包括帶冷卻通道的極間區域的轉子的製作方法

2023-07-11 22:04:26

專利名稱：包括帶冷卻通道的極間區域的轉子的製作方法
技術領域：
本發明的主題是一種用於電動旋轉機器的轉子、以及包括這種轉子的機器。本發明更具體地但並不唯一地適用於開放式、單相或多相式電動旋轉機器的轉子的冷卻，這種電動旋轉機器具有的轉速是在例如0轉/分鐘與10000轉/分鐘之間，並且具有的功率是在例如0.1麗與25麗之間。
背景技術：
「開放式電動旋轉機器」的意思是一種通過從機器外部抽吸的空氣流動進行冷卻的機器。為了對一個轉子進行冷卻，已知的做法是在轉子中安排多個冷卻通道。值得注意地已知的做法是在極間空間(interpolar space)的底部附近製作一個通道。文件GB 2425662披露了在極間空間底部的金屬片中製作一個空腔。此外，專利US 7598635披露了金屬片的生產，在這些金屬片中一個通道被安排在極間空間底部附近，這個通道允許一種用於冷卻轉子的冷卻劑通過。存在一種需要來進一步改進對電動旋轉機器的轉子的冷卻。

發明內容
本發明的目的是響應這一需要，並且根據本發明多個方面之一，通過一種用於電動旋轉機器的、沿一個縱向軸線延伸的轉子來實現這一目的，這個轉子包括多個磁性片一個組件，該組件形成多個凸出磁極，而兩個凸出磁極在它們之間限定一個極間區域，以及至少兩個內部冷卻通道，這些內部冷卻通道是在該磁性片組件中在至少一個極間區域中、更佳的是在每個極間區域中形成的。本發明使之有可能改進這種機器的熱性能並且減少轉子繞組對於給定的銅量的加熱。幾個內部冷卻通道的存在使之有可能增大熱交換的表面積並顯著提高熱交換係數。「內部通道」的意思是一種具有閉合輪廓的通道。本發明還使之有可能通過減少在與已知的機器相比較完全相同的熱狀態下的活性物質的量，來降低對於給定的銅量而言導電體和絕緣體的最高溫度，而這就提高了可靠性並降低了機器的總成本。在本說明書的剩餘部分中，冷卻流體優選是空氣，但本發明不限於以空氣作為冷卻流體。這種轉子允許冷卻流體沿著這些通道流動。取決於所希望的轉子冷卻，更多或更少的內部冷卻通道(例如數量在3與15個之間的通道)延伸穿過每個極間區域。這些不同的冷卻通道可以被限定在安排於每個磁極間的磁極區域中的多個鰭片之間。這些鰭片可以延伸過這個轉子的全部或部分長度。具體而言，這些鰭片可以是中斷的，並且這個極間區域於是就具有一種有齒的形狀。由於熱交換係數的提高而使對流交換得以增強。這種有齒的形狀可以通過如下方式而巧妙地獲得，即，將多個完全相同的金屬片堆疊在多個組中，這些組通過交替這些組的正面和背面而以交錯的方式來放置。這些鰭片可以用多種不同的方式被放置在極間區域內。這些冷卻通道可以延伸穿過轉子的整個長度。這些冷卻通道可以沿著這個轉子的縱向軸線而連續地或者不連續地延伸穿過後者。當這些冷卻通道是不連續的時，這些極間區域就具有限定了多個齒的一種有齒的形狀。這些冷卻通道於是就被安排在這些齒中。這種構形允許這種冷卻流體經歷在這些通道內部多個通路與軸向地延伸在這些通道之間的加寬區中的多個通路的一種交替。這就使之有可能產生有利於對流交換的某種湍流。此外，冷卻流體可以在這些齒之間橫向地流動。每個極間區域可以具有一個切口的截面，由於這些冷卻通道延伸穿其而過，這個切口的截面代表了其總截面的25%以上。這些凸出磁極各自包括一個磁極本體以及兩個極靴(也稱作「極尖」)。至少一個冷卻通道可以被安排在這些凸出磁極的極靴中，以便進一步改進轉子的冷卻。以這種方式每個磁極都有可能獲得冷卻流體在這些極間區域內的流動、以及在這些極靴內的流動。每個磁性片可以是單件式的。轉子的所有這些片可以是完全相同的，每個片具有多個凸出磁極，這些凸出磁極只具有一個極靴，所有這些靴都被定向在相同的圓周方向上。在組裝轉子時，將這些片組裝在多個組中。這個轉子可以包括多個拉杆，用於軸向壓縮這個具有多個磁性片的組件。這個轉子可以在磁極本體的徑向外末端處包括用於接收阻尼器的多個殼體。這個轉子可以包括多個端板，以便使得纏繞操作更加容易並且改進這個轉子的總體機械強度。根據本發明的另一個方面，本發明的另一個主題是包括一個如以上限定的轉子的一種電動旋轉機器。這種電動旋轉機器包括一個定子，轉子在這個定子中旋轉。這個機器可以包括一個或多個風扇，這個風扇可以或可以不由這個轉子來驅動，以便在多種不同的冷卻通道中產生一種強制空氣的流動。


通過閱讀後面的非限制性的多個示例性實施方案的以下說明並且通過查看附圖將會更好地理解本發明，在附圖中圖1是根據本發明的轉子的一組磁性片的一個實例的示意性的以及部分性的透視圖，圖2是沿著圖1的II的正視圖，
圖3是根據本發明的轉子的一組磁性片的另一個實例的類似於圖1的視圖，並且圖4分離地並且部分地表示了根據本發明的一個示例性實施方案的一個凸出磁極以及一個極間區域。
具體實施例方式圖1示出了一個轉子I的磁性體的一個第一實例，這個轉子沿縱向軸線X延伸並且包括一個組件，這個組件具有多個磁性片2並形成了多個凸出磁極3，在所展示的實例中的數量為四個，然而本發明並不受限於一種特定的極性。如在圖1中可見，每個磁極3包括沿一個中心線Y延伸的一個磁極本體3b，以及伸出在圓周方向上的兩個極靴3a。兩個相鄰的磁極3在它們之間限定了一個極間區域E。導電體被纏繞在每個磁極3周圍並且限定了多個未示出的繞組。每個金屬片優選地是在從同一個磁性帶上切出的一個件。轉子I可以包括多個拉杆(未示出)用於通過位於這些磁極3上的開口 11而穿過轉子體從而保持具有多個磁性片2的這種組件。一個裝配有防旋轉裝置9的中央殼體8被安排在這個組中以便接收一個軸(未示出)。轉子I的磁性體還可以包括(如所展示的)用於接收阻尼器(未示出)的多個殼體10。根據本發明，至少兩個內部冷卻通道5軸向延伸穿過每個極間區域E，例如七個通道，如圖1和圖2所展示。放置在這些極間區域E中的多個鰭片4將不同的冷卻通道5分隔。這些冷卻通道5是例如在一個處於直角形式的延伸部18中製造的，這個延伸部的多個側平行於這些與極靴3a相反的面19。在圖1和圖2的實例中，這些冷卻通道5連續而無中斷地延伸穿過轉子I的全長L0這個磁性體可以由多個完全相同的磁性片堆疊而形成，一個另外的冷卻通道7能夠通過切出在這些極靴3a內的金屬片而形成。幾個另外的通道7可以被安排在這些極靴3a內。在圖3中展示的變體中，這些極間區域E各自具有限定多個齒6的一種有齒的形狀，在所說明的實例中是每個極間區域E五個齒，然而本發明不限於特定數量的齒。這些冷卻通道5被安排在這些齒6中，並且在這些齒6之間的間隙20為這種冷卻流體限定了具有加寬的截面的一種通路。一個齒6沿軸線X的軸向尺寸La是例如等於兩個齒6之間的間隙20的尺寸Le。有利的是，這些極間區域E有利地在它們的軸向末端之一(例如末端15)處是沒有齒的，如圖3所示。每個極間區域E具有一個總截面St (在圖4中用陰影線示出)、以及一個切口的截面sa，這個切口的截面是由延伸穿過這個極間區域E的多個冷卻通道5來限定的。切口的截面sa優選地代表了這個極間區域E的總截面St的25%以上。
這些通道5可以在同一個極間區域E內具有不同的多個截面。為了獲得圖3中所展示的構形(其中那些磁極間的通道是不連續的)，有可能的是使用多個完全相同的磁性片，這些磁性片被組裝在多個具有厚度La的組中並且通過翻轉這些組而以交錯的方式來放置(在所展示的四個磁極的實例中)，以便使帶有通道的區域與不帶有通道的區域相交替。轉子I例如被結合在一個電動旋轉機器(未不出)之中，這個電動旋轉機器包括一個離心式風扇。作為一個變體，這個風扇是一個多通道式風扇。在又另一個變體中，這種風扇是通過將一個離心式風扇和一個軸流式風扇布置在串聯中來製造的。由這個風扇吸入的空氣穿過位於兩個相鄰的凸出磁極3之間的這些極間區域E中所存在的那些冷卻通道5。此外，空氣可以在空氣間隙中流通並且穿過在這些凸出磁極3的極靴3a中安排的那些通道7。 本發明不限於僅僅已經說明的這些實例。例如有可能的是，將參照不同實施方案進行說明的、在未展示的變體範圍內的這些特徵結合起來。這些鰭片4可以具有任何形狀。本發明可以應用於具有配合的極靴的轉子。本發明不限於特定的凸出磁極。表述「包括一個」須理解為與「包括至少一個」同義，除非指明了相反的情況。
權利要求
1.一種用於電動旋轉機器的、沿著縱向軸線(X)延伸的轉子(1)，包括 多個磁性片(2)的組件，所述組件形成多個凸出磁極(3)，兩個所述凸出磁極在它們之間限定極間區域(E)，以及 至少兩個內部冷卻通道(5)，所述至少兩個內部冷卻通道(5)形成在所述磁性片(2)的組件中在至少一個極間區域(E)中。
2.如權利要求1所述的轉子，其中，所述磁性片(2)是相同的並且是單件式的。
3.如權利要求1或2所述的轉子，其中在每個所述極間區域(E)中形成有3至15個內部冷卻通道(5)。
4.如權利要求1至3中任一項所述的轉子，其中所述冷卻通道(5)在每個所述極間區域(E)內由鰭片⑷分隔開。
5.如以上權利要求中任一項所述的轉子，其中所述冷卻通道(5)構成所述轉子(I)的所述磁性片(2)的組件的全長。
6.如以上權利要求中任一項所述的轉子，其中所述冷卻通道(5)沿著所述轉子(I)的縱向軸線(X)連續地放置。
7.如權利要求1至5中任一項所述的轉子，其中所述極間區域(E)各自具有限定多個齒(6)的有齒的形狀。
8.如以上權利要求中任一項所述的轉子，其中每個所述極間區域(E)具有切口截面(sa)，所述切口截面代表所述極間區域(E)的總截面(st)的25%以上。
9.一種電動旋轉機器，包括如以上權利要求中任一項所述的轉子(I)。
全文摘要
本發明涉及一種用於電動旋轉機器的、沿一條縱向軸線(X)延伸的轉子(1)，該轉子包括一個組件，該組件具有形成了多個凸出磁極(3)的多個磁性片(2)，兩個凸出磁極在它們之間限定了一個極間區域(E)；以及至少兩個內部冷卻通道(5)，這些內部冷卻通道是在多個磁性片(2)的組件中在至少一個極間區域(E)中形成的。
文檔編號H02K1/32GK103036338SQ201110410160
公開日2013年4月10日 申請日期2011年12月9日 優先權日2011年10月6日
發明者亞歷克西斯·迪託 申請人:利萊森瑪電機公司