DE69007243T2

DE69007243T2 - Rotor eines Motors mit Magneten.

Info

Publication number: DE69007243T2
Application number: DE69007243T
Authority: DE
Inventors: Laurent Royer
Original assignee: GEC Alsthom SA
Current assignee: Parvex Dijon Fr
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1990-11-27
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2010-11-28
Also published as: EP0430795A1; FR2655214B1; JPH0757075B2; ATE102764T1; EP0430795B1; DK0430795T3; DE69007243D1; US5162686A; FR2655214A1; ES2052216T3; WO1991008607A1; JPH04500450A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für einen Magnetmotor und bezieht sich insbesondere auf die Herstellung eines Synchronmotors mit Dauermagneten.
Eines der Hauptprobleme bei der Herstellung von Motoren mit Magneten liegt in der Befestigung der Bleche und der Magneten untereinander und auf der Motorwelle. Die Befestigung muß robust sein, um allen mechanischen Beanspruchungen zu widerstehen (von der Zentrifugalkraft erzeugte Kräfte, Übertragung des Drehmoments zwischen Rotor und Welle).
Außerdem muß die Art der Befestigung wirtschaftlich sein und insbesondere zu kurzen Montagezeiten führen.
Ausführungsbeispiele für Rotoren mit Dauermagneten sind in den Druckschriften US-A-4 445 062 und FR-A-20 48 432 beschrieben, die den Stand der Technik darstellen.
Die Erfindung hat einen Rotor für einen Motor mit Magneten zum Gegenstand, der mindestens ein Paar von Magnetpolen, zwischen denen Magnete mit azimutaler Magnetisierung angeordnet sind, und eine Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole und die Magnete miteinander und mit der Motorwelle fest verbunden werden durch ein Profilteil konstanter Dicke, das im Querschnitt kleeblattförmige Keulen in gleicher Anzahl wie die Pole des Motors aufweist, wobei die Keulen je paarweise über gekrümmte Bereiche miteinander verbunden sind, die Kreisbögen eines Durchmessers nahe dem der Welle des Motors bilden.
Vorteilhafterweise wird das Material des Profilteils ausgewählt aus der Gruppe, die die Aluminiumlegierungen, die Kupferlegierungen, austenitischen nichtrostenden Stahl, Glasfasern und Kohlefasern enthält.
In einer besonderen Ausführungsform werden die Bleche des Rotors zusammengebaut mittels Endschalen, die von mit Muttern versehenen Gewindestangen zusammengehalten werden.
In einer Variante werden die Bleche des Rotors mittels Endschalen zusammengebaut, die von glatten Stangen mit gezahnten Ringen zusammengehalten werden.
In einer anderen Variante werden die Bleche des Rotors mittels Endschalen zusammengebaut, die durch Nieten zusammengehalten werden.
Es können Mittel vorgesehen werden, um das profilteil zu verstärken, zum Beispiel geschlitzte Stahlrohre, die in die Keulen des Profilteils eingeführt sind.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert.
Figur 1 ist eine Schnittansicht durch eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse eines erfindungsgemäßen Rotors.
Figur 2 ist ein axialer Halbschnitt eines Rotors, dessen Elemente mit Gewindestäben zusammengebaut werden.
Figur 3 ist ein axialer Halbschnitt eines Rotors, dessen Elemente mit Nieten zusammengebaut werden.
Figur 4 ist ein axialer Halbschnitt eines Rotors, dessen Elemente durch glatte Stäbe zusammengebaut werden, die mit gezahnten Ringen zusammenwirken.
Die Figuren 5 und 6 zeigen den Zusammenbau der Bleche des Rotors auf dem Profilteil.
Das gewählte Beispiel ist ein Motor mit vier Polen.
In Figur 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Welle, um die herum vier Magnetpole 11, 12, 13 und 14 angeordnet sind, die aus Magnetblechen geformt sind, die ausgeschnitten und durch später beschriebene Mittel aneinander gedrückt werden. Zwischen den Blechen befinden sich Dauermagneten 21, 22, 23 und 24 mit azimutaler Magnetisierung, d.h. senkrecht zur Achse O der Welle und der von diesem Punkt ausgehenden Strahlen. Zwei benachbarte Magnete weisen einander zugewandt Pole Nord (N) oder Süd (S) gleichen Namens auf.
Die Magnete sind in von den Blechen freigelassenen Räumen angeordnet; sie werden radial von Vorsprüngen der Pole gehalten, wie diejenigen, die mit 11A und 11B für den Pol 11 bezeichnet sind.
Die Einheit von Polen und Magneten wird mittels eines Profilteils 30 aus vorzugsweise unmagnetischen Material befestigt, das zum Beispiel aus der Gruppe ausgewählt wird, die von den Aluminiumlegierungen, den Kupferlegierungen, dem austenitischen nichtrostenden Stahl, den Glasfasern und den Kohlenfasern gebildet wird. Dieses Profilteil klemmt die Welle 1 ein. Es hat eine konstante Dicke und hat die Form von vier kleeblattförmigen Keulen 31, 32, 33 und 34, die fast geschlossen sind. Die Ausschnitte sind je zu zweit durch Kreisbögen verbunden, die als Durchmesser den der Welle haben. Diese Kreisbögen mit den Bezugszeichen 41, 42, 43 und 44 stehen in engem Kontakt mit der Welle.
Figur 2 zeigt eine Befestigungsart der Bleche, bei der Gewindestäbe 51 ins Innere der Keulen eingeführt werden und mit Bolzen 52 und 53 versehen sind, die die Bleche 11 unter Zwischenschaltung von Endschalen 54 und 55 zusammenhalten. Die Schalen dienen auch als Längsanschläge für die Magneten.
Figur 3 zeigt eine Variante, in der die Befestigung der Bleche und der Magneten des Rotors mittels der gleichen Schalen 54 und 55 geschieht, die aber dieses Mal mittels Nieten 62 und 64 befestigt werden, aus vorzugsweise unmagnetischen Material, die mit der Presse montiert werden.
In einer anderen Variante, die in Figur 4 dargestellt ist, sind die gleichen Schalen 54 und 55 durch glatte Stäbe 71, die mit gezahnten Ringen 72 und 73 zusammenwirken (besser bekannt in der englischen Terminologie unter dem Namen "grip rings"), verspannt.
In den soeben beschriebenen Beispielen werden die Zusammenbauorgane (Stäbe mit oder ohne Gewinde, Nieten) ins Innere der Keulen des Profilteils eingeführt und dienen auch zur Verstärkung des Profilteils. Man kann in einer Variante diese Zusammenbauelemente auch in Löcher der Bleche einführen, wie es üblich ist. Solche Löcher sind in gestrichelten Linien und mit 81 bis 84 bezeichnet in der Figur 1 dargestellt.
In diesem Fall kann man Mittel vorsehen, um das Profilteil zu verstärken. Diese Mittel bestehen zum Beispiel aus geschlitzten Rohren aus elastischem Material wie z.B. Stahl, die ins Innere der Volumen eingeführt sind, die von den Keulen begrenzt werden. Eines dieser Rohre, 91, ist in Figur 1 dargestellt. Diese Rohre weiten sich tendenziell radial aus, was den Druck des Profilteils auf die Rotorwelle verstärkt.
Die Figuren 5 und 6 zeigen den Zusammenbau der Rotorbleche. Die Bleche werden geschnitten und vormontiert, zum Beispiel durch ein Verfahren, in dem jedes Blech eine Prägung empfängt, die einen Hohlraum auf einer Seite und einen Vorsprung auf der anderen Seite erzeugt, wobei der Vorsprung eines Blechs mit dem Hohlraum des benachbarten Blechs zusammenwirkt (dieses Verfahren ist bekannt unter dem Namen Fastec-Verfahren).
Man montiert zwei entgegengesetzte Pakete 11 und 13, indem man sie auf die Keulen 31 und 33 bringt; um das Gleiten zu erleichtern, übt man Kräfte F diametral entgegengesetzt auf die anderen Keulen 32 und 34 aus; um die Pakete 12 und 14 anzubringen, übt man auf die bereits eingebauten Pakete 11 und 13 diametral entgegengesetzte Kräfte F' aus.
Da das Profilteil elastisch ist, bleiben die Bleche eingeschlossen, wenn man die Kräfte F oder F' absetzt.
Die Magneten können per Hand in die entsprechenden Räume eingebracht werden.
Die Erfindung ist anwendbar auf Synchronmotoren mit Vielpolmagneten.

Claims

1. Rotor für einen Motor mit Magneten, der mindestens ein Paar von Magnetpolen, zwischen denen Magnete mit azimutaler Magnetisierung angeordnet sind, und eine Welle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole und die Magnete miteinander und mit der Motorwelle fest verbunden werden durch ein Profilteil (30) konstanter Dicke, das im Querschnitt kleeblattförmige Keulen (31, 32, 33, 34) in gleicher Anzahl wie die Pole des Motors aufweist, wobei die Keulen je paarweise über gekrümmte Bereiche (41, 42, 43, 44) miteinander verbunden sind, die Kreisbögen eines Durchmessers nahe dem der Welle (1) des Motors bilden.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Profilteil aus der Gruppe ausgewählt wird, die Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, austenitischen nichtrostenden Stahl, Glasfasern und Kohlefasern enthält.

3. Rotor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel (91) zur Verstärkung des Profilteils (30) aufweist.

4. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel geschlitzte Rohre (91) aus elastischem Metall aufweisen, die in die Keulen eingeführt sind.

5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (11, 12, 13, 14) des Rotors mittels Endschalen (54, 55) zusammengebaut werden, die durch Gewindestäbe (51) mit Muttern (52, 53) verspannt werden.

6. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (11, 12, 13, 14) des Rotors mittels Endschalen (54, 55) zusammengebaut werden, die durch glatte Stäbe (71) verspannt werden, die mit gezahnten Ringen (72, 73) versehen sind.

7. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche (11, 12, 13, 14) des Rotors mittels Endschalen (54, 55) zusammengebaut werden, die durch Nieten (62, 63) verspannt werden.