用於電機的環的製作方法

2023-06-07 16:02:21 1

本公開涉及作為用於固持環的支承件並且用於冷卻轉子的線圈的用於電機的轉子的環。

電機具體是旋轉電機，如，待連接於燃氣渦輪或蒸汽渦輪(渦輪發電機)的同步發電機，或待連接於水輪機(水力發電機)的同步發電機，或異步發電機，或同步或異步電動機，或其它類型的電機。

背景技術：

此類大功率電機如渦輪發電機由於操作中的高熱生成而被冷卻。在下面，電機的轉子的氣態冷卻的構思作為實例公開為由介質空氣冷卻。具體而言，包括圍繞轉子卷繞以在轉子芯中引起磁場的繞組的線圈將被冷卻或通風。為此，冷卻路徑設計在線圈的端部處，冷卻氣體沿其流動。可有利的是，指定這些冷卻路徑並且提高冷卻效率。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供用於冷卻電機的轉子的線圈的措施。

該目的利用根據獨立權利要求的權利要求1和權利要求7的特徵解決。本發明提供了對轉子的線圈的有效冷卻。具有玻璃纖維的材料的環的設計尤其減小了環中的裂紋的風險。該材料進一步減小了環與相鄰部分之間的相對移動的風險。此外，在以非傳導性材料(例如，玻璃纖維)建造環時，減小了接地故障。槽口具有關於環的徑向截面的楔的形狀，在外端處具有比在內端處更深的腔。這些楔形狀調節氣態冷卻劑沿槽口的壓力。

本發明的另外的實例在從屬權利要求中公開。

有利地，槽口沿轉子的軸向方向形成在環的外面中。這些槽口進一步限定用於氣態冷卻劑的冷卻路徑。槽口的特定形狀減小了通風阻擋的風險。環變得對汙垢不太敏感，並且對銅移動不太敏感。

在本發明的又一個實例中，槽口具有矩形形狀，並且槽口與彼此等距。這些措施確保了氣態冷卻劑至線圈的相等流動。

在本發明的另一個實例中，通風孔設計在槽口中，以將冷卻介質從環的外側輸送至環的內側至線圈，或從線圈從環的內側至環的外側。

在本發明的又一個實例中，片層布置在環與線圈之間用於電絕緣。這些片層具有提供電絕緣的主要功能。

附圖說明

另外的特徵和優點將從在附圖中經由非限制性實例示出的環的優選但非排他實例的描述中更顯而易見，在該附圖中：

圖1示出了具有軸和圍繞轉子芯卷繞的線圈的電機的轉子的透視圖，由此根據本發明的實例的環布置在線圈的端部與固持環之間，為了圖示，固持環是透明的。

圖2示出了組裝在轉子的軸處並且附接於轉子的線圈和固持環的根據本發明的實例的環的斷面透視圖，其中槽口沿轉子的軸向方向形成在環的外面中，並且通風孔設計在槽口中以將冷卻介質從環的外側輸送至環的內側至線圈；

圖3示出了固持環下方的根據本發明的實例的環的示意性斷面側視圖，其中通風孔設計在環中，並且箭頭示出了冷卻流的方向。

部件列表

1 環

2 轉子

4 固持環

6 線圈

10 通風孔

11 槽口

12 腔

13 外端

14 內端

20 轉子軸或軸

22 轉子芯。

具體實施方式

參照附圖，這些附圖示出了環1的實例的不同視圖，其中相似的附圖標記表示若干視圖各處的相同或對應的部分。

圖1示出了具有轉子軸20或軸20的電機的轉子2的透視圖，其通常由聯接的渦輪(未示出)驅動，該聯接的渦輪以每分鐘幾千轉的速度驅動轉子2。緊湊轉子芯22由實心磁性鍛造建造在軸20的主要部分周圍。在轉子芯22的缺口或槽口11內，由銅製成的線圈6收納在轉子芯22周圍。這些線圈6或繞組在操作中使轉子芯22磁化。固持環4固定在轉子2的各個端部區段處，固持環4在此處為了圖示而示為透明的。清楚的是，固持環4通常不透明，而是通常由金屬建造。環1布置在固持環4與線圈6之間，環1固定於固持環4和線圈6兩者。環1由非傳導材料製成。非傳導性材料可為用作具有適當機械性質的電機中的絕緣體，用於在展現每分鐘幾千轉的高轉速的轉子2中使用的材料。

環1的材料針對關於轉子2的熱加熱的最小膨脹選擇。這是為何環1由非傳導材料製成的一個原因。環1在其表面處設計有沿軸20的軸向方向突出的槽口11。槽口11具有彼此之間的一致距離，並且在該實例中具有沿軸向方向看待的矩形形狀。在軸20的中心的方向上，槽口11從外端13沿至內端14的方向突出。在該實例中，槽口11並未沿環1的整個長度突出。槽口11還包含通風孔10，其沿軸20的徑向方向突出穿過環1的整個寬度。因此，通風孔10形成環1中的導管或通路，用於冷卻介質以特定氣態手段經過環1。經過通風孔10的氣態手段主要用於冷卻環1下方的線圈6。

圖2示出了為了更詳細示出的根據本發明的實例的環1的斷面透視圖。斷面透視圖示出了圖1的細節，尤其是環1的表面。環1組裝在轉子2的軸20處，並且附接於轉子2的線圈6和固持環4。在圖2中，可看到沿轉子2的軸向方向形成在環1的外面中的槽口11的形狀。槽口11具有關於環1的切向截面的楔的形狀。換言之，槽口11在外端13處具有比槽口11的內端14處的腔12更深的腔12。這意味著槽口11的區域中的環1的截面在外端13處較小。另外，示出了設計在槽口11中以將空氣從環1的外側輸送至環1的內側至線圈6或反之亦然的通風孔10。

圖3示出了在槽口11中的一個的區域中切出的根據本發明的實例的環1的示意性斷面側視圖。在上面，示出了固持環4的斷面視圖。腔12設計在固持環4下方，腔12具有沿向右(其為外端13)的方向擴大的楔的形狀。腔12示出了如以上在圖2下所述的楔形槽口11中的一個。環1示出為在由槽口11中的一個形成的腔12下方。在左側，轉子芯22連接於環1。進一步示出了通風孔10，其沿穿過環1的整個寬度的垂直方向設置成穿過環1。通風孔10在該實例中具有圓柱形形狀，並且沿環1的長度均勻地分布。圖3中的箭頭示出了沿環1並且尤其是沿布置在轉子芯22處的待冷卻的線圈6的冷卻介質流的方向。

儘管本發明參照其示例性實施例詳細描述，但對本領域技術人員而言將顯而易見的是，可進行各種改變，並且使用等同方案，而不脫離本發明的範圍。出於圖示和描述的目的提出了本發明的優選實施例的前述描述。其不意圖為詳盡的或將本發明限於公開的精確形式，並且改型和變型鑑於以上教導而為可能的，或者可從本發明的實施獲得。選擇和描述了實施例，以便闡釋本發明的原理及其實際應用，以使得本領域技術人員能夠以如適於構想的特定使用的各種實施例來使用本發明。意圖是，本發明的範圍由附於其的權利要求及它們的等同方案限定。