SE502097C2 - Förfarande för tillverkning av en stator för en roterande elektrisk maskin - Google Patents

Description

502 då? ¿ kapaciteten hos de maskiner som framställer de strängpressade ämnena, vilket gör ämnena dyra att tillverka. Ämnena är också voluminösa, vilket medför höga transportkostnader för de fall de framställes på annan ort än den där statorn i sin helhet tillverkas. Dessa sistnämnda nackdelar accentueras givetvis vid ökande statordiameter för maskinererna.

Från den europeiska patentskriften EP 0 048 213 är det känt att framställa ett hölje av två eller flera strängpressade profiler, vilka vid sina i maskinens axelriktning löpande kanter uppvisar en hakformig skena respektive ett mot skenan svarande spår. Höljet hålles samman genom att en hakformig skena på en profil griper in i spåret på intilliggande profil. Det nödvändiga greppet mellan hölje och statorkärna förefaller att åstadkommas genom att skenan fjädrande griper in i spåret så att höljet därigenom hålls mot statorkärnan med en fjäderkraft. Särskilt vid maskiner med större statordiametrar och/ eller för de fall det av produktionstekniska skäl är önskvärt att framställa höljet av flera än två profiler, exempelvis fyra eller fler, torde denna konstruktion leda till dimensioneringsproblem och åtminstone erfordra en kraftig dimensionering av den hakformiga skenan för tillförsäkra ett tillräckligt grepp mellan hölje och statorkärna.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för tillverkning av en stator för en roterande elektrisk maskin, vilket tillåter att maskinens statorlindningar monteras i statorkärnan innan statorns hölje anbringas runt statorkärnan, men där arbetsmomentet med invändning maskinbearbetning av höljet elimineras liksom också de ovannämnda problemen förknippade med tillverkning av rörformiga ämnen till höljen och med höljen bestående av ett flertal fjädrande sammansatta profiler.

Enligt uppfinningen åstadkommes detta genom att ett antal strängpressade profiler, vilka var och en avgränsas av två kanter och innefattar en konkav slät begränsningsyta med en krökningsradie huvudsakligen motsvarande statorkärnans ytterdiameter, fixeras i förhållande till varandra så att deras konkava begränsningsytor bildar en rörformig konfiguration med en förutbestämd innerdiameter, varvid profilernas antal och dimension mellan nämnda kanter är så valda att de lagda tillsammans runt stator- kärnan skulle väsentligen omsluta denna utan att överlappa varandra och i i 3 :ïgoz 097 så att spalter utbildas mellan åtminstone några av deras kanter då de fixeras till nämnda rörformiga konfiguration samt att profilema svetsas samman längs sina kanter till ett rörformíg hölje med sveitsfogar vars bredd anpassas att fylla ut nämnda spalter.

Fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen framgår av nedanstående beskrivning och patentkrav.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall närmare förklaras genom beskrivning av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, i vilka figur 1A visar i tvärsnitt ett statorhölje tillverkat enligt-uppfinningen, figur 1B visar en detaljförstoring av figur 1A, figur 2 i- visar en statorkärna på vilken höljet enligt figur 1A skall anbringas, figur 3A visar en av de profiler av vilka höljet enligt figur 1A är sammansatt, figur 3B visar en detaljförstoring av figur 3A, och figur 4 visar en anordning för tillverkning av ett hölje enligt uppfinningen.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1A visar i tvärsnitt ett rörformigt hölje 1 för en stator till en elektrisk asynkronmaskin. Höijer är avsett att omsluta en statorkärna 21, schematiskt visad i figur 2. Statorkärnan har huvudsakligen formen av en ihålig cirkulär cylinder med känd ytterdiameter D1. Vid statorkärnans inre cylinderformade begränsningsyta firms på känt sätt anordnade spår (ej visade i figur 2) för maskinens statorlindningar 22. Dessa statorlindningar kan vara placerade i sina spår innan höljet, tillverkat enligt uppfinningen, anbringas på statorkärnan. 502 fi97 1 4 Höljet är sammansatt av fyra likadana strängpressade profiler 31, 32, 33, 34, av vilka profilen 34 visas i figur 3A. Den mot statorkärnan vettande konkava begränsningsytan 341 utgörs av en slät yta, bildad av generatriser längs en cirkelbåge, vars centrum i figuren markerats med O. Cirkelbågen har en krökningsradie huvudsakligen motsvarande statorkärnas ytter- diameter. Profilens kanter 345, 346 löper i statorns axiella riktning och ytan 341 uppvisar vid vardera kanten av profilen längs dess kanter förlöpande ursparingar 3411, 3412 i radiell riktning. I cirkelbågens riktning omfattar profilens utsträckning en vinkel på 90° minus en båglängd 2S, så att i förhållande till en symmetrilinje för profilen, vid vardera kanten av den konkava ytan ett spel S utbildas mellan kanten och en radie från O som bildar 45° med symmetrilinjen. Spelet S kan för en maskin med stator- kärnans ytterdiameter D1 = 200 mm med fördel väljas till ca 1 mm. Den från statorkärnan vettande konvexa begränsningsytan 342 uppvisar ett antal kylribbor 3421 för förbättring av maskinens kylning och profilens kanter uppvisa;- en avfasning så att de spalter 41, 42, 43, 44 som av spelet S bildas mellan två intill varandra anordnade profiler är bredare vid den konvexa begränsningsytan än vid den konkava. I figur 3A bildar kanternas avfasning 30° vinkel med den radiella riktningen.

Profilerna är längs sina kanter sammanfogade till ett rör medelst svetsar i maskinens axiella riktning. En sådan svetsfog visas i detalj i figur 1B.

Svetsfogen 51 uppfyller spalten 41 mellan profilerna 31 och 32. Fördelaktigt är att i ursparingen anordna en axiellt löpande stödskena 61 för svetsen.

Stödskenan är av ett material som vid svetsningen sammansmälter med svetsfogen och ges sådana dimensioner att skenan helt och hållet ryms i det utrymme som bildas av ursparingarna på två intill varandra anordnade profiler.

Vid sammansvetsningen av profilerna fixeras dessa i förhållande till varandra genom att de, såsom visas i figur 4, anordnas kring en väsentligen cylindrisk dorn 7 med förutbestämd diameter D2 på ett sådant sätt att deras konkava begränsningsytor bildar en rörformig konfiguration med en innerdiameter motsvarande dornens ytterdiameter. Dornen innefattar fyra backar 71, 72, 73, 74, vilka på ett i och för sig känt men i figuren icke närmre visat sätt är förbundna med varandra. Var och en av backarna omfattar i tangentiell riktning en cirkelbåge på 90° minus en båglängd 2B. Profiler och 5 gßoz 097 backar är i tangentiell riktning så placerade i förhållande till varandra att en back stöder närliggande delar av två intill varandra placerade profiler.

Backarna är på ett likaså i och för sig känt men i figuren icke närmre visat sätt väsentligen koncentriskt förskjutbara i radiell riktning mellan två radiella lägen. Dornen är, med backarna i sitt yttre radiella läge, svarvad till den önskade förutbestämda diametern D2. Dornens diameter är så vald i förhållande till statorkärnans ytterdiameter D1 att å ena sidan det sammansvetsade höljet, som vid rumstemperatur kommer att få innerdiametern D2, efter uppvärmning till en för maskinens övriga delar oskadlig temperatur, exempelvis 180° C, kan anbringas runt statorkärnan men å andra sidan vid maskinens driftstemperatur ligger an mot statorkärnan med ett önskat krympgrepp. Vidare är båglängden ZS så vald att spalter utbildas mellan åtminstone några av profilernas kanter då de fixeras till den rörformiga konfigurationen. För att tillförsäkra god anliggning mot dornen trycks profilerna mot denna med kolvar 8, vilka ligger an med en tryckkraft mot stödytor 317, 318, 327, 328, 337, 338, 347, 348 på profilerna. Tryckkraften åstadkommas exempelvis med tryckluft.

Sammansvetsníngen av profilerna sker därefter genom att axiellt förlöpande svetsfogar läggs längs deras kanter varvid svetsfogarna automatiskt fyller ut de spalter som, då profilerna lagts an mot dornen, bildats mellan intilliggande profiler. Svetsfogarna får således en bredd som ger det rörformiga höljet den önskade innerdiametern och deras bredd anpassas automatiskt till att kompensera för de breddtoleranser som uppstått vid strängpressningen av profilerna. Svetsningen kan med fördel utföras av en för ändamålet programmerad svetsningsrobot (ej visad i figur) som manövrerar svetspistoler 9 längs en förutbestämd bana. Då svetsningen är klar föres backarna till sitt inre radiella läge, varvid de spalter som finns mellan backarna, då dessa befinner sig i sitt yttre radiella läge, minskar i bredd för anpassning till dornens minskade omkrets.

Därefter kan det nu rörformiga höljet lossas från dornen för att i ett följande arbetsmoment, efter uppvärmning, anbringas runt statorkärnan.

Bearbetning av höljet för att utforma stöd för fötter och uttagslåda kan ske på i och för sig känt sätt, med fördel innan höljet anbringas runt statorkärnan.

För att åstadkomma en säkring av det krympgrepp med vilket höljet omsluter statorkärnan, särskilt för fallet kortslutning vid hög drifts- temperatur, kan, såsom visas i detaljförstoringen i figur SB, profilernas

Claims (4)

502 0§7 ' ¿ konkava begränsningsyta utformas att innefatta mot statorkärnan vettande axiellt förlöpande fenor 3413, 3414, vilka griper in i motsvarande spår i statorkärnan (ej visade i figur 2). Med ett förfarande enligt uppfinningen åstadkommes ett enkelt moduliserbart system för framställning av höljen av avsett slag. De strängpressade profilernas dimensioner kan väljas med hänsyn till deras optimala framställnings- och transportkostnader. Strängpressning av profiler medger snävare toleranser för form och dimension än sträng- pressning av rörformiga ämnen och då tillverkningsförfarandet enligt uppfinningen ger en automatisk anpassning till önskad innerdiameter för det färdiga höljet kan statorhöljen även för maskiner med stora_diametrar enkelt tillverkas med god kontroll av form och dimension utan att invändig bearbetning behöver utföras. Uppfinningen är inte begränsad till det visade utföringsexemplet utan ett flertal modifikationer är tänkbara inom uppfinningstankens ram, exempelvis för sättet att fixera profilerna i förhållande till varandra före deras sammansvetsning. Antalet profiler ur vilka höljet framställes kan utifrån produktionsekonomíska överväganden givetvis väljas till ett annat antal än fyra, är det valda antalet N väljes profilens utsträckning mellan dess kanter till att omfatta en vinkel 360°/ N minus en båglängd ZS. Stödskenan för svetsarna kan alternativt utformas exempelvis i ett keramiskt material som vid svetsningen ej sammansmälter med svets- fogen, varvid stödskenan i detta fall efter svetsningen avlägsnas och ej kommer att utgöra en del av höljet. PATENTKRAV

1. Förfarande för tillverkning av en stator för en roterande elektrisk maskin, exempelvis en asynkronmaskin, vilken stator innefattar en statorkärna (21), huvudsakligen i form av en ihålig cirkulär cylinder med känd ytterdiameter, samt ett rörformigt hölje (1), vilket vid maskinens driftstemperatur omsluter statorkärnan med ett krympgrepp, varvid statorkärnan och höljet tillverkas som separata enheter, k ä n n e t e c k n a t av att tillverkningen av höljet innefattar följande steg; ett antal strängpressade profiler (31, 32, 33, 34), vilka var och en avgränsas av två kanter (345, 346) och innefattar en konkav slät 7 #502 097 begränsníngsyta (341), vilken yta är belägen mellan nämnda kanter och bildad av generatriser längs en cirkelbåge med en krökningsradie huvudsakligen motsvarande statorkärnans ytterdiameter, fixeras i förhållande till varandra så att deras konkava begränsníngsytor bildar en rörformig konfiguration med en förutbestämd innerdiameter, varvid profilernas antal och dimension mellan nämnda kanter är så valda att de lagda tillsammans runt statorkärnan skulle väsentligen omsluta denna utan att överlappa varandra och så att spalter (41, 42, 43, 44) utbildas mellan åtminstone några av deras kanter då de fixeras till nämnda rörforrniga konfiguration, och _ profilerna svetsas samman längs sina kanter till ett rörformig hölje med svetsfogar (51) vars bredd anpassas att fylla ut nämnda spalter.

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att profilerna fixeras i förhållande till varandra genom att de anbringas runt en väsentligen cylindrisk dorn (7) med en ytterdiameter svarande mot den rörformiga konfigurationens förutbestämda innerdiameter.

3. Förfarande enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att profilerna anbringas mot dornen genom att tryckas mot denna medelst en tryck- anordning (8).

4. Förfarande enligt något av föregående patentkrav, varvid profilernas konkava begränsníngsyta vid profilernas kanter uppvisar längs dessa löpande ursparingar (3411, 3412), k ä n n e t e c k n a t av att då profilerna svetsas samman en stödskena (61) för svetsfogen placeras i ursparingarna mellan två intill varandra belägna profiler.