ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МАШИНА С ЗАЩИТНЫМ КОЖУХОМ И СТАТОР ДЛЯ НЕЕ Российский патент 2017 года по МПК H02K5/10 H02K1/18 

Изобретение относится к электрической машине в соответствии с родовым понятием пункта 1 формулы изобретения и статору для электрической машины. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу изготовления статора, а также к способу изготовления электрической машины.

Подобная электрическая машина используется для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот. При преобразовании механической энергии в электрическую электрическая машина используется как генератор. При преобразования электрической энергии в механическую электрическая машина используется как электродвигатель. Электрическая машина имеет для этого, в зависимости от требования по мощности электрической машины, ее размеров и условий окружающей среды, устройство охлаждения.

Например, из WO 2012/159660 А2 известны электрические машины, которые основаны на концепции платформы, которая позволяет реализовать все типы охлаждения по отдельности или в комбинации, как, например, с естественной или принудительной вентиляцией, с водяным охлаждением или с водяным охлаждением с принудительной вентиляцией, а также отдельный установленный снаружи охладитель. Таким образом, в зависимости от места использования и климатических требований, можно простым способом согласовывать электрические машины при оптимальном кпд с имеющими место условиями. В WO 2012/159660 А2 в основе концепции платформы лежит самонесущий корпус. Там при выполнении типа защиты в соответствии с IEC 34-5, который требует защитного кожуха, в процессе монтажа листовой пакет с не показанной подробно обмоткой и защитным кожухом вводится по оси в корпус. Указанная публикация раскрывает защитные кожухи, которые покрывают систему обмоток и/или наполнительные трубы и таким образом защищают от внешних воздействий в зависимости от требований типа защиты в соответствии с IEC 34-5. При этом ребра или гофры придают жесткость защитным кожухам.

Так как в зависимости от конструкции электрической машины, требуется определенный тип защиты, например, определенный тип защиты в соответствии с IEC 34-5, важно внести дальнейший технический вклад, который отдельно, альтернативно или в комбинации с известными мерами позволяет обеспечить электрическую машину, в которой простым способом реализуется защита от воздействий окружающей среды.

Таким образом, в основе изобретения лежит задача предоставить электрическую машину, в которой простым способом реализуется защита от воздействий окружающей среды.

Эта задача решается с помощью электрической машины, имеющей признаки пункта 1 формулы изобретения.

Соответствующая изобретению электрическая машина содержит

- статор, имеющий листовой пакет, который в осевом направлении содержит шихтованные листы, которые расположены от первого осевого конца ко второму осевому концу,

- ротор, который установлен с возможностью вращения вокруг аксиально проходящей оси вращения и при работе электрической машины через воздушный зазор взаимодействует со статором,

- обмотку, которая расположена в воздушном зазоре, и

- первый защитный кожух,

- причем воздушный зазор в радиальных направлениях, ориентированных перпендикулярно к осевому направлению, ограничен статором и ротором,

- причем статор содержит первое прижимное устройство, которое расположено на первом осевом конце,

- при этом первый защитный кожух прочно закреплен в месте соединения на первом прижимном устройстве с помощью крепежного узла, который имеет первый участок крепления на первом защитном кожухе и второй участок крепления на первом прижимном устройстве.

Задача также решается статором для электрической машины, имеющим признаки пункта 12 формулы изобретения.

В соответствующем изобретению статоре для соответствующей изобретению электрической машины первое прижимное устройство имеет второй участок крепления.

Задача также решается способом изготовления статора с признаками пункта 13 формулы изобретения.

В соответствующем изобретению способе для изготовления соответствующего изобретению статора первый защитный кожух прочно закрепляют в месте соединения на первом прижимном устройстве с помощью крепежного узла, который имеет первый участок крепления на первом защитном кожухе и второй участок крепления на первом прижимном устройстве.

Кроме того, задача решается с помощью способа изготовления электрической машины с признаками пункта 14 формулы изобретения.

В соответствующем изобретению способе для изготовления соответствующей изобретению электрической машины первый защитный кожух прочно закрепляют в месте соединения на первом прижимном устройстве с помощью крепежного узла, который имеет первый участок крепления на первом защитном кожухе и второй участок крепления на первом прижимном устройстве.

Соответствующая изобретению электрическая машина решает задачу предпочтительным образом тем, что крепежный узел, содержащий первый участок крепления на первом защитном кожухе и второй участок крепления на первом прижимном устройстве, обеспечивает возможность устанавливать первый защитный кожух при монтаже в месте соединения, а также закреплять первый защитный кожух на первом прижимном устройстве.

Таким образом, в простой форме защита от воздействий окружающей среды достигается в значительной мере компактно и эффективно. В частности, защита от воздействий окружающей среды включает предотвращение проникновения воздействий окружающей среды во внутреннюю область электрической машины с высоким качеством.

Обмотка может содержать первую лобовую часть обмотки, которую окружает первый защитный кожух, причем первый защитный кожух может продолжаться в осевом направлении по меньшей мере от первого прижимного устройства до первого конца первой лобовой части обмотки, которая обращена в сторону от первого прижимного устройство. Так выгодным образом обеспечивается защита первой лобовой части обмотки от воздействий окружающей среды, причем первая лобовая часть обмотки может находиться во внутренней области электрической машины.

При работе соответствующей изобретению электрической машины в качестве генератора ротор приводится во вращение с помощью механической энергии. Посредством магнитного взаимодействия между ротором и статором механическая энергия может преобразовываться в электрическую энергию. Электрическая энергия на обмотке, которая расположена в воздушном зазоре, может отбираться посредством подключения электрического потребителя. При этом обмотка может закрепляться на статоре. При работе соответствующей изобретению электрической машины в качестве двигателя через обмотку подводится электрическая энергия, и электрическая энергия преобразуется в механическую энергию при магнитном взаимодействии между статором и ротором. При этом ротор приводится во вращение, и на валу механическая энергия может отдаваться механическому потребителю в виде вращательного движения. И здесь обмотка может быть закреплена на статоре.

Шихтованные листы в осевом направлении служат для направления магнитного потока при работе электрической машины. Подходящими для этой цели являются, например, листы из электротехнической листовой стали.

Ротор имеет соответствующее устройство для магнитного взаимодействия через воздушный зазор со статором. Устройство может для этой цели включать в себя постоянный магнит и/или обмотку.

Предпочтительно, электрическая машина имеет несколько крепежных узлов, которые, соответственно, предусмотрены на участках в различных радиальных направлениях на первом осевом конце статора. Таким образом, достигается предпочтительное взаимодействие предпочтительных крепежных узлов для защиты соответствующей изобретению электрической машины от воздействий окружающей среды.

Крепежные узлы могут предпочтительно иметься на участках в различных радиальных направлениях, при которых расстояние от кромок шихтованных листов до воздушного зазора больше, чем на других участках шихтованных листов. Таким образом, можно предпочтительно применять для крепежных узлов участок, менее используемый электромагнитным способом для работы электрической машины. Так, например, в случае шихтованных листов, которые имеют угловатую кромку в качестве ограничения, крепежные узлы могут иметься в областях углов первого прижимного устройства и первого защитного кожуха, которые соответствуют углам шихтованных листов.

Первое прижимное устройство прикладывает сжимающее усилие к шихтованным листам в осевом направлении. Таким образом, достигается выгодное для работы электрической машины расположение и форма листов. Для соответствующего сжимающего усилия в противоположном осевом направлении статор может содержать второе прижимное устройство, которое расположено на втором осевом конце.

Обмотка может проходить от первого осевого конца ко второму осевому концу, причем обмотка имеет первую лобовую часть обмотки на первом осевом конце и вторую лобовую часть обмотки на втором осевом конце. Вторая лобовая часть обмотки может быть окружена вторым защитным кожухом, причем второй защитный кожух может продолжаться в осевом направлении по меньшей мере от второго прижимного устройства до второго конца второй лобовой части обмотки, которая обращена в сторону от второго прижимного устройства. Таким образом, предпочтительно обеспечивается защита обмотки от воздействий окружающей среды, причем обмотка может находиться во внутренней области электрической машины.

Второй защитный кожух может быть предпочтительно прочно закреплен в месте соединения на втором прижимном устройстве с помощью дополнительного крепежного узла, который имеет первый участок крепления на втором защитном кожухе и второй участок крепления на втором прижимном устройстве.

Первое прижимное устройство может содержать в осевом направлении компоновку из первой прижимной пластины и второй прижимной пластины, причем первая прижимная платина расположена ближе к листовому пакету, чем вторая прижимная пластина. Первое прижимное устройство может, таким образом, предпочтительно поддерживать сжимающее усилие при воздействиях окружающей среды. Среди прочего, первое прижимное устройство с первой и второй прижимной пластиной предпочтительно уменьшает расхождение веером шихтованных листов у кромки прижимного устройства или шихтованных листов. При расхождении веером шихтованных листов воздействия окружающей среды могут сильнее влиять на электрическую машину. Так, например, влага может легче проникать в статор и ротор. Первая и вторая прижимные пластины могут изготавливаться выгодным образом, так как их не требуется делать выпуклыми.

Первая прижимная пластина может по меньшей мере частично продолжаться вдоль зубцов, которые имеет статор и которые проходят в воздушный зазор. Таким образом, предпочтительно уменьшается расхождение веером шихтованных листов на зубцах. По меньшей мере некоторые из зубцов могут предпочтительно образовывать часть обрамления пазов, причем в пазы вложена обмотка. При одинаковых требованиях к первому прижимному устройству, оно может быть изготовлено с первой и второй прижимной пластиной предпочтительно проще и с более высоким качеством, чем в случае, если бы первое прижимное устройство имело только одну прижимную пластину. Выемки, которые, например, выполнены для образования зубцов, на первой и второй прижимной пластине, могут предпочтительно изготавливаться проще и с более высокой точностью. Это возможно, среди других причин, потому, что первая и вторая прижимные пластины могут быть выполнены тоньше, чем в случае только одной прижимной пластины в прижимном устройстве. Первая прижимная пластина, ввиду более простого и с более высокой точностью изготовления, может предпочтительно продолжаться более чем на 80% длины зубцов вдоль зубцов в воздушном зазоре.

Соответствующий изобретению статор имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что он имеет второй участок крепления крепежного узла компактным и экономичным образом. Таким образом, предпочтительно, соответствующий изобретению статор может применяться без дополнительной адаптации как в электрической машине, которая имеет первый защитный кожух, так и в электрической машине, которая не имеет защитного кожуха.

Соответствующий изобретению способ для изготовления соответствующего изобретению статора также имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что предпочтительным образом возможно упрощенное позиционирование и крепление первого защитного кожуха.

Соответствующий изобретению способ изготовления соответствующей изобретению электрической машины также имеет дополнительное преимущество, состоящее в том, что предпочтительный крепежный узел в минимальной степени препятствует монтажу статора в электрической машине, в частности, в корпусе электрической машины, при всех различных типах охлаждения.

Среди прочего, несмотря на предоставление самых разнообразных вариантов охлаждения на статоре, первый защитный кожух таким образом закрепляется на статоре, что он может предпочтительным образом монтироваться в электрической машине.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Так, предпочтительным является выполнение соответствующей изобретению электрической машины, при котором крепежный узел имеет первый и второй крепежный элемент, причем посредством первого крепежного элемента устанавливается толщина d уплотнительного слоя в месте соединения между первым защитным кожухом и первым прижимным устройством, и посредством соединения, которое имеет первый и второй крепежный элемент, второй крепежный элемент, который проходит вдоль осевого направления, закреплен на первом прижимном устройстве. Таким образом, предпочтительно простым способом достигается защита от воздействий окружающей среды за счет того, что первый крепежный элемент компактным и экономичным образом закрепляет второй крепежный элемент на первом прижимном устройстве, а также определяет толщину d уплотнительного слоя для хорошего эффекта герметизации от воздействий окружающей среды. Среди прочего, может быть использован уплотнительный слой, который является очень гибким и, таким образом, идеальным образом прилегает к первому прижимному устройству, особенно к второй прижимной пластине и первому защитному кожуху. Уплотнительный слой, который, например, может предпочтительно содержать резину, может иметь соответствующую гибкость и сжимаемость. Посредством первого крепежного элемента устанавливается предпочтительное сжатие уплотнительного слоя, так что достигается достаточный эффект герметизации, а именно равномерно вдоль места соединения. В месте соединения может, например, состыковываться кромка первого защитного кожуха с второй прижимной пластиной. Тогда предпочтительно вдоль кромки первого защитного кожуха достигается равномерный эффект герметизации от воздействий окружающей среды.

Уплотнительный слой может также быть предпочтительно материалом, который не полностью заполняет пространство между первым защитным кожухом и первым прижимным устройством в осевом направлении в месте соединения или не с требуемым эффектом герметизации. Последний достигается при изготовлении статора после закрепления первого защитного кожуха на первом прижимном устройстве посредством дополнительного этапа изготовления. На этом дополнительном этапе изготовления достигается расширение материала уплотнительного слоя в осевом направлении. Увеличение протяженности в осевом направлении может быть достигнуто посредством химической или физической реакции материала уплотнительного слоя посредством того, что в уплотнительном слое образуется отложение другого материала. Так уплотнительный слой после изготовления соответствующего изобретению статора может иметь вспученный материал.

Далее, предпочтительно, вторая прижимная пластина посредством соединения, которое имеет первый и второй крепежный элемент, может быть закреплена на первом прижимном устройстве. Так предпочтительно компактным и экономичным образом посредством первого и второго крепежного элемента реализуется закрепление второй прижимной пластины на первой прижимной пластине.

В другом предпочтительном варианте соответствующей изобретению электрической машины второй крепежный элемент имеет первый участок, который расположен с геометрическим замыканием, чтобы избежать прокручивания вокруг осевого направления более чем на 360°, в первой выемке первого прижимного устройства. Таким образом, компактным и экономичным образом можно избежать фиксации второго крепежного элемента против прокручивания при изготовлении соответствующего изобретению статора или соответствующей изобретению электрической машины. Таким образом, в соответствующей изобретению электрической машине простым способом может быть реализована защита от воздействий окружающей среды.

Первая выемка может находиться предпочтительно на первой прижимной пластине первого прижимного устройства. Так, компактным и экономным образом может быть реализована простая вставка второго крепежного элемента и фиксация против прокручивания второго крепежного элемента при изготовлении соответствующего изобретению статора или соответствующей изобретению электрической машины.

В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению электрической машины кромка первого прижимного устройства на втором участке крепления прерывается выемкой в первом прижимном устройстве. Так можно предпочтительно второй крепежный элемент у кромки первого прижимного устройства простым способом образом разместить в выемке. Предпочтительно, посредством выемки прерывается как кромка первой прижимной пластины, так и кромка второй прижимной пластины.

Предпочтительно, первый защитный кожух может иметь выемку, которая в осевом направлении в продолжение имеет прерывание кромки первого прижимного устройства. Тем самым можно простым способом осуществлять установку и закрепление первого защитного кожуха.

Выемка второй прижимной пластины может в направлении, перпендикулярном осевому направлению, иметь меньшую протяженность, чем первая выемка первой прижимной пластины. Так второй крепежный элемент может предпочтительно перед соединением с первым крепежным элементом простым способом дополнительно посредством беззазорного позиционирования второго крепежного элемента удерживаться в выемке второй прижимной пластины.

В выемке второй прижимной пластины второй крепежный элемент может быть размещен без зазора в направлении перпендикулярном осевому направлению. Так предпочтительно второй крепежный элемент перед соединением с первым крепежным элементом может простым способом дополнительно за счет беззазорного позиционирования удерживаться в выемке второй прижимной пластины.

При закреплении второй на первой прижимной пластине посредством первого и второго крепежного элемента можно посредством выемки второй прижимной пластины простым способом достичь более точного позиционирования второй прижимной пластины по отношению к первой прижимной пластине.

В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению электрической машины первый защитный кожух посредством соединения, которое имеет первый, второй и третий крепежный элемент, закрепляется на первом прижимном устройстве, причем крепежный узел имеет третий крепежный элемент. Таким образом, предпочтительно простым способом реализуется компактный и экономичный крепежный узел для защиты электрической машины от воздействий окружающей среды.

В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению электрической машины первый защитный кожух в месте соединения имеет кромку, которая продолжается вдоль стороны обмотки, противоположной воздушному зазору в радиальных направлениях, и причем кромка образована краем первого защитного кожуха. Таким образом, предпочтительно простым способом реализуется защита электрической машины от воздействий окружающей среды за счет того, что край посредством взаимодействия с уплотнительным слоем реализует эффективную защиту. Для этого край первого защитного кожуха имеет предпочтительно во всех радиальных и осевых направлениях почти равную толщину. Толщина может задаваться тем, что она предпочтительно создается посредством дискообразного материала.

Край первой защитного кожуха предпочтительно изготавливается из дискообразного материала с помощью простых процессов, например, путем гибки или кантовки из листового металла. Затем первый участок крепления может прикрепляться к первому защитному кожуху. Предпочтительно, первый участок крепления может состоять из простого конструктивного элемента или иметь простой конструктивный элемент.

Конструктивный элемент может быть, например, отверстием или L-образным уголком, имеющим выемку. Простые конструктивные элементы могут быть изготовлены простым и экономичным способом.

Дискообразный материал может быть листовым металлом. Теплопроводность листа может предпочтительно способствовать охлаждению электрической машины.

Дискообразный материал может быть пластиком. Это имеет то преимущество, что первый защитный кожух может изготавливаться посредством экономичного процесса переработки пластмасс.

В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению электрической машины первый защитный кожух имеет отверстие, из которого выводы обмотки могут направляться в радиальных направлениях через первый защитный кожух.

В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению электрической машины вторым крепежным элементом является винт, а первым крепежным элементом является гайка. Таким образом, предпочтительно простым способом с помощью простых конструктивных элементов реализуется защита от воздействий окружающей среды за счет того, что первый крепежный элемент компактным и экономичным образом закрепляет второй крепежный элементом на первом прижимном устройстве, а также определяет толщину d уплотнительного слоя для хорошего эффекта герметизации по отношению к воздействиям окружающей среды.

Предпочтительным образом соединение винт-гайка, которое имеет первый крепежный элемент и второй крепежный элемент, между первым и вторым крепежными элементами может выполняться эксплуатационно более прочным с помощью фиксирующего элемента.

Предпочтительно соединение винт-гайка может быть образовано только из первого и второго крепежного элемента, так что первым крепежным элементом предпочтительно более точно устанавливается толщина d уплотнительного слоя в месте соединения между первым защитным кожухом и первым прижимным устройством.

В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующей изобретению электрической машины третий крепежный элемент имеет гайку. Так предпочтительно простым способом с помощью простых конструктивных элементов реализуется компактный и экономичный крепежный узел для защиты электрической машины от воздействий окружающей среды.

Предпочтительно, соединение винт-гайка, которое имеет второй крепежный элемент и третий крепежный элемент, между вторым и третьим крепежными элементами может выполняться эксплуатационно более надежным посредством фиксирующего элемента.

Предпочтительно, второй крепежный элемент может иметь винт, первый крепежный элемент - гайку и третий крепежный элемент - гайку, причем соединение винт-гайка содержит винт и гайку первого крепежного элемента, и соединение винт-гайка содержит винт и гайку третьего крепежного элемента. Посредством этого крепежный узел предпочтительно монтируется компактно и экономично, а также поэтапно, чтобы первый защитный кожух прочно закрепить в месте соединения на первом прижимном устройстве.

Предпочтительные варианты осуществления соответствующих изобретению электрических машин и статоров, а также способы их изготовления получаются предпочтительно путем комбинации некоторых или различных из описанных признаков.

Вышеописанные характеристики, признаки и преимущества настоящего изобретения, а также способ их достижения станут более понятными в связи с нижеследующим описанием примеров выполнения, которые поясняются со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг. 1 – пример выполнения электрической машины,

Фиг. 2 - пример выполнения статора, который содержит пример выполнения электрической машины,

Фиг. 3 - пример выполнения статора в соответствии с фиг.2, причем первый защитный кожух закреплен в соответствии с изобретением,

Фиг. 4 – фрагмент вида сверху примера выполнения статора в соответствии с фиг.3 в области крепежного узла,

Фиг. 5 - деталь примера выполнения статора, на котором частично выполняются этапы изготовления для соответствующего изобретению крепления первого защитного кожуха.

Фиг. 1 показывает пример выполнения электрической машины 1. Электрическая машина 1 содержит статор 2, который имеет листовой пакет 3, который в осевом направлении 8 содержит шихтованные листы 31. Шихтованные листы 31 расположены от первого осевого конца 32 к второму осевому концу 33. Электрическая машина содержит ротор 4, который установлен с возможностью вращения вокруг аксиально проходящей оси 5 вращения и при работе электрической машины 1 взаимодействует через воздушный зазор 6 со статором 2. Кроме того, электрическая машина 1 содержит обмотку 7, которая расположена в воздушном зазоре 6, а также первый защитный кожух 11. Воздушный зазор 6 в радиальных направлениях 9, ориентированных перпендикулярно к осевому направлению 8, ограничен статором 2 и ротором 4. Статор 2 имеет первое прижимное устройство 10, которое расположено на первом осевом конце 32. Первый защитный кожух 11 прочно закреплен в месте 12 соединения на первом прижимном устройстве 10 посредством крепежного узла 13, который имеет первый участок 1311 крепления на первом защитном кожухе 11 и второй участок 1310 крепления на первом прижимном устройстве 10. Крепежный узел 13 присутствует в областях углов первого прижимного устройства 10 и первого защитного кожуха 11, которые соответствуют углам шихтованных листов 31. Шихтованные листы 31 имеют восьмиугольную основную форму, которая образуется из коротких и длинных внешних кромок 301 шихтованных листов 31. В областях, которые имеют короткие внешние кромки 301, расстояние между внешними кромками 301 шихтованных листов 31 до воздушного зазора 6 больше, чем в других областях шихтованных листов 31.

Электрическая машина 1 имеет корпус 1001, в котором расположен статор 2. Обмотка 7 имеет первую лобовую часть 71 обмотки, которую окружает первый защитный кожух 11, причем первый защитный кожух 11 в осевом направлении 8 продолжается по меньшей мере от первого прижимного устройства 10 до первого конца первой лобовой части 71 обмотки, которая обращена в сторону от первого прижимного устройства 10.

Первое прижимное устройство 10 прикладывает сжимающее усилие к шихтованным листам 31 в осевом направлении 8. Для соответствующего сжимающего усилия в противоположном осевом направлении 8, статор 2 имеет второе прижимное устройство, которое расположено на втором осевом конце 33.

Обмотка 7 продолжается от первого осевого конца 32 к второму осевому концу 33, причем обмотка 7 имеет первую лобовую часть 71 обмотки на первом осевом конце 32 и вторую лобовую часть 72 обмотки на втором осевом конце 33. Обмотка 7 проведена в пазах 21 статора 2. Пазы 21 лучше видны на фиг.3, где представлен вид в перспективе.

Корпус 1001 имеет подшипниковые щиты 22, в которых посредством подшипников качения установлен вал, на котором закреплен ротор 4 с возможностью вращения вокруг проходящей в осевом направлении оси 5 вращения. Ротор 4 имеет каналы, которые проходят в осевом направлении 8 через ротор 4. Ротор 4 содержит по меньшей на первом осевом конце 32 отклоняющие устройства 25.

Предпочтительно, для применения статора 2 для электрических машин с различными типами охлаждения листовой пакет 3 и первое прижимное устройство 10 имеют осевые внутренние каналы 50, отверстия 501 которых находятся в пределах внутренней области. Внутренняя область электрической машины 1 включает ротор 4, первую лобовую часть 71 обмотки, вторую лобовую часть 72 обмотки и статор 2 в его радиальной протяженности до осевых внутренних каналов 50. Аксиально внутренние каналы 50, таким образом, еще относятся к внутренней области электрической машины 1. Первый защитный кожух 11 окружает внутреннюю область на участке между подшипниковым щитом 22 и первым прижимным устройством 10. Таким образом, внутренний поток 24 охладителя может протекать через внутренние каналы 50 и каналы ротора 4 и, будучи защищенным от воздействий окружающей среды, обеспечивать выравнивать температуру во внутренней области электрической машины 1. Внутренний поток 24 охладителя предпочтительно протекает частично вдоль первого защитного кожуха 11 и может там предпочтительно отдавать тепло к внешнему потоку 26 охладителя. Первый защитный кожух 11 имеет для этой цели преимущественно дискообразный материал 27. Дискообразному материалу 27 посредством гибки и кантовки придана форма, так что дискообразный материал 27 окружает лобовую часть 71 обмотки на первом осевом конце 32. Предпочтительным образом внутренний поток 24 охладителя и внешний поток 26 охладителя посредством дискообразного материала 27 направляются без существенного препятствия потоку вдоль осевого направления 8, и, ввиду малой толщины дискообразного материала, тепло от внутреннего потока 24 охладителя может передаваться в значительной степени к внешнему потоку 26 охладителя.

Внешний поток 26 охладителя протекает через отверстия в корпус 1001 электрической машины 1 и там с помощью вентилятора 15 перемещается через отверстия подшипникового щита 22 вдоль второго защитного кожуха 110, который выполнен как первый защитный кожух 11. Внешний поток 26 охладителя затем протекает через осевые внешние каналы 40, 41, которые имеет листовой пакет 3 и первое прижимное устройство 10, и их отверстия 401, 411, 412 расположены за пределами внутренней области. Затем внешний поток 26 охладителя протекает вдоль первого защитного кожуха 11 и выходит через отверстия подшипникового щита 22 из электрической машины 1. Осевые внешние каналы 40, 41 образованы на шихтованных листах 31 выемками, которые прерывают внешние кромки 301 шихтованных листов 31.

Первое прижимное устройство 10 содержит в осевом направлении 8 компоновку из первой прижимной пластины 101 и второй прижимной пластины 102, причем первая прижимная пластина 101 расположена ближе к шихтованному пакету 3, чем вторая прижимная пластина 102.

Крепежный узел 13 имеет первый и второй крепежный элемент 131, 132, причем посредством первого крепежного элемента 131 устанавливается толщина d уплотнительного слоя 14 в месте 12 соединения между первым защитным кожухом 11 и первым прижимным устройством 10, и посредством соединения, которое образовано посредством первого крепежного элемента 131 и второго крепежного элемента 132, второй крепежный элемент 132, который продолжается вдоль осевого направления 8, закреплен на первом прижимном устройстве 10.

Фиг. 2 показывает пример выполнения статора, который содержит пример выполнения электрической машины согласно фиг. 1. Статор 2 имеет листовой пакет 3, который в осевом направлении 8 содержит шихтованные листы 31, которые расположены от первого осевого конца 32 к второму осевому концу 33, причем статор 2 имеет первое прижимное устройство 10, которое расположено на первом осевом конце 32, и причем первое прижимное устройство 10 имеет второй участок 1310 крепления. Статор 2 предназначен для электрической машины 1, показанной на фиг.1, в которой статор 2 окружает ротор 4. Соответственно, обмотка 7 находится преимущественно в осевом канале 28 внутри листового пакета 3.

В примере выполнения статора 2 первое прижимное устройство 10 в осевом направлении 8 имеет компоновку из первой прижимной пластины 101 и второй прижимной пластины 102, причем первая прижимная пластина 101 расположена ближе к листовому пакету 3, чем вторая прижимная пластина 102. Первая и вторая прижимная пластина 101, 102 имеют второй участок крепления в одном из углов, которые соответствуют углам шихтованных листов 31.

На фиг. 2 также можно видеть, что листовой пакет 3 и первое прижимное устройство 10 имеют осевые внутренние каналы 50, отверстия 501 которых расположены в пределах внутренней области электрической машины 1. Первая и вторая прижимные пластины 101, 102 имеют отверстия 501, которые расположены в пределах первой радиальной области.

Фиг. 2 показывает штрихпунктирную секущую линию с направлением I наблюдения для ориентации, что соответствует примерно секущей линии и направлению наблюдения, с которыми представлен статор 2 на фиг. 1.

Применяемые в связи с описанием фиг. 2 ссылочные позиции, которые отсутствуют на фиг. 2, могут быть приняты соответствующими фиг. 1. Соответствующий изобретению статор, например, пример выполнения статора 2 согласно фиг. 2, может предпочтительно применяться без первого защитного кожуха 11 и без второго защитного кожуха 11 в электрической машине, если она должна выполнять только один тип защиты, который не требует первого и второго защитного кожуха 11, 110 для защиты от воздействий окружающей среды.

Фиг. 3 показывает вид статора согласно фиг. 2, причем первый защитный кожух 11 закреплен в соответствии с изобретением. Первый защитный кожух 11 имеет отверстие 113, из которого выводы 70 обмотки 7 могут направляться в радиальных направлениях 9 через первый защитный кожух 11. Другие компоненты статора 2 уже были описаны в связи с фиг. 2 и 1.

На фиг. 3 также можно видеть вышеупомянутые пазы в осевом канале 28, в которых направляется обмотка 7.

Фиг. 4 показывает фрагмент вида сверху примера выполнения статора по фиг. 3 в области крепежного узла 13. Второй крепежный элемент 132 имеет первую область 1321, которая размещена с геометрическим замыканием для предотвращения прокручивания вокруг осевого направления 8 на более чем 360° в первой выемке 1010 первого прижимного устройства 10. В примере выполнения по фиг. 4 первая выемка 1010 находится на первой прижимной пластине 101. Вторым крепежным элементом 132 является винт. Первая область 1321 является головкой винта, которая является внешней шестигранной головкой. Кромка 1011, 1021 первого прижимного устройства 10 на втором участке 1310 крепления прерывается выемкой 1110, 1010 на первом прижимном устройстве 10. Выемка 1110, 1010 включает в себя первую выемку 1010 на первой прижимной пластине 101 и вторую выемку 1110 на второй прижимной пластине 102. Во второй выемке 1110 второй прижимной пластины 102 расположен второй крепежный элемент 132 в направлении, перпендикулярном осевому направлению 8, без зазора.

При соответствующем изобретению изготовлении статора 2 или электрической машины 1, второй крепежный элемент 132 посредством соединения, которое образовано первой крепежным элементом 131 и вторым крепежным элементом 132, закрепляется на первом прижимном устройстве 10. Затем первый защитный кожух 11 посредством соединения, которое имеет первый, второй и третий крепежные элементы 131, 132, 133, закрепляется на первом прижимном устройстве 10. Крепежный узел 13 включает в себя третий крепежный элемент 133. Посредством первого крепежного элемента 131 определяется толщина d уплотнительного слоя 14 в месте 12 соединения между первым защитным кожухом 11 и первым прижимным устройством 10. В примере выполнения по фиг. 4, второй крепежный элемент 132 является винтом, который имеет внешнюю шестигранную головку на первом участке 1321. Первый крепежный элемент 131 и третий крепежный элемент 133 являются гайками. Таким образом, соединение винт-гайка имеет первый крепежный элемент 131 и второй крепежный элемент 132. Дополнительное соединение винт-гайка имеет второй крепежный элемент 132 и третий крепежный элемент 133. Дополнительное соединение винт-гайка имеет пружинное кольцо 1331 в качестве фиксирующего элемента. Таким образом, дополнительное соединение винт-гайка образовано вторым и третьим крепежными элементами 132, 133 и пружинным кольцом 1331. Пружинное кольцо 1331 используется в примере выполнения по фиг. 4 для фиксации дополнительного соединения винт-гайка. Оба соединения винт-гайка могут, таким образом, иметь другие элементы, если они не отклоняются от основных признаков изобретения.

Первый защитный кожух 11 имеет выемку в крепежной детали 112, в которой расположен второй крепежный элемент 132 в направлении, перпендикулярном осевому направлению 8, без зазора. Крепежная деталь 112 неразъемно закреплена на первом защитном кожухе 11 с помощью процесса сварки.

Фиг. 5 показывает деталь примера выполнения статора 2 после соответствующего изобретению этапа изготовления перед креплением первого защитного кожуха 11. После того как с помощью соединения, которое образовано из первого и второго крепежного элемента 131, 132, второй крепежный элемент 132 был закреплен на прижимном устройстве 10, уплотнительный элемент 14 размещается на первом прижимном устройстве 10. После этого этапа изготовления, получают статор, как он показан на фиг 5. Уплотнительный слой содержит резину. Однако соответствующее изобретению определение толщины d уплотнительного слоя 14 посредством первого крепежного элемента 131 позволяет также применять уплотнительный слой 14, который допускает в осевом направлении 8 увеличение протяженности материала уплотнительного слоя 14 за счет химической или физической реакции материала. В одном примере выполнения уплотнительный слой 14 имеет войлок, который набухает на следующем этапе изготовления соответствующего изобретению статора 2 или соответствующей изобретению электрической машины 1 под действием жидкого вещества на войлок.

Хотя изобретение было подробно определено посредством предпочтительных примеров выполнения, оно не ограничивается раскрытыми примерами. Другие варианты могут быть получены из них специалистом в данной области техники без отхода от объема защиты настоящего изобретения. Таким образом, было бы также возможным, например, что первый защитный кожух имеет фланец, который расположен в месте соединения, причем достигаются не все преимущества изобретения.

Изобретение относится к электрической машине и статору машины. Технический результат – обеспечение защиты электрической машины от воздействий окружающей среды. Электрическая машина содержит статор, имеющий листовой пакет, расположенный от первого осевого конца ко второму осевому концу, ротор, обмотку, расположенную в воздушном зазоре между статором и ротором, и первый защитный кожух. Статор содержит первое прижимное устройство, расположенное на первом осевом конце, причём первый защитный кожух закреплен в месте соединения на первом прижимном устройстве с помощью крепежного узла, который имеет первый участок крепления на первом защитном кожухе и второй участок крепления на первом прижимном устройстве. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Электрическая машина (1), содержащая

- статор (2), имеющий листовой пакет (3), который в осевом направлении (8) содержит шихтованные листы (31), которые расположены от первого осевого конца (32) ко второму осевому концу (33),

- ротор (4), который установлен с возможностью вращения вокруг аксиально проходящей оси (5) вращения и при работе электрической машины (1) через воздушный зазор (6) взаимодействует со статором (2),

- обмотку (7), которая расположена в воздушном зазоре (6), и

- первый защитный кожух (11),

- причем воздушный зазор (6) в радиальных направлениях (9), ориентированных перпендикулярно к осевому направлению (8), ограничен статором (2) и ротором (4),

- причем статор (2) содержит первое прижимное устройство (10), которое расположено на первом осевом конце (32),

при этом первый защитный кожух (11) прочно закреплен в месте (12) соединения на первом прижимном устройстве (10) с помощью крепежного узла (13), который имеет первый участок (1311) крепления на первом защитном кожухе (11) и второй участок (1310) крепления на первом прижимном устройстве (10),

отличающаяся тем, что

крепежный узел (13) имеет первый крепежный элемент (131) и второй крепежный элемент (132), причем между первым защитным кожухом (11) и первым прижимным устройством (10) предусмотрен уплотнительный слой (14), причем посредством первого крепежного элемента (131) устанавливается толщина (d) уплотнительного слоя (14) в месте (12) соединения между первым защитным кожухом (11) и первым прижимным устройством (10), и посредством соединения, которое имеет первый крепежный элемент (131) и второй крепежный элемент (132), второй крепежный элемент (132), который продолжается вдоль осевого направления (8), закреплен на первом прижимном устройстве (10), причем первый защитный кожух (11) посредством соединения, которое имеет первый крепежный элемент (131), второй крепежный элемент (132) и третий крепежный элемент (133), закреплен на первом прижимном устройстве (10), причем крепежный узел (13) включает в себя третий крепежный элемент (133).

2. Электрическая машина (1) по п. 1,

причем второй крепежный элемент (132) имеет первый участок (1321), который расположен с геометрическим замыканием, чтобы избежать прокручивания вокруг осевого направления (8) более чем на 360°, в первой выемке (1010) первого прижимного устройства (10).

3. Электрическая машина (1) по любому из предыдущих пунктов, причем кромка (1011, 1021) первого прижимного устройства (10) на втором участке (1310) крепления прерывается выемкой (1110, 1010) в первом прижимном устройстве (10).

4. Электрическая машина (1) по п.1 или 2, причем первый защитный кожух (11) в месте (12) соединения имеет кромку, которая продолжается вдоль стороны обмотки (7), противоположной воздушному зазору (6) в радиальных направлениях (9), и кромка образована краем (111) первого защитного кожуха (11).

5. Электрическая машина (1) по п.3, причем первый защитный кожух (11) в месте (12) соединения имеет кромку, которая продолжается вдоль стороны обмотки (7), противоположной воздушному зазору (6) в радиальных направлениях (9), и кромка образована краем (111) первого защитного кожуха (11).

6. Электрическая машина (1) по п.1, причем первый защитный кожух (11) имеет отверстие (113), из которого выводы (70) обмотки (7) могут направляться в радиальных направлениях (9) через первый защитный кожух (11).

7. Электрическая машина (1) по любому из пп.1, 2, 5 или 6, причем уплотнительный слой (14) является гибким и прилегает к первому прижимному устройству (10).

8. Электрическая машина (1) по п.3, причем уплотнительный слой (14) является гибким и прилегает к первому прижимному устройству (10).

9. Электрическая машина (1) по п.4, причем уплотнительный слой (14) является гибким и прилегает к первому прижимному устройству (10).

10. Электрическая машина (1) по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 8 или 9, причем уплотнительный слой (14) содержит резину.

11. Электрическая машина (1) по п. 7, причем уплотнительный слой (14) содержит резину.

12. Электрическая машина (1) по любому из пп. 1, 2, 5 или 6, причем уплотнительный слой (14) содержит набухший материал.

13. Электрическая машина (1) по п.3, причем уплотнительный слой (14) содержит набухший материал.

14. Электрическая машина (1) по п.4, причем уплотнительный слой (14) содержит набухший материал.

15. Электрическая машина (1) по п. 12, причем уплотнительный слой (14) при изготовлении статора (2) является материалом, который не полностью заполняет пространство между первым защитным кожухом (11) и первым прижимным устройством (10) в осевом направлении (8) в месте (12) соединения или не с требуемым эффектом герметизации, причем протяженность материала уплотнительного слоя (14) увеличивается посредством химической или физической реакции материала уплотнительного слоя (14) посредством того, что на дополнительном этапе изготовления при изготовлении статора (2) после закрепления первого защитного кожуха (11) на первом прижимном устройстве (10) в уплотнительном слое (14) происходит осаждение другого материала для увеличения протяженности материала в осевом направлении (8).

16. Электрическая машина (1) по п. 13 или 14, причем уплотнительный слой (14) при изготовлении статора (2) является материалом, который не полностью заполняет пространство между первым защитным кожухом (11) и первым прижимным устройством (10) в осевом направлении (8) в месте (12) соединения или не с требуемым эффектом герметизации, причем протяженность материала уплотнительного слоя (14) увеличивается посредством химической или физической реакции материала уплотнительного слоя (14) посредством того, что на дополнительном этапе изготовления при изготовлении статора (2) после закрепления первого защитного кожуха (11) на первом прижимном устройстве (10) в уплотнительном слое (14) происходит осаждение другого материала для увеличения протяженности материала в осевом направлении (8).

17. Электрическая машина (1) по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 14 или 15, причем второй крепежный элемент (132) представляет собой винт, а первый крепежный элемент (131) является гайкой.

18. Электрическая машина (1) по п.3, причем второй крепежный элемент (132) представляет собой винт, а первый крепежный элемент (131) является гайкой.

19. Электрическая машина (1) по п.4, причем второй крепежный элемент (132) представляет собой винт, а первый крепежный элемент (131) является гайкой.

20. Электрическая машина (1) по п.7, причем второй крепежный элемент (132) представляет собой винт, а первый крепежный элемент (131) является гайкой.

21. Электрическая машина (1) по п.10, причем второй крепежный элемент (132) представляет собой винт, а первый крепежный элемент (131) является гайкой.

22. Электрическая машина (1) по любому из пп. 1, 2, 5, 6, 8, 9, 11, 13, 14, 15, 18, 19, 20 или 21, причем третий крепежный элемент (133) является гайкой.

23. Статор (2) для электрической машины (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой воздушный зазор (6) в радиальных направлениях (9), ориентированных перпендикулярно к осевому направлению (8), ограничен статором (2) и ротором (4), и которая включает в себя обмотку (7), которая расположена в воздушном зазоре (6), и ротор (4), который установлен с возможностью вращения вокруг аксиально проходящей оси (5) вращения и при работе электрической машины (1) через воздушный зазор (6) взаимодействует со статором (2),

- причем статор (2) имеет листовой пакет (3), который в осевом направлении (8) содержит шихтованные листы (31), которые расположены от первого осевого конца (32) ко второму осевому концу (33),

- причем статор (2) содержит первое прижимное устройство (10), которое расположено на первом осевом конце (32),

при этом первый защитный кожух (11) прочно закреплен в месте (12) соединения на первом прижимном устройстве (10) с помощью крепежного узла (13), который имеет первый участок (1311) крепления на первом защитном кожухе (11) и второй участок (1310) крепления на первом прижимном устройстве (10), причем первое прижимное устройство (10) имеет второй участок (1310) крепления, причем крепежный узел (13) имеет первый крепежный элемент (131) и второй крепежный элемент (132), причем между первым защитным кожухом (11) и первым прижимным устройством (10) предусмотрен уплотнительный слой (14), причем посредством первого крепежного элемента (131) устанавливается толщина (d) уплотнительного слоя (14) в месте (12) соединения между первым защитным кожухом (11) и первым прижимным устройством (10), и посредством соединения, которое имеет первый крепежный элемент (131) и второй крепежный элемент (132), второй крепежный элемент (132), который продолжается вдоль осевого направления (8), закреплен на первом прижимном устройстве (10), причем первый защитный кожух (11) посредством соединения, которое имеет первый крепежный элемент (131), второй крепежный элемент (132) и третий крепежный элемент (133), закреплен на первом прижимном устройстве (10), причем крепежный узел (13) включает в себя третий крепежный элемент (133).

24. Способ изготовления статора по п. 23 для электрической машины по любому из пп. 1-22, в которой воздушный зазор (6) в радиальных направлениях (9), ориентированных перпендикулярно к осевому направлению (8), ограничен статором (2) и ротором (4), и которая включает в себя обмотку (7), которая расположена в воздушном зазоре (6), и ротор (4), который установлен с возможностью вращения вокруг аксиально проходящей оси (5) вращения и при работе электрической машины (1) через воздушный зазор (6) взаимодействует со статором (2),

- причем статор (2) имеет листовой пакет (3), который в осевом направлении (8) содержит шихтованные листы (31), которые расположены от первого осевого конца (32) ко второму осевому концу (33),

- причем статор (2) содержит первое прижимное устройство (10), которое расположено на первом осевом конце (32),

причем предусмотрен первый защитный кожух (11), при этом первый защитный кожух (11) прочно закрепляют в месте (12) соединения на первом прижимном устройстве (10) с помощью крепежного узла (13), который имеет первый участок (1311) крепления на первом защитном кожухе (11) и второй участок (1310) крепления на первом прижимном устройстве (10),

причем перед закреплением первого защитного кожуха (11), после того как посредством соединения, которое образовано первым и вторым крепежными элементами (131, 132), второй крепежный элемент (132), который продолжается вдоль осевого направления (8), был закреплен на прижимном устройстве (10), на первом прижимном устройстве (10) размещают уплотнительный слой (14),

причем первый защитный кожух (11) посредством соединения, которое содержит первый крепежный элемент (131), второй крепежный элемент (132) и третий крепежный элемент (133), закрепляют на первом прижимном устройстве (10),

причем крепежный узел (13) включает в себя третий крепежный элемент (133), и первый крепежный элемент (131) определяет толщину (d) уплотнительного слоя (14) в месте (12) соединения между первым защитным кожухом (11) и первым прижимным устройством (10).

25. Способ изготовления электрической машины (1) по любому из пп. 1-22, в которой воздушный зазор (6) в радиальных направлениях (9), ориентированных перпендикулярно к осевому направлению (8), ограничен статором (2) и ротором (4), и которая включает в себя обмотку (7), которая расположена в воздушном зазоре (6), и ротор (4), который установлен с возможностью вращения вокруг аксиально проходящей оси (5) вращения и при работе электрической машины (1) через воздушный зазор (6) взаимодействует со статором (2),

- причем статор (2) имеет листовой пакет (3), который в осевом направлении (8) содержит шихтованные листы (31), которые расположены от первого осевого конца (32) ко второму осевому концу (33),

- причем статор (2) содержит первое прижимное устройство (10), которое расположено на первом осевом конце (32),

причем предусмотрен первый защитный кожух (11), при этом первый защитный кожух (11) прочно закрепляют в месте (12) соединения на первом прижимном устройстве (10) с помощью крепежного узла (13), который имеет первый участок (1311) крепления на первом защитном кожухе (11) и второй участок (1310) крепления на первом прижимном устройстве (10),

причем перед закреплением первого защитного кожуха (11), после того как посредством соединения, которое образовано первым и вторым крепежными элементами (131, 132), второй крепежный элемент (132), который продолжается вдоль осевого направления (8), был закреплен на прижимном устройстве (10), на первом прижимном устройстве (10) размещают уплотнительный слой (14),

причем первый защитный кожух (11) посредством соединения, которое содержит первый крепежный элемент (131), второй крепежный элемент (132) и третий крепежный элемент (133), закрепляют на первом прижимном устройстве (10),

причем монтируют статор (2) в электрической машине (1), причем крепежный узел (13) включает в себя третий крепежный элемент (133), и первый крепежный элемент (131) определяет толщину (d) уплотнительного слоя (14) в месте (12) соединения между первым защитным кожухом (11) и первым прижимным устройством (10).