DE4418454A1

DE4418454A1 - Synchronous machine external rotor design

Info

Publication number: DE4418454A1
Application number: DE4418454A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dipl Ing Adelski; Reinhard Beck; Guenter Lutz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-05-26
Filing date: 1994-05-26
Publication date: 1995-11-30

Abstract

The outer rotor of a synchronous machine has a moulded short circuit cage. The rotor plate packet (1) is surrounded by a cladding (13) and is furnished with permanent magnets (6). The latter form the magnetic poles of the rotor. Pole holes (9) are formed between the magnetic poles. The pole packet (1) is interrupted near the pole holes (9) by one or more radially overlapping cut-out sections (10). The individual plates are connected to each other in the circumferential direction merely by at least one connecting bridge (11,12) formed as a saturation bridge.

Description

Die Erfindung betrifft einen Außenläufer einer Synchronmaschine, welcher Läufer einen gegossenen Kurzschlußkäfig aufweist und dessen Läuferblechpaket von einem Rückschlußmantel umgeben und mit die Magnetpole des Läufers bildenden Dauermagneten bestückt ist, wobei zwischen den Magnetpolen Pollücken bestehen.The invention relates to an external rotor Synchronous machine, which runner cast one Has short-circuit cage and its rotor core from surrounded by a yoke and with the magnetic poles of the Rotor-forming permanent magnet is fitted, being between the magnetic poles pole gaps exist.

Ein solcher Außenläufer ist durch die DE-A-24 34 220 bekannt. Bei diesem bekannten Läufer sind die Dauermagnete am Außenumfang des als geschlossener Ring ausgebildeten Läuferblechpaketes angeordnet. Zwar sind die zu Polen unterschiedlicher Polarität gehörenden Dauermagnetschalen zur Bildung von Pollücken voneinander beabstandet, jedoch ist das Läuferblechpaket im Bereich der Pollücken nicht unterbrochen, so daß im Bereich der Pollücken über das Läuferblechpaket ein magnetischer Kurzschluß zwischen den benachbarten Magnetpolen besteht. Dies führt zu einer Leistungsminderung der Maschine.Such an external rotor is known from DE-A-24 34 220. In this known rotor, the permanent magnets are on Outer circumference of the formed as a closed ring Runner sheet stack arranged. They are to Poland permanent magnet shells belonging to different polarity Formation of pole gaps spaced apart, but that is Rotor laminated core not interrupted in the area of the pole gaps, so that in the area of the pole gaps over the rotor laminated core magnetic short circuit between the adjacent magnetic poles consists. This leads to a reduction in the performance of the machine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Außenläufer der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß eine derartige Leistungsminderung vermieden wird.The invention has for its object an external rotor of the generic type so that such Performance degradation is avoided.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß das Läuferblechpaket im Bereich der Pollücken durch eine oder mehrere radial übereinander liegende Aussparungen unterbrochen ist und die einzelnen Bleche in Umfangsrichtung lediglich durch mindestens einen als Sättigungssteg ausgebildeten Verbindungssteg miteinander verbunden sind. Durch die in den Pollücken vorgesehene Verbindung der Läuferbleche mittels eines Verbindungssteges bleiben die Läuferbleche als einteiliges Bauteil erhalten und lassen sich somit weiterhin leicht zu einem Läuferblechpaket zusammenfügen. Durch den als Sättigungssteg ausgebildeten Verbindungssteg wird ein magnetischer Kurzschluß zwischen den benachbarten Magnetpolen unterschiedlicher Polarität weitgehend vermieden.The problem is solved according to the invention in that the rotor laminated core in the area of the pole gaps by one or more radially one above the other Cutouts are interrupted and the individual sheets in Circumferential direction only by at least one as Saturation bridge designed connecting bridge with each other are connected. By the provided in the pole gaps Connection of the rotor plates by means of a connecting bar the rotor sheets remain as a one-piece component and can therefore still easily be converted into a rotor laminated core put together. Through the trained as a saturation bridge A magnetic short circuit between the connecting bridge neighboring magnetic poles of different polarity largely avoided.

Dadurch, daß nur ein Verbindungssteg im Bereich des Außenumfanges des Läuferblechpaketes vorgesehen ist, der nach dem Gießen des Kurzschlußkäfigs entfernt ist, bleiben die durch ein einteiliges Bauteil gegebenen fertigungstechnischen Vorteile erhalten, wohingegen durch das Entfernen des Verbindungssteges jegliche magnetisch leitfähige Metall verbindung zwischen den Magnetpolen des Läuferblechpaketes entfällt. Dadurch werden die Streuverluste weiter vermindert.The fact that only one connecting web in the area of External circumference of the rotor laminated core is provided, according to the casting of the short-circuit cage, the remain manufacturing technology given by a one-piece component Get benefits whereas removing the Connecting bar any magnetically conductive metal connection between the magnetic poles of the rotor laminated core not applicable. This further reduces the spreading losses.

Eine hohe Festigkeit des Läuferblechpaketes wird dadurch erreicht, daß die Aussparungen beim Gießen des Kurzschlußkäfigs mit ausgegossen sind, wobei die die Aussparungen ausfüllenden Stabteile mit den Kurzschlußringen des Kurzschlußkäfigs verbunden sind.This ensures high strength of the rotor laminated core achieved that the recesses when casting the Short-circuit cage are poured out, the die Bar parts filling recesses with the short-circuit rings of the short-circuit cage are connected.

Durch das Einfügen der Dauermagnete in entsprechende Aufnahmeöffnungen des Läuferblechpaketes besteht die Möglichkeit, die Dauermagnete bereits vor dem Gießen des Kurzschlußkäfigs an dem Läuferblechpaket anzubringen, so daß die Fertigung des Läufers vereinfacht wird.By inserting the permanent magnets into the corresponding ones The receiving openings of the rotor laminated core exist Possibility to use the permanent magnets before casting the Attach the short-circuit cage to the rotor laminated core so that the manufacture of the runner is simplified.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs beispieles wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:Based on an execution shown in the drawing the invention is described in more detail below. It shows:

Fig. 1 einen Außenläufer mit Rückschlußmantel für das Läuferblechpaket im Querschnitt, Fig. 1 is an external rotor with enveloping flux return for the rotor core in cross-section,

Fig. 2 einen weiteren Außenläufer ohne Rückschlußmantel im Querschnitt. Fig. 2 shows another external rotor without a yoke jacket in cross section.

Mit 1 ist ein Läuferblechpaket eines Außenläufers 2 bezeichnet, in dessen Nuten 3 die Kurzschlußstäbe 4 eines Kurzschlußkäfigs eingegossen sind. Radial außerhalb der Kurzschlußstäbe 4 sind in entsprechenden Aufnahmeöffnungen 5 des Läuferblechpaketes 1 Dauermagnete 6 eingesetzt. Die Dauermagnete 6 können vor dem Gießen des Kurzschlußkäfigs in das Läuferblechpaket eingebracht werden. In den Aufnahmeöffnungen 5 sind die Dauermagnete 6 ausreichend gesichert, so daß das Gießverfahren ohne Beeinträchtigung durchgeführt werden kann. 1 with a rotor laminated core of an external rotor 2 is designated, in the grooves 3 the short-circuit bars 4 of a short-circuit cage are cast. Radially outside the short-circuit bars 4 , permanent magnets 6 are inserted in corresponding receiving openings 5 of the rotor laminated core 1 . The permanent magnets 6 can be inserted into the rotor laminated core before the short-circuit cage is cast. The permanent magnets 6 are sufficiently secured in the receiving openings 5 so that the casting process can be carried out without impairment.

Entsprechend der jeweiligen Polarisierung der in das Läuferblechpaket 1 eingebrachten Dauermagnete werden am Läuferblechpaket 1 magnetische Nord- und Südpole 7 und 8 ausgebildet. Im Bereich der zwischen den Magnetpolen 7 und 8 bestehenden Pollücken 9 sind am Läuferblechpaket 1 durch entsprechende Ausstanzungen der einzelnen Läuferbleche gebildete Aussparungen 10 vorgesehen. Damit die Läuferbleche beim und nach dem Herstellen der Ausstanzungen nicht in einzelne Polsegmente zerfallen, wird im Bereich der Ausstanzungen ein die Polsegmente in Umfangsrichtung verbindender Verbindungssteg 11 stehen gelassen. Der Verbindungssteg 11 ist in seiner Breite so bemessen, daß er als Sättigungssteg wirkt, insbesondere dann, wenn er auch noch nach Fertigstellung des Läufers bestehen bleibt, wie dies bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.Magnetic north and south poles 7 and 8 are formed on the rotor laminated core 1 in accordance with the respective polarization of the permanent magnets introduced into the laminated rotor core 1 . In the area of the existing between the magnetic poles 7 and 8 pole gaps 9 of the individual rotor laminations formed recesses 10 are provided on the rotor core 1 by corresponding punch-outs. So that the rotor plates do not disintegrate into individual pole segments during and after the punched holes are produced, a connecting web 11 connecting the pole segments in the circumferential direction is left in the area of the punched holes. The width of the connecting web 11 is such that it acts as a saturation web, particularly if it remains even after the runner has been completed, as is the case with the embodiment shown in FIG. 1.

Bei der Ausführungsvariante nach Fig. 2 ist ein die Aussparung 10 überbrückender Verbindungssteg 12 am Außenumfang des Läuferblechpaketes 1 vorgesehen. Beim Gießen des Kurzschluß käfigs werden auch die Aussparungen 10 mit ausgegossen. Hierdurch erhält das Läuferblechpaket 1 trotz der Aussparungen 10 eine ausreichende mechanische Festigkeit. Der am Außenumfang angeordnete Verbindungssteg 12 kann dann durch Überdrehen des Läuferblechpaketes 1 vollständig entfernt werden, so daß keine magnetisch leitfähige Verbindung mehr zwischen den Magnetpolen 7 und 8 besteht.In the embodiment according to FIG. 2, a recess 10 bridging connecting web 12 is provided on the outer circumference of the rotor core. 1 When casting the short-circuit cage, the recesses 10 are also poured out. As a result, the rotor laminated core 1 receives sufficient mechanical strength despite the cutouts 10 . The connecting web 12 arranged on the outer circumference can then be completely removed by overturning the rotor laminated core 1 , so that there is no longer a magnetically conductive connection between the magnetic poles 7 and 8 .

Auch bei der Ausbildung des Läuferblechpaketes 1 entsprechend der Darstellung nach Fig. 1 kann das Läuferblechpaket 1 überdreht und somit an den Innendurchmesser eines das Läuferblechpaket 1 umschließenden Rückschlußmantels 13 angepaßt werden. Dies gilt auch für das in Fig. 2 darge stellte Läuferblechpaket 1, welches beim Abdrehen der Verbindungsstege 12 an die Innenöffnung eines auf das Läuferblechpaket 1 aufbringbaren, in der Zeichnung nicht dargestellten, Rückschlußmantels angepaßt werden kann.Also in the configuration of the rotor core 1 according to the illustration of FIG. 1, the rotor core 1 can rotate and thus to the inner diameter of the rotor core 1 surrounding the enveloping flux return be adjusted. 13 This also applies to the rotor plate assembly 1 shown in FIG. 2, which, when the connecting webs 12 are twisted off, can be adapted to the inner opening of an attachable to the rotor assembly 1 , not shown in the drawing, yoke sheath.

Bei dem beschriebenen Außenläufer 2 sind dessen Nord- und Südpole 7 und 8 durch die Aussparungen 10 voneinander getrennt, so daß in den Pollücken ein direkter Rückschluß der Magnetflüsse zwischen den Magnetpolen unterschiedlicher Polarität unterbunden ist. Hierdurch ergibt sich eine entsprechende Leistungsverbesserung für die mit einem solchen Außenläufer ausgerüstete elektrische Maschine. Fertigungs technisch vorteilhaft ist es, daß die Dauermagnete 6 in entsprechende Aufnahmeöffnungen 5 eingesetzt sind. Damit können die Dauermagnete 6 bereits vor dem Gießen des Kurzschlußkäfigs am Läuferblechpaket 1 angebracht werden, so daß eine gesonderte Montage und Befestigung der Dauermagnete nach dem Gießen des Kurzschlußkäfigs entfällt.In the external rotor 2 described , its north and south poles 7 and 8 are separated from one another by the cutouts 10 , so that a direct inference of the magnetic fluxes between the magnetic poles of different polarity is prevented in the pole gaps. This results in a corresponding improvement in performance for the electrical machine equipped with such an external rotor. Manufacturing is technically advantageous that the permanent magnets 6 are inserted into corresponding receiving openings 5 . Thus, the permanent magnets 6 can be attached to the rotor laminated core 1 before the short-circuit cage is cast, so that there is no need for separate mounting and fastening of the permanent magnets after the short-circuit cage has been cast.

Claims

1. Außenläufer einer Synchronmaschine, welcher Läufer einen gegossenen Kurzschlußkäfig aufweist und dessen Läuferblechpaket (1) von einem Rückschlußmantel (13) umgeben und mit die Magnetpole des Läufers bildenden Dauermagneten (6) bestückt ist, wobei zwischen den Magnetpolen Pollücken (9) bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß das Läuferblechpaket (1) im Bereich der Pollücken (9) durch eine oder mehrere radial übereinander liegende Aussparungen (10) unterbrochen ist und die einzelnen Bleche in Umfangsrichtung lediglich durch mindestens einen als Sättigungssteg ausgebildeten Verbindungssteg (11 bzw. 12) miteinander verbunden sind.1. External rotor of a synchronous machine, which rotor has a cast short-circuit cage and its rotor laminated core ( 1 ) is surrounded by a yoke jacket ( 13 ) and is equipped with permanent magnets ( 6 ) forming the magnetic poles of the rotor, pole gaps ( 9 ) being present between the magnetic poles, thereby characterized in that the rotor laminated core ( 1 ) is interrupted in the area of the pole gaps ( 9 ) by one or more recesses ( 10 ) lying radially one above the other and the individual laminates are connected to one another in the circumferential direction only by at least one connecting web ( 11 or 12 ) designed as a saturation web are.

2. Außenläufer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Verbindungssteg (11) im Bereich des Außenumfanges des Läuferblechpaketes (1) vorgesehen ist, der nach dem Gießen des Kurzschlußkäfigs entfernt ist.2. External rotor according to claim 1, characterized in that only one connecting web ( 11 ) is provided in the region of the outer circumference of the rotor laminated core ( 1 ), which is removed after the casting of the short-circuit cage.

3. Außenläufer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (10) beim Gießen des Kurzschlußkäfigs mit ausgegossen sind, wobei die die Aussparungen (10) ausfüllenden Stabteile mit den Kurzschlußringen des Kurzschlußkäfigs verbunden sind.3. external rotor according to claim 1 or 2, characterized in that the recesses ( 10 ) are poured with the casting of the short-circuit cage, wherein the recesses ( 10 ) filling rod parts are connected to the short-circuit rings of the short-circuit cage.

4. Außenläufer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (6) in entsprechende Aufnahmeöffnungen (10) des Läuferblechpaketes (1) eingesetzt sind.4. External rotor according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the permanent magnets ( 6 ) are inserted into corresponding receiving openings ( 10 ) of the rotor laminated core ( 1 ).