DE3786911T2

DE3786911T2 - Ankeranordnung und Motorkonstruktion und Verfahren zur Herstellung derselben.

Info

Publication number: DE3786911T2
Application number: DE87630270T
Authority: DE
Inventors: Ilija Jovan Obradovic
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1987-01-28
Filing date: 1987-12-17
Publication date: 1993-11-11
Anticipated expiration: 2007-12-18
Also published as: DK34588A; EP0278200B1; DK34588D0; EP0278200A1; JPS63194547A; CA1298605C; US5128576A; CA1320529C; DE3786911D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren und insbesondere auf Konstruktionen und Verfahren zum Konstruieren derselben.
Geschaltete Reluktanzmotoren haben in den vergangenen zehn bis fünfzehn Jahren beträchtliche Aufmerksamkeit auf sich gezogen, hauptsächlich wegen der Einfachheit ihres Aufbaus und wegen der hohen Leistungsdichten (Verhältnis zwischen Ausgangsleistung und Gewicht). Diese Motoren sind Zweifachschenkelpolmotoren, die Zähne sowohl auf dem Ständer als auch auf dem Läufer haben, wobei Phasenwicklungen nur auf den Ständerpolen vorgesehen sind.
Mit Ausnahme von sehr kleinen Motoren (unter 50 Watt) sind die meisten geschalteten Reluktanzmotoren so ausgelegt, daß sie unter 2000 U/min arbeiten, weil die Eisenverluste in geschalteten Reluktanzmotoren mehrmals größer sind als in herkömmlichen Maschinen derselben Größe. Aus diesem Grund ist es herrschende Meinung, daß geschaltete Reluktanzmotoren am besten für Niederdrehzahlzwecke geeignet sind. Selbstverständlich verlangen gewissen Anwendungsfälle wie Kühlkompressormotoren einen Betrieb bei viel höheren Drehzahlen wie z.B. 6000 U/min.
Ältere geschaltete Reluktanzmotoren für größere Lelstungswerte hatten sechs Pole auf dem Ständer und vier auf dem Läufer. Zum Reduzieren der Anzahl der Leistungsschalter, die erforderlich sind, um diese Motoren mit Strom zu versorgen, hatten spätere Konstruktionen einen 8/4-Aufbau (8 Ständerpole und 4 Läuferpole) was weniger Leistungsschalter erforderte und ein besseres Anlaufdrehmoment ergab.
Zum Begrenzen der Eisenverluste wurde in bekannten Maschinen die Richtung der magnetomotorischen Kraft (MMK) des Ständers derart gewählt, daß sich die MMK-Richtung in dem Läufer nur einmal pro voller Läuferumdrehung änderte. Auf diese Weise traten die Flußänderungen hoher Freguenz, die zu der Zahl der Läuferpole proportional sind, nur in den Ständerpolen und den Rändern der Läuferpole auf. Infolgedessen wurden die Eisenverluste in dem Ständerjoch und dem Läuferjoch auf Kosten eines gewissen Drehmomentungleichgewichts reduziert. Von größerer Bedeutung sind die Verluste in den Ständerpolen aufgrund eines Flußnebenschlusses bei einem solchen Aufbau. Dieser Nebenschlußfluß erzeugt ein Drehmoment in der entgegengesetzten Richtung, und die Nebenschluß-MMK hat die entgegengesetzte Richtung gegenüber der zu erzeugenden Haupt-MMK, wenn die nächste Phase erregt wird. Diese Änderung in der MMK-Richtung in den Ständerpolen der bekannten Motoren erhöhte den Bereich der Flußveränderung und führte zu erhöhten Eisenverlusten in den Ständerpolen
Zusätzlich zu den normalen Verlusten aufgrund von Wirbelströmen und Hysterese werden die Eisenverluste auch durch das Verfahren beeinflußt, das üblicherweise beim Stanzen der Läufer- und Ständerbleche benutzt wird. Das Stanzen der Bleche geht bei herkömmlichen Maschinen folgendermaßen vor sich: Zuerst werden die Ständer- und Läufernuten ausgestanzt, und dann wird das Läuferblech aus dem Ständerblech ausgestanzt. Infolgedessen sind sowohl die Ständer- als auch die Läuferzähne scharf rechtwinkelig.
Offenbar sind die Bleche für geschaltete Reluktanzmotoren bislang auf dieselbe Weise hergestellt worden. InfolgedessPn haben die Ständer- und Läuferpole oder -zähne scharfe, rechtwinkelige Ecken. Da geschaltete Reluktanzmotoren nur einen Zahn pro Pol haben und da sie mit der Anziehung zwischen Zähnen/Polen arbeiten, gibt es eine sehr starke Flußkonzentration an den Ecken jedes Pols, und zwar vor und nach der Ausrichtung der Ständer- und Läuferpole, was zu erhöhten Verlusten führt. Das Abrunden dieser Ecken dürfte andererseits ein neues Verfahren des Stanzens der Bleche erfordern.
Außerdem erfordert das gegenwärtig bei herkömmlichen Maschinen benutzte Stanzverfahren eine maschinelle Fertigbearbeitung der Läuferoberfläche, um den exakten Läuferdurchmesser zu erzielen. Diese maschinelle Bearbeitung führt normalerweise dazu, daß einige der Läuferbleche kurzgeschlossen werden, was auch durch das Schweißen geschieht, das benutzt wird, um die Bleche zusammenzuhalten. Die Frequenz des Läuferflusses ist in Induktionsmaschinen zwar niedrig, dieses Fertigungsverfahren und das sich ergebende Kurzschließen der Bleche verursachen jedoch zusätzliche Verluste, die sich auf mehrere Prozent der Gesamtverluste belaufen können. In geschalteten Reluktanzmotoren wurde die maschinelle Bearbeitung, die notwendig ist, um den exakten Läuferdurchmesser zu erzielen, die Gesamtverluste aufgrund der Frequenzänderung der Läuferflußveränderungen beträchtlich steigern.
Schließlich, großer Streufluß führt, wenn der Läufer in der Position maximaler magnetischer Reluktanz ist, zu Flußlinien, die zu den Läufer- und Ständeroberflächen rechtwinkelig sind. Rechteckige Pole machen die Flußlinien länger, wodurch die Verluste weiter erhöht werden.
Aus den obigen Gründen haben die meisten geschalteten Reluktanzmotoren, die bislang benutzt werden, Bleche hoher Qualität mit einer Dicke von 0,014 Zoll (etwa 0,35 mm), was kleiner ist als in herkömmlichen Maschinen. Darüber hinaus haben zum Reduzieren von Vibrationen, die durch die starken Ärzierungen in der MMK verursacht werden, gegenwärtige geschaltete Reluktanzmotoren Läuferblechbaugruppen, die durch Klebstoffe in sich verbunden sind.
Das Reduzieren der Anzahl der Läuferpole ist beim Entwerfen von geschalteten Reluktanzmotoren für einen Betrieb bei höheren Drehzahlen vorteilhaft. Mit der herkömmlichen Läuferkonstruktion ist es jedoch nicht möglich, die Anzahl der Läuferpole unter vier zu reduzieren. Selbst bei vier Polen ist die Flußdichte (und sind daher die Verluste) hoch, und zwar wegen der öffnung in dem Blechpaket für die Motorwelle, welche den effektiven Querschnitt des Läuferblechpakets verringert.
Zum Beispiel, ein dreipoliger Läufer in einem geschalteten Reluktanzmotor hat keinen Raum für eine herkömmliche Welle, wenn die Flußdichte in dem Läuferblechpaket auf einem akzeptablen Wert gehalten werden soll, gleichzeitig sind aufgrund der ungeraden Zahl von Läuferpolen die radialen Kräfte bei einem dreipoligen Läufer sehr groß und unausgeglichen, was eine sogar noch größere Welle als normal erfordert. Diese sehr starken, in einer Richtung wirksamen radialen Kräfte verlangen eine außergewöhnlich steife Läuferkonstruktion.
Die DE-B-1 162 465 beschreibt einen Elektromotor und einen Läufer für denselben gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 8.
Zu den Zielen und Merkmalen der vorliegenden Erfindung gehören die Schaffung eines Motors mit hoher Drehzahl, hoher Ausgangsleistung und akzeptablen Eisenverlusten.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Blechstanzverfahrens.
Ein drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung von verbesserten Ständer- und Läuferblechen mit reduzierten Verlusten.
Ein viertes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Läuferbaugruppe und Motorkonstruktion, welche die spanabhebende Fertigbearbeitung und das damit verbundene Kurzschließen der Läuferbleche eliminieren.
Ein fünftes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Läuferbaugruppe und Motorkonstruktion, die die Notwendigkeit eliminieren, die Läuferbleche zu verkleben.
Ein sechstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Läuferbaugruppenkonstruktion, welche große, unausgeglichene radiale Kräfte aushält.
Diese Ziele werden durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 8 erreicht. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Verfahren, die bei dem Konstruieren des Elektromotors und des Läufers desselben brauchbar sind, sind in dem unabhängigen Verfahrensanspruch beschrieben.
Kurz gesagt, ein Elektromotor nach der vorliegenden Erfindung hat einen Ständer mit einer axialen Durchgangsbohrung und einen Läufer, der zur Drehung in der Bohrung des Ständers gelagert ist. Der Läufer hat eine Vielzahl von Blechen, die in einem Paket angeordnet sind. Eine Zugstange erstreckt sich axial durch das Läuferblechpaket, und Endklammern sind an jedem Ende des Läuferblechpakets angeordnet und an der Zugstange befestigt, um das Paket zusammenzudrücken und die Bleche des Pakets durch Druck fest in ihrer Position zu halten.
Eine Läuferbaugruppe nach der vorliegenden Erfindung für einen Elektromotor mit einem Ständer mit einer axialen Durchgangsbohrung, wobei die Läuferbaugruppe zur Drehung in r Bohrung des Ständers montierbar ist, hat eine Vielzahl von Blechen, die in einem Paket angeordnet sind. Eine Zugstange erstreckt sich axial durch das Läuferblechpaket, und Endklammern sind an jedem Ende des Läuferblechpakets angeordnet und an der Zugstange befestigt, um das Paket zusammenzudrücken und die Bleche des Stapels durch Druck fest in ihrer Position zu halten.
Ein Verfahren zum Konstruieren einer Läuferbaugruppe nach der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Schritte, eine Vielzahl von Läuferblechen auszurichten, um ein Paket zu bilden. Das Paket wird in ausreichendem Maß zusammengedrückt, so daß das Paket im Gebrauch seine Form gegen radiale Kräfte beibehält. Eine Endklammer wird an jedem Ende des Stapels an einer Zugstange fest angebracht, die sich durch den Stapel erstreckt, um die Druckbeanspruchung des Pakets aufrechtzuerhalten.
Ein Verfahren zum Stanzen von Läufer- und Ständerblechen für einen Zweifach-Schenkelpolelektromotor aus einem einzelnen Metallstück, wenn die Läuferbleche eine erste Anzahl von Zähnen und die Ständerbleche eine zweite, größere Anzahl von Zähnen haben, beinhaltet folgende Schritte: Ausstanzen eines Läuferbleches aus dem Metallstück, Ausstanzen des Ständerbleches aus dem Metallstück versetzt von dem Stanzen des Läuferbleches, so daß ein Zahn des Läuferblechstanzteils aus dem Spalt zwischen zwei Zähnen des Ständerbleches genommen wird. Die Schwerpunkte der Läuferund Ständerbleche sind in ihrer gestanzten Lage in dem Netallstück gegeneinander versetzt.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Motors;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung ähnlich der nach Fig. 1, aber in einem verkleinerten Maßstab, die die Richtung der MMK und des Flusses in dem Motor nach Fig. 1 veranschaulicht;
Fig. 2A ist ein elektrisches Schaltbild, das eine Stromrichterschaltung für den Motor nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist eine vereinfachte Seitenansicht, die den Aufbau des Motors nach Fig. 1 zeigt;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Motors nach Fig. 1, in der der Übersichtlichkeit halber Teile weggebrochen sind;
Fig. 5 ist eine Unteransicht einer Endklammer, die in dem Motor nach Fig. 1 benutzt wird;
Fig. 5A ist eine Seitenansicht der Endklammer nach Fig. 5, von der der Übersichtlichkeit halber Teile weggebrochen worden sind;
Fig. 6 ist eine Unteransicht einer zweiten Ausführungsform einer Endklammer, die bei dem Motor nach Fig. 1 benutzt wird;
Fig. 6A ist eine Querschnittansicht nach der Linie 6A-6A in Fig. 6;
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung des Stanzmusters für die Läufer- und Ständerbleche des Motors nach Fig. 1; und
Fig. 7A ist eine schematische Darstellung des Stanzverfahrens, durch welches die Läufer- und Ständerbleche des Motors nach Fig. 1 gestanzt werden.
In den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen tragen gleiche Teile gleiche Bezugszeichen.
Ein Motor 11 (Fig. 1) nach der vorliegenden Erfindung (gezeigt als ein geschalteter Reluktanzmotor, obgleich die vorliegende Erfindung sich nicht darauf beschränkt) hat einen vierpoligen Ständer 13, dessen vier Zähne sich von dem Ständerjoch aus radial einwärts erstrecken, um eine zentrale Bohrung zu bilden, in welcher ein dreipoliger Läufer 15 geeignet drehbar gelagert ist. Die Drehachse des Läufers 15 wird durch eine Zugstange 17 festgelegt, wie die folgenden Darlegungen zeigen werden. Phasenwicklungen 19 sind um jeden Zahn oder Pol des Ständers 13 mit den gezeigten Polaritäten gewickelt, um die Richtungen der MMK zu erzielen, wie sie durch die mit 21 bezeichneten Pfeile angegeben sind. Die Zähne des Ständers 13 sind gleichabständig über seinen Umfang verteilt, und die Lücken zwischen den Zähnen, gemessen an der zentralen Bohrung des Ständers, sind nur wenig größer als die Breiten der Zähne selbst.
Die Zähne des Läufers 15 sind ebenfalls gleichabständig über dessen Umfang verteilt. Die Breite der Zähne des Läufers 15 ist im allgemeinen gleich der Breite der Ständerzähne an der zentralen Bohrung, um Verluste zu minimieren. Die Breite der Läuferzähne ist ebenfalls etwas kleiner als die Lücke zwischen benachbarten Ständerzähnen, und zwar aus einem Grund, der in Verbindung mit der Erläuterung von Fig. 7 deutlich werden wird. Es sei außerdem angemerkt, daß die Zähne sowohl des Läufers als auch des Ständers abgerundet sind, wie es am besten in Fig. 1 dargestellt ist, um Flußkonzentrationen und Verluste zu minimieren.
In dem Motor 11 sind, wie es am besten in Fig. 2 dargestellt ist, die Flußlinien so kurz wie möglich, während die MMK im Ständerjoch und in den Polen immer dieselbe Richtung hat. Die MMKs zwischen den Phasen addieren sich immer, da zwei der entgegengesetzten Pole eine MMK zur Läufermitte hin haben, wogegen die andere MMK eine Richtung von dem Läufer zu dem Ständer hat, was durch Linien 21 angegeben ist. Dieser magnetische Kreis gestattet eine beträchtliche Verringerung der Eisenverluste.
Die Stromrichterschaltung für den Motor 11 ist in Fig. 2A gezeigt. Der Stromrichter empfängt eine gefilterte Gleichspannung von z.B. 315 Volt und liefert durch richtige sequentielle Betätigung einer Gruppe von vier Leistungstransistorschaltern od.dgl. SW1 bis SW4 den Ständerwicklungen 19 Strom, die hier mit 19A bis 19D bezeichnet sind. Der Stromrichter enthält zwei Kondensatoren C1 und C3, die eine Spannungsteilerfunktion erfüllen. Jeder Wicklung ist eine Rücklaufdiode D1 bis D4 zugeordnet, die zwischen ihre Wicklung und eine der Versorgungsschienen geschaltet ist.
Diese Stromrichteranordnung hat den Vorteil, daß sie nur vier Schaltelemente benötigt, welche auf herkömmliche Weise durch eine Steuerschaltung (nicht dargestellt) gesteuert werden, um ihre zugeordneten Phasenwicklungen zu den richtigen Zeiten zu erregen. Eine Zerhackungstechnik wird benutzt, um die Stromwerte in den Wicklungen in dem vollen Drehzahlbereich des Motors zu begrenzen, der mit Drehzahlen bis zu und über 6000 U/min arbeiten kann.
Der Läufer 15 hat keinen Raum für eine herkömmliche Welle, wenn die Flußdichte in dem Läuferblechpaket auf akzeptablen Werten gehalten werden soll. Und wegen der ungeraden Zahl der Läuferpole (drei) sind die unausgeglichenen radialen Kräfte, die auf den Läufer ausgeübt werden, sehr groß. Daher ist eine außergewöhnlich steife Läuferkonstruktion erforderlich. Diese Forderungen werden erfüllt, indem ein Paket 25 (Fig. 3 und 4) von Läuferblechen genommen wird, die auf ihren endgültigen äußeren Durchmesser gestanzt werden, wie es unten in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben ist, und indem sie mit einem Paar identischer Endklammern 27 und 29 zusammengepreßt werden. Die Endklammern werden durch eine relativ dünne Zugstange 31 hoher Qualität zusammengehalten, die sich durch die Läufermitte erstreckt. An beiden Enden wird die Zugstange 31 in eine Motorwelle 33 größeren Durchmessers (vgl. Fig. 4) eingeschraubt. Gemäß der Darstellung bei 31A in Fig. 4 kann die Zugstange 31 hohl sein. Darüber hinaus kann die Zugstange, statt in die Läuferwelle 33 eingeschraubt zu werden, mit der Welle durch einen geeigneten Klebstoff verbunden werden.
Die Endklammern werden aus einem nichtmagnetischen rostfreien Stahl hergestellt, wie es in den Fig. 5 und 5A gezeigt ist, oder aus Gußaluminium, wie es in den Fig. 6 und 6A gezeigt ist (in den beiden letztgenannten Figuren ist die Endklammer mit 27A bezeichnet). In jeder dieser Ausführungsformen hat die Endklammer drei Füße 35 bzw. 35A, die direkt über den Zähnen der Läuferbleche angeordnet werden können, um auf das Blechpaket Druck auszuüben. Die Füße erstrecken sich unter die Körper der Endklammern, so daß Druck, der auf die Klammern ausgeübt wird, auf das Läuferblechpaket übertragen wird. Die Endklammern brauchen lediglich elastisch genug zu sein, um einen ausreichenden axialen Druck auf den Läuferblechen unter allen Läufertemperaturen und -bedingungen zu gewährleisten.
Die Reihenfolge der Läufermontage läßt sich am besten in Verbindung mit Fig. 3 erläutern. Die Zugstange 31 (die an beiden Enden mit Gewinde versehen ist) wird zuerst in die Motorwelle 33 eingeschraubt. Eine Auswuchtscheibe 37, die Endklammer 29, das Paket 25 von Läuferblechen, die zweite Endklammer 27 und eine zweite Auswuchtscheibe 39 werden dann auf der Zugstange übereinander gestapelt. Die Montage wird dann vorübergehend durch eine Mutter 41 abgeschlossen, welche gleichzeitig das nichttreibende Motorewellenende darstellt, welches später in eines von zwei Motorlagern 43 (Fig. 4) gelangt, die in zwei Motorlagerschilden 45 montiert sind.
Durch Verwenden eines Halters 47 (Fig. 3) wird die Baugruppe angehoben, und das andere Ende der Zugstange 31 wird in einen stabilen Träger 49 geschraubt. Anschließend daran werden die Läuferbleche mit drei zweizinkigen Werkzeugen 51 (von denen nur eines gezeigt ist) niedergedrückt, welche 120 Grad versetzt sind. Die oberen Zinken 53 der Werkzeuge üben den Hauptdruck aus, während die unteren Zinken 55 lediglich gegen die Bleche drücken, so daß diese der Bewegung der oberen Endklammer 27 folgen.
Nachdem die Bleche ausreichend zusammengedrückt worden sind, wird mit einem Werkzeug 57 die Mutter 41 angezogen, so daß sie sich aus ihrer ursprünglichen Position, die in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist, in ihre endgültige Position bewegt, die mit ausgezogenen Linien dargestellt ist. Auf diese Weise wird der Prozeß des Zusammendrückens der Bleche abgeschlossen, und die Baugruppe wird von dem Träger 49 unter Verwendung des Halters 47 losgeschraubt.
Vor der Prozedur des Zusammendrückens des Läufers werden die beiden Enden der Motorwelle 33 lediglich gebohrt und mit Gewinde versehen, um die Zugstange 31 aufzunehmen. Ihre endgültige spanabhebende Bearbeitung erfolgt erst, nachdem der Zusammendrückzyklus abgeschlossen ist. Dafür gibt es zwei Gründe. Während des Zusammendrückens können die äußeren Oberflächen der Welle, welche mit den Wellenlagern zusammenpassen, beschädigt werden. Zweitens, es ist nicht möglich, die Toleranzen während der Zusammendrückprozedur einzuhalten, um die Konzentrizität der Läuferwelle zu garantieren
Der letzte Schritt bei der Läuferherstellung besteht aus dem Auswuchten des Läufers. Für diesen Zweck werden die Auswuchtscheiben 37 und 39 benutzt, welche Außendurchmesser haben, die etwas kleiner sind als der Läuferaußendurchmesser. Das Auswuchten erfolgt automatisch durch Abtragen des notwendige Materials von den Auswuchtscheiben.
Alternativ, wenn Aluminiumendklammern 27A nach den Fig. 6 und 6A benutzt werden, würde die anfängliche Läuferunwucht geringer sein als mit den Endklammern 27 nach den Fig. 5 und 5A. In diesem Fall können die Auswuchtscheiben in der Läuferkonstruktion überhaupt weggelassen werden. Die Feinauswuchtung erfolgt in diesem Fall durch Bohren von Löchern wie dem Loch 61 (Fig. 6A) durch die Aluminiumendklammern je nach Bedarf.
Die obige Konstruktion ist zwar in Verbindung mit einem geschalteten Reluktanzmotor beschrieben worden, es ist jedoch selbstverständlich klar, daß sich eine solche Konstruktion nicht darauf beschränkt.
Das Verfahren des Stanzens der Läufer- und Ständerbleche des Motors 11 ist in den Fig. 7 und 7A veranschaulicht. Gemäß der Darstellung in Fig. 7 erfolgen das Stanzen des Läuferbleches, das mit 15A bezeichnet ist, und seiner zentralen Bohrung 19A mittenversetzt gegenüber dem Stanzen des Ständerbleches 13A. Infolgedessen wird einer der Zähne des Läuferbleches 15A aus der Lücke zwischen zwei der Zähne des Ständerbleches genommen. (Diese Lücke ist der übersichtlicheren Darstellung halber in Fig. 7 gegenüber der nach Fig. 1 vergrößert.) Diese Anordnung gestattet im Gegensatz zu der herkömmlichen Stanzanordnung, die Läufer- und Ständerzähne mit abgerundeter Ecke zu stanzen, wie es am besten in Fig. 1 dargestellt ist.
Die in Fig. 7A mit a-d bezeichneten vier Stufen des Stanzens sowohl der Läufer- als auch der Ständerbleche aus einem einzelnen Metallstück beginnen mit dem Stanzen der Läuferbohrungsöffnung 19A in der Stufe a. Es sei beachtet, daß die Läuferbohrungsöffnung gegenüber Paßlöchern 71 mittenversetzt ist. Danach wird das Läuferblech zusammen mit einer Reihe von Nuten 73 ausgestanzt, wie es am besten in Fig. 1 gezeigt ist. In der dritten Stufe wird die innere Konfiguration 75 des Ständerbleches 13A ausgestanzt. Und in der vierten Stufe wird der Umfang 77 des Ständerbleches ausgestanzt, was das fertige Ständerblech ergibt.
Die oben beschriebenen Verfahren und Konstruktionen ergeben mehrere Vorteile. Zum einen führen sie zu einem ausreichenden Querschnitt in einem dreipoligen Läufer, um die Läufereisenverluste auf einen akzeptablen Wert zu reduzieren. Der dreipolige Läufer reduziert seinerseits die Ständerverluste durch Reduzieren der Flußfrequenz in dem Ständerjoch und den Ständerpolen, während trotzdem ein beträchtliches Anlaufdrehmoment geschaffen wird. Zweitens, die Läuferbleche werden bei diesen Verfahren auf ihren endgültigen Außendurchmesser gestanzt, wodurch die spanabhebende Bearbeitung des Läufers eliminiert wird, die bei der herkömmlichen Herstellung benutzt wird. Das wiederum eliminiert das Kurzschließen der Läuferbleche, d.h. eine weitere Quelle von Eisenverlusten. Drittens, die Läufer- und Ständerpole werden mit abgerundeten Polen gestanzt, wodurch die Flußkonzentration in den Polecken eliminiert wird und wodurch die Eisenverluste weiter reduziert werden. Schließlich, die Läuferbleche werden so fest zusammengedrückt, daß es nicht notwendig ist, irgendeinen Klebstoff zum Verhindern von Vibration auf die Bleche aufzubringen.

Claims

1. Elektromotor, der einen Ständer (13) mit einer axialen Druchgangsbohrung hat, einen Läufer (15), der in der Bohrung des Ständers drehbar montiert ist, wobei der Läufer eine Vielzahl von Blechen aufweist, die in einem Paket (25) angeordnet sind, und eine Zugstange (31), die sich axial durch das Läuferblechpaket erstreckt, und zwei Läuferwellenabschnitte (33), die axial auf entgegengesetzten Wellenabschnitten angeordnet sind, um die Drehachse des Läufers festzulegen, wobei die Querschnittsfläche der Zugstange (31) wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche der Motorwellenabschnitte (33) ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche eine Vielzahl von Zähnen haben, das Endklammern (27, 29) an jedem Ende des Läuferblechpakets (25) angeordnet und an der Zugstange (31) befestigt sind, um das Paket zusammenzudrücken und die Bleche des Pakets durch Druck fest in ihrer Position zu halten, wobei die Endklammern (27, 29) einen Fußabdruck haben, der der Form der Bleche entspricht, wobei die Zugstange (31) und die Endklammern (27, 29) im wesentlichen die einzige Kraft liefern, welche die Bleche des Pakets (25) fest in ihrer Position hält, und daß zwei scheibenförmige, nichtmagnetische Auswuchtteile (37, 39) an entgegengesetzten Enden des Pakets (25) angeordnet sind, wobei die Mitten der scheibenförmigen, nichtmagnetischen Auswuchtteile längs der Drehachse des Läufers (15) angeordnet sind und wobei die scheibenförmigen, nichtmagnetischen Auswuchtteile jeweils einstückig sind und jeweils aus einem Material bestehen, das von dem Teil abtragbar ist, um die Auswuchtung des Läufers zu beeinflussen.

2. Motor nach Anspruch 1, wobei der Läufer eine ungerade Polzahl hat.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zugstange (31) hohl ist.

4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Ständer (13) und der Läufer (15) jeweils Zähne haben und wobei die Zähne sowohl des Läufers als auch des Ständers abgerundete Ecken haben.

5. Verfahren zum Konstruieren einer Läuferbaugruppe, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Ausrichten einer Vielzahl von Läuferblechen, die Zähne haben, um ein Paket (25) von ausgerichteten Blechen zu bilden,

Zusammendrücken des Pakets (25) in einem ausreichenden Maß, so daß das Paket im Gebrauch seine Form gegen radiale Kräfte beibehält;

festes Anbringen einer Endklammer (27, 29) auf jedem Ende des Pakets an einer Zugstange (31), die sich durch das Paket erstreckt, um die Zusammendrückung des Pakets aufrechtzuerhalten; wodurch die Zusammendrückung des Läuferblechpakets ausreichend ist, um den resultierenden radialen Kräften entgegenzuwirken, die auf das Blechpaket ausgeübt werden, ohne daß es zum Ausfall des Läufers kommt, wobei die Endklammern (27, 29) einen Fußabdruck haben, der der Form der Bleche entspricht, und so angeordnet sind, daß sie mit dem Fußabdruck auf den Zähnen der Bleche ruhen; Befestigen jedes Endes der Zugstange (31) an einem Läuferwellenabschnitt (33), wobei die Zugstange und die Läuferwellenabschnitte koaxial sind, um so die Drehachse der Läuferbaugruppe festzulegen,

Vorsehen von Auswuchtteilen (37, 39) an jedem Ende des Blechpakets (25),

Auswuchten der Läuferbaugruppe durch Abtragen von Material von den Auswuchtteilen (37, 39).

6. Verfahren zum Konstruieren einer Läuferbaugruppe nach Anspruch 5, wobei die Bleche eine ungerade Polzahl haben.

7. Verfahren zum Konstruieren einer Läuferbaugruppe nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Zugstange (31) hohl ist und wobei die Zähne der Bleche abgerundete Ecken haben.