EP2104975A1 - Pm-läufer mit radialen kühlschlitzen und entsprechendes herstellungsverfahren - Google Patents

Pm-läufer mit radialen kühlschlitzen und entsprechendes herstellungsverfahren

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EP2104975A1
EP2104975A1 EP07857820A EP07857820A EP2104975A1 EP 2104975 A1 EP2104975 A1 EP 2104975A1 EP 07857820 A EP07857820 A EP 07857820A EP 07857820 A EP07857820 A EP 07857820A EP 2104975 A1 EP2104975 A1 EP 2104975A1
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EP
European Patent Office
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permanent magnets
rotor
partial laminated
pockets
rotor according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07857820A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas JÖCKEL
Thomas Schmidt
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
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    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
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    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
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    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine
    • Y10T29/49012—Rotor

Definitions

  • the present invention relates to a rotor of an electric machine with a plurality of partial laminated cores, each having a defined distance from each other in the axial direction, so that radial cooling slots are formed. Moreover, the present invention relates to a method for producing such a rotor. These runners can be used in an engine but especially in a generator.
  • FIG 1 Such a machine is shown in FIG 1 in a partially sectioned view.
  • the generator 1 has a rotor 2 with an axially segmented laminated core.
  • Individual partial sheet packets 3 are joined together on a shaft 4 to form the overall laminated core.
  • the individual partial laminated cores 3 are spaced apart from each other so that radially formed cooling slots 5 result.
  • the shaft 4 is equipped with a slip ring unit 6 to tap the generated current.
  • the associated slip rings 7 and the three double brushes 8 can be seen.
  • the stator 9 of the generator 1 is provided with radial cooling slots.
  • the heat dissipation from the generator 1 takes place with an air-air heat exchanger 10. This blows outside cooling air 11 in the axial direction of the generator 1 by cooling rods 12 in the interior of the heat exchanger 10. Die
  • Cooling air inside the cooling rods 12 absorbs the heat of the generator 1 and transports it from the other end Heat exchanger 10, which is shown in FIG. 1 as heated exhaust air 13.
  • the interior of the generator 1 is used together with the interior of the air-to-air heat exchanger 10 for a closed cooling circuit 14.
  • a closed cooling circuit cool air is injected axially into the rotor laminations.
  • the cooling air flows through the radial cooling slots of the rotor 2 and the stator 9 and heats up.
  • the heated air flows into the heat exchanger 10 and is cooled at the cooling tubes 12. Subsequently, it is conveyed back to the runner 2. Due to the closed cooling circuit, contamination of the generator, for example, by dust, salt water, etc., can be avoided.
  • PM machines permanent magnet machines
  • internal magnets are also known.
  • the permanent magnets are located below the lateral surface of the rotor core in specially designated pockets.
  • the permanent magnets can be inserted axially into the respective pockets during assembly.
  • the problem with these PM machines is the effective cooling of the rotor.
  • the object of the present invention is therefore to propose a structurally simple rotor for an electric machine, which can be cooled with high efficiency.
  • a rotor of an electric machine having a plurality of partial laminated cores which each have a defined distance from one another in the axial direction, so that radial cooling slots are formed, and permanent magnets, which are arranged in each of the partial laminated cores in inner pockets Dimension of each permanent magnet in the axial direction does not or only slightly exceeds the axial dimension of the respective partial laminated core.
  • the invention provides a method for producing a rotor by mounting the plurality of partial laminated cores at the respectively defined distance from one another and inserting the permanent magnets for a first of the partial laminated cores through the inner pockets of a second of the partial laminated cores in the axial direction in the first partial laminated core.
  • the permanent magnets have the same axial dimension as the associated partial laminated core.
  • the permanent magnets do not protrude into the radial cooling slots, which extend in a disk shape around the shaft of the rotor radially outward. They do not hinder the radial cooling flow.
  • the permanent magnets in the pockets can be potted with resin. As a result, they are permanently fixed in the pockets.
  • the permanent magnets can be embedded in their pockets with a nonwoven.
  • suitable for this purpose preformed boxes made of compressible fleece material.
  • a nonwoven strip can also be introduced laterally next to a permanent magnet between the permanent magnet and an inner wall of the respective pocket in the circumferential direction. These then provide special fixation in the circumferential direction.
  • the nonwoven material can be impregnated with the resin, whereby the resin in the gaps between the permanent magnet and laminated core can be better kept.
  • FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of a generator
  • Air-to-air heat exchanger according to the prior art; 2 shows a plan view of a rotor with radial cooling slots;
  • FIG. 3 shows an end view of a partial laminated core with nen lying permanent magnet
  • FIG. 4 shows a detail of FIG. 2
  • a rotor with internal permanent magnets which has radial cooling slots.
  • the following specifications must be observed: -
  • the magnets to be inserted axially from the outside must pass through the partial laminations of the rotor can be pushed over the cooling slots in their position.
  • the magnets must remain "centered” in the center until the casting resin finally fixes them.
  • the magnets and the resin must remain safely inside the partial laminated cores.
  • the magnetic disks must not be loosened as a whole nor may they break off parts of them and migrate through the radial cooling slot into the air gap area (danger of winding destruction).
  • the resin When casting (preferably a dip-impregnation), the resin must run out of the radial cooling slots, but remain in the tenth columns between the magnet and the component sheet package due to the capillary action and harden there.
  • a runner is formed from a plurality of partial laminated cores 20 according to FIG.
  • the partial tin packages are axially spaced apart by means of corresponding webs 21. This results in radial cooling slots 22, which have the shape of discs.
  • FIG. 3 the end view of one of these partial sheet metal panels 20 is shown in a section. It can be seen that a pocket 23 for a permanent magnet 24 is provided underneath the lateral surface of the partial laminated core 20.
  • the PM rotor or each of its partial laminated cores 20 is therefore equipped with internal permanent magnets 24, ie no surface magnets.
  • the magnetic flux may increase.
  • the magnetic plate or the magnet 24 has exactly the same length as the partial laminated core 20.
  • a pocket 23 more permanent magnets in arranged axially one behind the other, which together have the axial dimension of the partial laminated core. In any case, this ensures that the magnet or magnets do not protrude into the radial vent slot 22.
  • the magnets 24 are inserted axially into the pockets 23 from one side or from two sides (with a staggered rotor).
  • the magnets are pushed through correspondingly through the pockets of one or more partial laminated cores.
  • the magnets slide over the cooling slots and are always centered exactly in the partial laminated cores due to the magnetic forces.
  • both the magnet assembly is feasible in a simple manner as well as laid in operation the basis for a safe retention of the magnets in the laminated core.
  • the magnets are additionally fixed in the pockets 23, for example with resin.
  • the rotor is dipped into the resin for this purpose like a slip ring rotor. After pulling out the resin runs out of the large slots again and thus releases the louvers or cooling slots. In the tenth columns between the magnet and the sheet, however, the resin remains suspended and is subsequently hardened in a rotating manner. This embodiment is not shown in the figures.
  • the magnetic pockets 23 each have lateral che recesses 25 through which a continuous non-woven strip 26 is pushed before the resin impregnation.
  • the entire runner is finally impregnated with resin.
  • This can be done either by dipping, rolling or a VPI process.
  • the fleece strips bind the resin and thus ensure a firm lateral attachment and fixation of the magnetic plate inside the respective partial laminated core.
  • the nonwoven strips 26 swell during impregnation outside the partial laminated core 20, that is, in the cooling slot 22, and after hardening fix the magnetic plate 24 axially by positive locking.
  • the magnetic pockets may be provided with preformed boxes of compressible nonwoven material.
  • they consist externally of a solid material.
  • fleece material for example, a VVL fleece can be used.
  • the present invention thus makes it possible to combine the two basic design principles "active part with radial cooling slots” and “permanent magnets located inside the rotor core.” This is essential for the use of PM runners, even for very large “modular” machines or wind power generators, and has the following advantages, some of which have already been suggested:
  • the cold cooling air is first led through the PM rotor. This results in not only a "cold" runner, but also a secure magnetic fixation, a high magnetic flux and a high efficiency.
  • the resin impregnation process (immersion and rotary hardening) of the PM rotor can be completely taken over by slip ring rotors.
  • a resin potting process with vertical runner can be omitted.
  • Such an electric machine with a rotor according to the invention is particularly suitable for wind turbines as a generator and as a modular electrical machine for industrial use.
  • cooling modules with x or z ventilation are suitable for the modular design.

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Abstract

PM-Läufer mit radialen Kühlschlitzen und entsprechendes Herstellungsverfahren Es soll ein konstruktiv einfacher Läufer mit hohem Wirkungsgrad bereitgestellt werden. Deswegen wird ein Läufer vorgeschlagen, der aus mehreren Teilblechpaketen (20), die in axialer Richtung jeweils einen definierten Abstand voneinander besitzen, so dass radiale Kühlschlitze (22) gebildet sind, besteht. Permanentmagnete (24) sind in jedem der Teilblechpakete (20) in innen liegenden Taschen (23) angeordnet. Die Abmessung jedes Permanentmagneten (24) in axialer Richtung überschreitet die axiale Abmessung des jeweiligen Teilblechpakets (20) nicht oder nur unwesentlich. Beim Montieren lassen sich die Permanentmagnete (24) durch die innen liegenden Taschen (23) axial zum jeweiligen Teilblechpaket (20) schieben. Damit kann ein Läufer mit radialen Kühlschlitzen und innen liegenden Permanentmagneten realisiert werden, der einen sehr hohen Wirkungsgrad besitzt.

Description

Beschreibung
PM-Läufer mit radialen Kühlschlitzen und entsprechendes Herstellungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Läufer einer elektrischen Maschine mit mehreren Teilblechpaketen, die in axialer Richtung jeweils einen definierten Abstand voneinander besitzen, so dass radiale Kühlschlitze gebildet sind. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Läufers. Diese Läufer können in einem Motor aber insbesondere auch in einem Generator eingesetzt werden.
Schnelllaufende Windkraft-Generatoren sind heute durchwegs
Schleifringläufer-Maschinen mit radialen Kühlschlitzen. Eine derartige Maschine ist in FIG 1 in teilweise geschnittener Ansicht dargestellt. Der Generator 1 besitzt einen Läufer 2 mit einem axial segmentierten Blechpaket. Einzelne Teilblech- pakete 3 sind auf einer Welle 4 zu dem Gesamtblechpaket zusammengefügt. Die einzelnen Teilblechpakete 3 sind voneinander definiert beabstandet, so dass sich radial ausgebildete Kühlschlitze 5 ergeben.
An dem der Antriebsseite gegenüberliegenden Ende ist die Welle 4 mit einer Schleifringeinheit 6 bestückt, um den generierten Strom abzugreifen. In der FIG 1 sind die dazugehörigen Schleifringe 7 sowie die drei Doppelbürsten 8 zu erkennen .
Zur Kühlung ist auch der Ständer 9 des Generators 1 mit radialen Kühlschlitzen versehen. Die Wärmeabfuhr von dem Generator 1 erfolgt mit einem Luft-Luft-Wärmetauscher 10. Dieser bläst äußere Kühlluft 11 in axialer Richtung des Generators 1 durch Kühlstäbe 12 im Inneren des Wärmetauschers 10. Die
Kühlluft im Inneren der Kühlstäbe 12 nimmt die Wärme des Generators 1 auf und transportiert sie am anderen Ende aus dem Wärmetauscher 10, was in FIG 1 als erwärmte Abluft 13 eingezeichnet ist.
Der Innenraum des Generators 1 wird zusammen mit dem Innen- räum des Luft-Luft-Wärmetauschers 10 für einen geschlossenen Kühlkreislauf 14 genutzt. Entsprechend diesem geschlossenen Kühlkreislauf wird kühle Luft axial in das Läuferblechpaket eingeblasen. Die Kühlluft durchströmt die radialen Kühlschlitze des Läufers 2 und des Ständers 9 und erwärmt sich dabei. Die erwärmte Luft strömt in den Wärmetauscher 10 und wird an den Kühlrohren 12 abgekühlt. Anschließend wird sie wieder zu dem Läufer 2 gefördert. Durch den geschlossenen Kühlkreislauf können Verschmutzungen des Generators beispielsweise durch Staub, Salzwasser etc. vermieden werden.
Des Weiteren sind auch PM-Maschinen (Permanentmagnet- Maschinen) mit innen liegenden Magneten bekannt. Die Permanentmagnete befinden sich dabei unterhalb der Mantelfläche des Läuferblechpakets in eigens dafür vorgesehenen Taschen. Die Permanentmagnete können bei der Montage axial in die jeweiligen Taschen eingeschoben werden. Problematisch bei diesen PM-Maschinen ist die wirksame Kühlung des Läufers.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einen konstruktiv einfachen Läufer für eine elektrische Maschine vorzuschlagen, der mit einem hohen Wirkungsgrad gekühlt werden kann.
Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen ein Läufer einer elekt- rischen Maschine mit mehreren Teilblechpaketen, die in axialer Richtung jeweils einen definierten Abstand voneinander besitzen, so dass radiale Kühlschlitze gebildet sind, und Permanentmagneten, die in jedem der Teilblechpakete in innen liegenden Taschen angeordnet sind, wobei die Abmessung jedes Permanentmagneten in axialer Richtung die axiale Abmessung des jeweiligen Teilblechpakets nicht oder nur unwesentlich überschreitet . Darüber hinaus wird erfindungsgemäß bereitgestellt ein Verfahren zum Herstellen eines Läufers durch Montieren der mehreren Teilblechpakete mit dem jeweils definierten Abstand aneinander und Einschieben der Permanentmagnete für ein erstes der Teilblechpakete durch die innen liegenden Taschen eines zweiten der Teilblechpakete hindurch in axialer Richtung in das erste Teilblechpaket.
In vorteilhafter Weise kann bei dem erfindungsgemäßen Läufer die heutige Technologie des Kühlkonzepts beibehalten werden. Daher ist die für die Kühlung verwendete Luftmenge und der Strömungswiderstand gegenüber der in FIG 1 dargestellten bekannten Maschine nahezu unverändert. Auch das Ständerdesign kann von der bekannten Maschine übernommen werden, so dass Verluste und Fertigungstechnologie bekannt sind. Als weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Läufers mit den innen liegenden Permanentmagneten und den radialen Kühlschlitzen sind der hohe Kühlwirkungsgrad, der hohe elektrische Wirkungsgrad, der hohe magnetische Fluss aber auch die sichere Befestigung der Magnete zu nennen.
Vorzugsweise besitzen die Permanentmagnete die gleiche axiale Abmessung wie das dazugehörige Teilblechpaket. Damit ragen die Permanentmagnete nicht in die radialen Kühlschlitze, die sich scheibenförmig um die Welle des Läufers radial nach außen erstrecken. Sie behindern damit den radial verlaufenden Kühlstrom nicht.
In Umfangsrichtung können mehrere Permanentmagnete je Pol eingesetzt sein. Dadurch lässt sich gegebenenfalls der magnetische Fluss erhöhen.
Darüber hinaus können die Permanentmagnete in den Taschen mit Harz vergossen werden. Hierdurch werden sie in den Taschen dauerhaft fixiert.
Speziell können die Permanentmagnete in ihren Taschen mit einem Vlies eingebettet sein. Insbesondere eignen sich hierfür vorgeformte Kästen aus komprimierbarem Vlies-Material. Alternativ kann aber auch in Umfangsrichtung seitlich neben einem Permanentmagneten zwischen dem Permanentmagneten und einer Innenwand der jeweiligen Tasche ein Vliesstreifen eingebracht sein. Diese sorgen dann speziell für eine Fixierung in Um- fangsrichtung . Das Vliesmaterial lässt sich mit dem Harz tränken, wodurch das Harz in den Spalten zwischen Permanentmagnet und Blechpaket besser gehalten werden kann.
Bei der Fertigung des oben genannten Läufers lässt man die
Permanentmagnete durch die eigene Magnetkraft in die jeweilige Montageendposition in der dazugehörigen Tasche rutschen. Dadurch justieren sich die Permanentmagnete bei der Montage innerhalb der Teilblechpakete selbst so, dass sie nicht in die radialen Kühlschlitze ragen.
Die vorliegende Erfindung ist anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
FIG 1 eine Teilquerschnittsansicht eines Generators mit
Luft-Luft-Wärmetauscher gemäß dem Stand der Technik; FIG 2 eine Draufsicht auf einen Läufer mit radialen Kühlschlitzen;
FIG 3 eine Stirnseitenansicht eines Teilblechpakets mit in- nen liegendem Permanentmagneten und
FIG 4 einen Ausschnitt von FIG 2.
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfin- düng dar.
Entsprechend dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird ein Läufer mit innen liegenden Permanentmagneten vorgeschlagen, der radiale Kühlschlitze aufweist. Bei einer derar- tigen Kombination von innen liegenden Magneten und radialen Kühlschlitzen sind folgende Vorgaben zu beachten: - Bei der Magnetmontage müssen die axial von außen einzuschiebenden Magnete durch die Teilblechpakete des Läufers über die Kühlschlitze hinweg in ihre Position geschoben werden können.
- Innerhalb der jeweiligen Teilblechpakete müssen die Magnete zentriert „hängen" bleiben, bis das Vergussharz sie endgül- tig fixiert.
- Im Betrieb müssen die Magnete und das Harz sicher innerhalb der Teilblechpakete bleiben.
- Die Magnetplatten dürfen sich weder als Ganzes lösen noch dürfen Teile davon abbrechen und durch den radialen Kühl- schlitz in den Luftspaltbereich wandern (Gefahr der Wicklungszerstörung) .
- Beim Vergießen (günstigerweise ein Tauch-Imprägnieren) muss das Harz aus den radialen Kühlschlitzen wieder herauslaufen, aber in den Zehntel-Spalten zwischen Magnet und Teil- blechpaket aufgrund der Kapillarwirkung verbleiben und dort aushärten .
Um diese Vorgaben zu erfüllen, wird entsprechend FIG 2 ein Läufer aus mehreren Teilblechpaketen 20 gebildet. Die Teil- blechpakete sind axial mithilfe entsprechender Stege 21 voneinander beabstandet. Dadurch ergeben sich radiale Kühlschlitze 22, die die Form von Scheiben besitzen.
In FIG 3 ist die Stirnseitenansicht eines dieser Teilblechpa- kete 20 in einem Ausschnitt wiedergegeben. Es ist zu erkennen, dass unterhalb der Mantelfläche des Teilblechpakets 20 eine Tasche 23 für einen Permanentmagneten 24 vorgesehen ist. Der PM-Läufer bzw. jedes seiner Teilblechpakete 20 ist somit mit innen liegenden Permanentmagneten 24, also keinen Ober- flächenmagneten, ausgestattet.
In Umfangsrichtung kann je Pol einer oder mehrere Permanentmagnete vorgesehen sein. Mit mehreren Permanentmagneten je Pol lässt sich unter Umständen der magnetische Fluss erhöhen.
In axialer Richtung besitzt die Magnetplatte bzw. der Magnet 24 exakt die gleiche Länge wie das Teilblechpaket 20. Gegebenenfalls sind in einer Tasche 23 mehrere Permanentmagnete in axialer Richtung hintereinander angeordnet, die zusammen die axiale Abmessung des Teilblechpakets besitzen. In jedem Fall ist dadurch gewährleistet, dass der bzw. die Magnete nicht in den radialen Lüftungsschlitz 22 ragen.
Bei der Fertigung werden die Magnete 24 axial von einer Seite oder von zwei Seiten (bei gestaffeltem Läufer) in die Taschen 23 eingeschoben. Für die axial innen liegenden Teilblechpakete werden die Magnete entsprechend durch die Taschen eines oder mehrerer Teilblechpakete hindurchgeschoben. Beim Einschieben gleiten die Magnete über die Kühlschlitze hinweg und werden aufgrund der Magnetkräfte immer genau in den Teilblechpaketen zentriert. Beim Bestücken des Läufers mit Permanentmagneten wird also die Eigenschaft der Permanentmagnete ausgenutzt, dass sie, um ihre magnetische Potenzialenergie zu minimieren, immer von Eisen oder einem anderen weichmagnetischen Material umschlossen sein wollen. Da die Magnete axial genauso lang sind wie das entsprechende Teilblechpaket (z. B. 50 mm) und etwas länger als die axiale Breite der Kühlschlit- ze 22, führt dies dazu, dass sie sich beim axialen Einschieben über den Kühlschlitz hinwegschieben lassen, dann aber zentriert im jeweiligen Teilblechpaket hängen bleiben. Damit ist sowohl die Magnetmontage in einfacher Weise realisierbar als auch im Betrieb die Grundlage für ein sicheres Verbleiben der Magnete im Teilblechpaket gelegt.
Aus Sicherheitsgründen werden die Magnete jedoch zusätzlich beispielsweise mit Harz in den Taschen 23 fixiert. Entsprechend einer ersten Ausführungsform wird der Läufer hierzu wie ein Schleifringläufer in das Harz getaucht. Nach dem Herausziehen läuft das Harz aus den großen Schlitzen wieder heraus und gibt damit die Luftschlitze bzw. Kühlschlitze frei. In den Zehntel-Spalten zwischen Magnet und Blech bleibt das Harz dagegen hängen und wird anschließend rotierend ausgehärtet. Diese Ausführungsform ist in den Figuren nicht dargestellt.
Entsprechend einer zweiten Ausführungsform, die in FIG 3 wiedergegeben ist, besitzen die Magnettaschen 23 jeweils seitli- che Aussparungen 25, durch die vor der Harz-Imprägnierung jeweils ein durchgehender Vlies-Streifen 26 geschoben wird. Der gesamte Läufer wird abschließend mit Harz imprägniert. Dies kann entweder durch Tauchen, Rollen oder einen VPI-Prozess erfolgen. Dabei binden die Vlies-Streifen das Harz und sorgen so für eine feste seitliche Anlage und Fixierung der Magnetplatte im Inneren des jeweiligen Teilblechpakets. Die Vliesstreifen 26 quellen beim Imprägnieren außerhalb des Teilblechpakets 20, also im Kühlschlitz 22, auf und fixieren nach dem Aushärten die Magnetplatte 24 axial durch Formschluss.
Dieses Herausragen des Vliesstreifens 26 aus dem Teilblechpaket 20 kann in dem vergrößerten Abschnitt, der in FIG 4 dargestellt ist, gut erkannt werden.
Gemäß einer dritten Ausführungsform können für ein einfacheres Einschieben und eine verbesserte Haftung des Harzes im Betrieb die Magnettaschen mit vorgeformten Kästen aus komprimierbarem Vlies-Material versehen werden. Damit die Kästen formstabil sind, bestehen sie außen aus einem festen Material. Als Vlies-Material kann beispielsweise ein VVL-Vlies verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es somit, die beiden grundlegenden Konstruktionsprinzipien „Aktivteil mit radialen Kühlschlitzen" und „Innen im Läuferblechpaket liegende Permanentmagnete" zu kombinieren. Dies ist für eine Anwendung der PM-Läufer auch bei sehr großen „modularen" Maschinen oder Windkraftgeneratoren grundlegend wichtig. Außerdem ergeben sich folgende Vorteile, die teilweise bereits angedeutet wurden :
- Das klassische Kühlprinzip großer luftgekühlter Maschinen (x-Belüftung, z-Belüftung) kann beibehalten werden.
- Die kalte Kühlluft wird zuerst durch den PM-Läufer geführt. Daraus resultiert nicht nur ein „kalter" Läufer, sondern auch eine sichere Magnetfixierung, ein hoher magnetischer Fluss und ein hoher Wirkungsgrad. - Das Harzimprägnierungsverfahren (Tauchen und rotierende Aushärtung) des PM-Läufers kann komplett von Schleifringläufern übernommen werden.
- Ein Harz-Verguss-Prozess mit senkrecht stehendem Läufer kann entfallen.
- Es kann eine sehr gute Belüftung des Ständers gewährleistet werden, da im Vergleich zum Asynchronläufer mehr Luft durch die Kühlschlitze geführt werden kann, denn es befinden sich keine Kupferspulen oder -stäbe in der Strömung. - Schließlich kann auch eine sehr gute Kühlung des Ständers gewährleistet werden, da im Vergleich zum Asynchronläufer die Luft sehr kalt aus dem Läufer kommt, denn der PM-Läufer hat nur verhältnismäßig geringe Verluste.
Eine derartige elektrische Maschine mit einem erfindungsgemäßen Läufer eignet sich insbesondere für Windkraftanlagen als Generator und als modular aufgebaute elektrische Maschine für industriellen Einsatz.
Für den modularen Aufbau eignen sich insbesondere die Kühlmodule mit x- oder z-Belüftung.

Claims

Patentansprüche
1. Läufer einer elektrischen Maschine mit
— mehreren Teilblechpaketen (3,20), die in axialer Richtung jeweils einen definierten Abstand voneinander besitzen, so dass radiale Kühlschlitze (5,22) gebildet sind, g e k e n n z e i c h n e t durch
— Permanentmagnete (24), die in jedem der Teilblechpakete (3,20) in innen liegenden Taschen (23) angeordnet sind, wobei
- die Abmessung jedes Permanentmagneten (24) in axialer Richtung die axiale Abmessung des jeweiligen Teilblechpakets (3,20) nicht oder nur unwesentlich überschreitet.
2. Läufer nach Anspruch 1, wobei die Permanentmagnete (24) die gleiche axiale Abmessung besitzen wie das dazugehörige Teilblechpaket (3, 20) .
3. Läufer nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Umfangsrichtung mehrere Permanentmagnete (24) je Pol eingesetzt sind.
4. Läufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Permanentmagnete (24) in den Taschen (23) mit Harz vergossen sind.
5. Läufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Permanentmagnete (24) in ihren Taschen (23) mit einem Vlies eingebettet sind.
6. Läufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Umfangsrichtung seitlich neben einem Permanentmagneten (24) zwischen dem Permanentmagnet (24) und einer Innenwand der jeweiligen Tasche (23) ein Vliesstreifen (26) eingebracht ist.
7. Verfahren zum Herstellen eines Läufers nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch
- Montieren der mehreren Teilblechpakete (3,20) mit dem jeweils definierten Abstand aneinander und - Einschieben der Permanentmagnete (24) für ein erstes der Teilblechpakete (3, 20) durch die innen liegenden Taschen (23) eines zweiten der Teilblechpakete (3, 20) hindurch in axialer Richtung in das erste Teilblechpaket.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Permanentmagnete (24) durch die eigene Magnetkraft in die jeweilige Magnetendposition in der dazugehörigen Tasche (23) rutschen.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Permanentmagnete (24) in den Taschen (23) mit Harz vergossen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Permanentmagnete (24) in ihren Taschen (23) mit einem Vlies eingebettet wer- den, bevor sie mit dem Harz vergossen werden.
11. Elektrische Maschine mit einem Läufer nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Verwendung einer elektrischen Maschine nach Anspruch 11, bei Windkraftanlagen oder modular aufgebauten Industrieantrieben .
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