用于轴向流机器的定子布置系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于轴向流机器的定子布置系统，其包括具有多个定子齿的定子，所述定子齿沿周向方向同中心地分布并且沿轴向方向与转子通过空隙分开地设置，所述定子齿包括两个沿轴向方向对置的端部区段并且在所述端部区段之间包括齿芯，并且每个齿芯具有芯横截面并且以至少一个线圈绕组缠绕，并且每个定子齿的朝向转子的第一端部区段构造为齿顶，所述齿顶的顶横截面大于芯横截面，并且每个定子齿的背离转子的第二端部区段构造为具有根横截面的齿根，所述齿根与封闭背板连接，每个定子齿的齿顶以及封闭背板分别具有至少一个用于至少一个齿固定装置的空隙部，并且每个定子齿借助所述至少一个齿固定装置与封闭背板沿至少一个轴向方向固定地连接。

Stator Arrangement System for Axial Flow Machines

【技术实现步骤摘要】
用于轴向流机器的定子布置系统
本专利技术涉及一种用于轴向流机器的定子布置系统，以及一种具有这样的定子布置系统的轴向流机器。
技术介绍
由现有技术已知具有盘形的转子和平行于此设置的定子的电机，并且所述电机例如在轴向流机器中使用。通常所述转子具有多个永磁体，所述永磁体通过空隙分开地从定子的对置的可电磁激励的极旁边旋转经过。在此，所述可电磁激励的极例如构造为由软磁材料构成的定子齿，线圈绕组在通电时绕所述定子齿的齿芯感应出磁场。通过对沿定子的周向方向均匀地且同中心地设置的定子齿或其线圈绕组脉冲地通电，将转矩导入到转子上。在轴向流机器中，在此轴向力作用到定子上。所述定子齿可以如在DE102016203140A1中提出的那样借助夹紧元件连接在电机的壳体上。在此，夹紧元件将定子根挤压到壳体的凹部的底切中并且因此将定子齿固定在壳体上。与发动机构造和应用有关地，可以需要非常大的功率和/或力矩密度。此外可以需要的是，将定子齿通过封闭背板或磁轭在背离转子的那侧上相互电地气和/或磁性地连接，以便获得改善的磁通密度。然而，为了用于实现已知的多个具有定子绕组或线圈绕组的定子齿的定子布置系统需要显著的时间的和/或机器的耗费。定子布置系统的改善的磁通密度可以产生轴向流机器的提高的效率，由此在已知的定子布置系统的效率类似时，能够实现相对较小的需要的结构空间。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，克服现有技术的缺点并且提供一种定子布置系统，借助所述定子布置系统，用户能够进行对用于轴向流机器的定子的相对简单且可靠的装配。所述任务通过按照权利要求所述的一种设备按照本专利技术的定子布置系统以及一种包括定子布置系统的轴向流机器解决。按照本专利技术的用于轴向流机器的定子布置系统包括具有多个定子齿的定子，所述定子齿沿周向方向同中心地分布并且沿轴向方向与转子通过空隙分开地设置，所述定子齿包括两个沿轴向方向对置的端部区段并且在所述端部区段之间包括齿芯，并且每个齿芯具有芯横截面并且以至少一个线圈绕组缠绕，并且每个定子齿的朝向所述转子的第一端部区段构造为齿顶，所述齿顶的顶横截面大于所述芯横截面，并且每个定子齿的背离所述转子的第二端部区段构造为具有根横截面的齿根，所述齿根与封闭背板连接，并且每个定子齿的齿顶以及所述封闭背板分别具有至少一个用于至少一个齿固定装置的空隙部，并且每个定子齿借助所述至少一个齿固定装置与所述封闭背板沿至少一个轴向方向防止移动地固定地连接。按照本专利技术的定子布置系统就此能实现定子齿沿轴向方向固定，由此可以有效地接收作用到定子齿上的轴向力。在本专利技术的上下文中，空隙部可以是凹部，例如阶梯、凸肩、缺口、槽和类似物，但在临界情况下也可以是贯通的开口。通过定子齿的相对于芯横截面放大的顶横截面，齿顶可以作为磁性的集流器起作用。为了封闭在封闭背板中的磁力线，定子齿应与该封闭背板连接。因此，封闭背板可以作为磁轭起作用。因此，在所提出的定子布置系统中的磁场的磁通密度或分布能够相对于没有定子顶的定子齿改善。此外，齿固定装置提供以下优点，即，定子齿的可电磁激励的顶横截面与芯横截面的比例可以相对于没有齿固定装置的布置系统增大，因为作用到齿芯上的机械负载沿轴向方向相对于没有齿固定装置的定子布置系统显著减小。因此，借助齿固定装置能够实现减小的芯横截面并且相反实现线圈绕组的增大的绕组数量或绕组面，由此可以增大效率。在所提出的定子布置系统中，在进行与定子磁轭或封闭背板的组装之前，定子顶、定子芯和/或定子根还可以相对简单地设有线圈绕组。在此，线圈绕组应由电绝缘的绝缘装置与定子齿和/或封闭背板分开，为此通常使用例如绝缘纸。也可设想的是，在进行对定子布置系统的组装之前，线圈绕组预制或已经在例如绝缘的绕组支架上提供。由此能实现相对简单的逐级组装，其甚至可以自动化地实施。相反地，定子磁轭连同从其伸出的定子齿和所提及的齿顶的一体式的实施方案要求以线圈绕组复杂地缠绕定子芯，并且此外导致较小的填充度。封闭背板可以由多个定子板材组装，所述定子板材相互绝缘。按照本专利技术，封闭背板的所述至少一个空隙部可以这样实施，使得封闭背板不必完全由齿固定装置穿透，而所述空隙部沿轴向和/或径向方向仅在定子板材的一部分上延伸。由此，定子固定装置虽然可以与封闭背板连接，但基本上不影响在封闭背板的背离转子的那侧上的磁性的导流。此外，按照本专利技术的定子布置系统可以借助在齿顶、齿芯、齿根和封闭背板之间的粘接连接来连接，其中，齿固定装置在粘合剂的硬化过程中在防移动方面提供显著优点。此外，定子布置系统可以借助齿固定装置也在不完善地实施的或在临界情况下甚至不发生的粘接连接中减少或阻止所述齿至少沿轴向方向的移动或拆卸。此外，属于本专利技术的构思的是，所述至少一个齿固定装置可以构造成，所述定子布置系统与壳体形锁合地连接。这可以通过一个或多个齿固定装置进行。在此，所述齿固定装置可以这样构造，使得除了定子齿在封闭背板上的固定之外所述定子布置系统沿轴向和/或径向和/或周向方向与壳体连接。也可设想的是，定子布置系统具有至少一个齿固定装置，所述齿固定装置实施为固定机构、优选螺钉。在这里，固定机构这样设置，使得所述固定机构沿轴向方向穿透相应的定子齿地与封闭背板和/或壳体连接，其中，封闭背板的所述至少一个空隙部例如可以实施为螺纹或贯通的开口。此外适宜的可以是，所述齿顶、所述齿芯和所述齿根一体式构造为定子齿。由此，显著简化定子齿在封闭背板的上述装配以及与线圈绕组的聚集。此外，通过减少数量的分界面、例如在定子齿部件齿顶和齿芯之间或在齿芯和齿根之间增大功率密度。尤其有利的是，齿芯和齿根一体式或一件式地实施。此外出现，在定子齿的一体式的构造中能够避免通过各个部件的制造公差引起的不精确性并且因此可以优化磁性的导流。此外可以规定，包括齿顶、齿芯和齿根的所述定子齿和/或所述封闭背板由软磁的复合材料制造。软磁的复合或粘接材料(SMC–SoftMagneticComposite)的使用能实现对具有几乎磁性各向同性的特性的复杂构件几何结构的制造。用于齿固定装置的空隙部以这种方式不产生对磁性的导流的显著影响。使用软磁的复合构件、如借助软磁的复合材料的定子齿和/或封闭背板通常具有以下缺点，即，这些材料是相对脆的。然而，通过按照本专利技术的定子布置系统可以通过使用齿固定装置来补偿这个缺点，由此增大定子齿几何结构的构造自由并且同时可以提高可达到的功率密度。此外可以规定，所述至少一个齿固定装置具有锁止元件，所述锁止元件与所述齿顶和所述封闭背板的所述至少一个空隙部形状和/或功能互补地构造。在本申请的上下文中，锁止元件可理解为所有类型的突起，其可以实施为成角度弯折的和/或阶梯形的钩或凸鼻。锁止元件与齿顶或封闭背板的空隙部进入形锁合的连接中。因此，齿固定装置借助锁止元件防止无意拆卸地附加地固定。此外，通过使用在相应的端部上的与定子顶或封闭背板连接的锁止元件能够非常紧凑地构造与此对应的空隙部。齿固定装置的可靠的嵌接和连接能在定子顶或封闭背板的材料损耗同时小的情况下实现。有利也是如下特征，按照其可以规定，所述至少一个空隙部在所述齿顶上沿径向方向在外部和/或在内部和/或沿周向方向设置。如果所述至少一个空隙部在齿顶上(沿径向方向从外向内延伸地或沿径向方向从内向外延伸地)设置，则基于齿固定装置可以避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于轴向流机器的定子布置系统，所述定子布置系统包括具有多个定子齿(1)的定子，所述定子齿(1)沿周向方向(12)同中心地分布并且沿轴向方向(11)与转子通过空隙分开地设置，所述定子齿(1)包括两个沿轴向方向(11)对置的端部区段并且在所述端部区段之间包括齿芯(4)，并且每个齿芯(4)具有芯横截面(5)并且以至少一个线圈绕组(8)缠绕，并且每个定子齿(1)的朝向所述转子的第一端部区段构造为齿顶(2)，所述齿顶的顶横截面(3)大于所述芯横截面(5)，并且每个定子齿(1)的背离所述转子的第二端部区段构造为具有根横截面(7)的齿根(6)，所述齿根与封闭背板(10)连接，其特征在于，每个定子齿(1)的齿顶(2)以及所述封闭背板(10)分别具有至少一个用于至少一个齿固定装置(9)的空隙部(14)，并且每个定子齿(1)借助所述至少一个齿固定装置(9)与所述封闭背板(10)沿至少一个轴向方向固定地连接。

【技术特征摘要】
2018.02.09 AT A50128/20181.用于轴向流机器的定子布置系统，所述定子布置系统包括具有多个定子齿(1)的定子，所述定子齿(1)沿周向方向(12)同中心地分布并且沿轴向方向(11)与转子通过空隙分开地设置，所述定子齿(1)包括两个沿轴向方向(11)对置的端部区段并且在所述端部区段之间包括齿芯(4)，并且每个齿芯(4)具有芯横截面(5)并且以至少一个线圈绕组(8)缠绕，并且每个定子齿(1)的朝向所述转子的第一端部区段构造为齿顶(2)，所述齿顶的顶横截面(3)大于所述芯横截面(5)，并且每个定子齿(1)的背离所述转子的第二端部区段构造为具有根横截面(7)的齿根(6)，所述齿根与封闭背板(10)连接，其特征在于，每个定子齿(1)的齿顶(2)以及所述封闭背板(10)分别具有至少一个用于至少一个齿固定装置(9)的空隙部(14)，并且每个定子齿(1)借助所述至少一个齿固定装置(9)与所述封闭背板(10)沿至少一个轴向方向固定地连接。2.按照权利要求1所述的定子布置系统，其特征在于，所述齿顶(2)、所述齿芯(4)和所述齿根(6)一体式地构造为定子齿(1)。3.按照权利要求1或2所述的定子布置系统，其特征在于，包括齿顶(2)、齿芯(4)和齿根(6)的所述定子齿(1)和/或所述封闭背板(10)由软磁的复合材料制造。4.按照上述权利要求中任一项所述的定子布置系统，其特征在于，所述至少一个齿固定装置(9)具有锁止元件(15)，所述锁止元件与所述齿顶(2)和所述封闭背板(10)的所述至少一个空隙部(14)形状和/或功能互补地构造。5.按照上述权利要求中任一项所述的定子布置系统，其特征在于，所述至少一个空隙部(14)在所述齿顶(2)上沿径向方向(13)在外部和/或在内部和/或沿周向方向(12)设置。6.按照上述权利要求中任一项所述的定子布置系统，其特征在于，所述封闭背板(10)具有与所述齿根(6)形状互补的容纳部(17)，所述容纳部的容纳横截面(18)基本上对应于所述根横截面(7)。7.按照上述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·斯特蒂纳，C·桑德纳，T·里德尔，D·安德斯内尔，
申请(专利权)人：米巴烧结奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT