交流發電機轉子的製作方法
2023-05-01 06:16:16
交流發電機轉子的製作方法
【專利摘要】一種交流發電機轉子，包括：一組極輪磁場繞組、勵磁電樞、及電子供電電路，該電子供電電路將電力從該勵磁電樞供應至這組極輪磁場繞組，該轉子的特徵在於，該電子供電電路包括由絕緣材料製成的軸承及由所述軸承保持的傳導軌道，這些軌道將勵磁導體連接至端子，該電子供電電路的電子部件插入到該端子中並被機械地鎖定在適當位置中。
【專利說明】交流發電機轉子
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及交流發電機，並且更具體地，涉及交流發電機轉子。
【背景技術】
[0002]在工業發電機組中使用的絕大多數已知的交流發電機都是「無刷」型的，其裝配有電磁勵磁系統和主機。因此，有必要將電子供電電路、特別是整流器布置在勵磁電樞與主機的一組極輪磁場繞組(polar wheel field windings)之間，從而為極輪供應直流電。
[0003]已知的旋轉整流器由在基本殼體中的二極體組成，這些二極體具有不同的形式，以使它們形成三相整流器電橋的方式連接。這些二極體被組裝並連接在具有不同形式的軸承上，這些軸承關於交流發電機的金屬塊提供電絕緣並且提供從勵磁電樞的繞組到極輪的繞組的連續性。
[0004]構造和/或組裝這種整流器除了需要使用二極體之外，還需要使用許多不同的部件，例如電線和絕緣體、連接部件和固定件。
[0005]此外，由於二極體是具有有限的用以耐受電流的能力的部件，因此它們被包括在交流發電機的需要日常維護的那些部件中。由於為了取出二極體，來自勵磁電樞的輸入、通向極輪的輸出以及固定件通常都不得不被斷路，因此已知的安裝方法和連接方法都需要相對長的斷路時間和移除時間。
[0006]需要簡化用於交流發電機的這組極輪磁場繞組的電子供電電路的安裝，並且需要使得交流發電機電子部件的維護變得更為容易。
實用新型內容
[0007]本實用新型旨在依靠一種交流發電機轉子來滿足該需要並且實現該目的，該交流發電機轉子包括:
[0008]-一組極輪磁場繞組，
[0009]-勵磁電樞，及
[0010]-電子供電電路，其將電力從該勵磁電樞供應至這組極輪磁場繞組，
[0011]該轉子的特徵在於，該電子供電電路包括由絕緣材料製成的軸承及由述軸承保持的傳導軌道，這些軌道將勵磁導體連接至端子，該電子供電電路的電子部件插入到該端子中並在該端子中被機械地鎖定就位。
[0012]依靠本實用新型，電子部件可易於為了更換和/或檢測而從轉子上移除，從而使得交流發電機更容易維護，並且不需要對該連接進行幹涉。
[0013]該軸承可由絕緣塑性材料製成，例如由諸如聚醯胺之類的熱塑性材料製成。
[0014]這些端子可與該傳導軌道的至少一部分成整體地製成。這些端子可由此構成快速接通型的連接器，優選地為凹形的，該電子部件設置有快速接通型的互補連接器，優選地為凸形的。這些端子可以特別是通過彎曲用於製成該傳導軌道的金屬製成，所述金屬已經從薄片上被切除掉。[0015]在替代形式中，取決於市場上可獲得的部件，可利用其它類型的連接器。
[0016]呈連接器形式的端子的使用使得該電子供電電路的部件能夠通過插入軸承中而被簡單地且緊固地安裝在該軸承上。插入的方向優選地平行於該轉子的旋轉軸線。
[0017]傳導軌道可電連接至諸如雙頭螺栓之類的插件，從而允許纜線端子的連接，該纜線端子例如連接至這組極輪磁場繞組的纜線。該傳導軌道例如製造有加寬部，螺栓穿過該加寬部。這些螺栓可通過包覆模製固定至該軸承。可在該螺栓上安裝壓敏電阻器，該壓敏電阻器安裝在印刷電路上，在DC總線的+端子與-端子之間用作電壓限幅器，以便保護二極體免於在某些使用條件下返回電壓峰值。
[0018]在電子供電電路中的電子部件的數量和類型可根據本實用新型的多種實施方式而變化。
[0019]這些電子部件可為二極體電橋，在這種情況中，它們優選地為單相的。勵磁電樞有利地為三相的且是雙繞組的，二極體電橋則與每個相位相關聯。二極體電橋可被互連以獲
得三相雙整流器。
[0020]由此，在本實用新型的一種實施方式中的電子電力供給電路包括三種電子部件，每種電子部件由單相的二極體電橋構成。每個電橋包括四個二極體，這四個二極體具有相對較低的額定功率並且因此具有較低的成本。與雙重三相整流器相結合的勵磁電樞的三相繞組的加倍意味著儘管二極體具有較低的個體額定功率，但可將高強度的DC電流輸送至極輪，並且這是特別有利的。
[0021]電子部件在端子中的機械鎖定可通過栓接來實現。優選地，諸如雙頭螺栓之類的插件永久地存在於軸承上，並且這些部件具有套在對應的螺栓上的開口，隨後將螺母裝配到該螺栓上。該螺栓可通過包覆模製而被固定至軸承。
[0022]傳導軌道可通過包覆模製而被保持在軸承上。作為一種替代方式，這些軌道可通過該軸承的浮凸部而被保持住，從而被附加至該軸承。
[0023]該軸承可通過模製熱塑性材料而製造為單個工件。
[0024]在替代形式中，該軸承以多個工件製成，例如基部和蓋。可在該基部中形成路徑以容置傳導軌道，這些傳導軌道特別是由該基部的浮凸部而被保持在適當位置中。
[0025]軸承的蓋有利地包括開口，這些開口以使得能夠從外部觸及意欲用於鎖定電子部件的端子和雙頭螺紋的方式布置。蓋中提供通向端子的通道的開口可通過朝向插置軸線及端子會聚而具有促進插置操作的傾斜的小平面。
[0026]這些端子可被容置在設置於軸承上的殼體中，並且由與該軸承一起模製的壁限定。這些殼體在端子為快速接通型時優選地具有矩形截面，用於傳導軌道通過的至少一個槽連接至端子。
[0027]該軸承優選地以使得能夠從外部觸及這些端子的方式放置在轉子上，從而使得能夠容易地裝配和移除電子部件。
[0028]該軸承優選地放置在勵磁電樞的面上，端子向外伸出。
[0029]該軸承可通過螺釘而被保持在適當位置中，該螺釘例如旋入到勵磁電樞的磁性疊層結構中。
[0030]在本實用新型的另一方面中，本實用新型涉及一種包括如上文中限定的根據本實用新型的轉子的交流發電機。【專利附圖】
【附圖說明】
[0031]通過閱讀下文中對本實用新型的一些非限定性實施方式進行的詳細說明並通過研讀所附附圖，可更好地理解本實用新型，附圖中:
[0032]-圖1為根據本實用新型的一個示例的電路的示意圖。
[0033]-圖2為根據本實用新型的轉子的示意性的局部立體圖。
[0034]-圖3至5示出了根據本實用新型的多種元件在軸承上的安裝。
[0035]-圖6示出了根據本實用新型的供電電路的實施方式的替代形式。
【具體實施方式】
[0036]圖1中示意性地描繪的根據本實用新型的交流發電機轉子6包括一組極輪磁場繞組4、勵磁電樞2、及電子供電電路3，該電子供電電路3將電力從勵磁電樞2供應至這組極輪磁場繞組4。
[0037]在所描繪的示例中，勵磁電樞2為三相的且是雙繞組的，但它可具有不同數量的相位和不同的布置。
[0038]在所描繪的示例中，電子供電電路3包括三個電子部件3a、3b、3c，每個電子部件由包括四個二極體10的單相的二極體電橋組成。
[0039]每個二極體電橋與勵磁電樞2的一個相位相關聯，這三個電橋如圖1中所示地彼此互連。特別地，在一個電橋中首尾相連地安裝的兩個二極體具有連接至一個相位的繞組31的一個端子的共同的接合處，並且這兩個二極體在它們相應的-輸出端IOb和+輸出端IOc上輸送到直流(DC)總線30a、30b上，該DC總線30a、30b連接至這組極輪磁場繞組4。
[0040]如圖2中所示，電子供電電路3包括軸承5，該軸承5由絕緣材料製成，有利地由熱塑性材料製成，該軸承5特別地支承電子部件3a、3b、3c。
[0041]供電電路3包括傳導軌道9，該傳導軌道9將雙頭螺栓13連接至端子11，如圖3中所示。
[0042]在圖4中未示出的並且被連接至這組極輪磁場繞組4的纜線的纜線端子固定至該螺栓13。
[0043]支承壓敏電阻器15的印刷電路可以與所述纜線端子成120°地固定至該螺栓13，其中，該壓敏電阻器15在圖4中是可見的並且設置有用於螺栓13通過的孔15a。
[0044]如圖2中所示，軸承5優選地以使得能夠從外部觸及端子11的方式布置在勵磁電樞6的外表面上，從而使得容易地裝配和移除電子部件3a、3b、3c。
[0045]軸承5由螺杆19保持在該勵磁電樞上，該螺釘19例如旋入到構成轉子的磁塊的
疊層結構中。
[0046]在被考慮的示例中，通過切割並彎曲例如由銅或傳導合金製成的傳導金屬片而與軌道9的至少一部分一起成整體地製造出端子11。
[0047]端子11優選地為凹形的快速接通型的，其包括兩個朝向彼此摺疊的翼，以接收由部件3a、3b和3c承載的凸形的快速接通型的連接器12。
[0048]軌道9還可連接至構成圖1的簡圖中的接合處IOa的凸形連接器並且連接至勵磁電樞2的纜線。該連接可通過將繞組線焊接至該連接器來實現。[0049]軌道9可以多種方式保持在軸承5上，例如如在圖2至4的示例中那樣通過包覆模製而被保持在軸承5上。在那種情況中，螺栓13及端子11和IOa從軸承5的熱塑性材料上伸出。可穿過軸承5形成孔穴32，以節省熱塑性材料並且減輕該軸承的重量。
[0050]在圖6中所示的替代形式中，軌道9以不同於通過包覆模製的某一其它的方式被保持在軸承5上，特別是如將在下文中更為詳細地描述的那樣通過浮凸部16而被保持在軸承5上。
[0051]端子11以使得可通過例如平行於如在所示示例中的轉子的旋轉軸線的平移移動而將電子部件3a、3b、3c插入的方式布置。
[0052]部件3a、3b和3c被機械地鎖定在端子11上、處於適當位置中。
[0053]如所示，該鎖定可通過利用設置在端子之間的雙頭螺栓36並通過利用穿過部件3a、3b或3c的殼體製成的對應的開口 37而實現。螺母17被旋到螺栓36上以將部件3a、3b和3c保持在適當位置中。
[0054]在圖3至5的示例中，軸承5為單片式的。
[0055]在圖6中所示的替代形式中，軸承5製成為具有基部5a和蓋5b,該基部5a和該蓋5b都通過模製而由熱塑性材料製成。
[0056]為基部5a模製出路徑以容置並引導該傳導軌道9。這些路徑具有用於保持軌道9的浮凸部16，這些浮凸部16例如在平行於轉子的旋轉軸線的平面中為扁平的，這與圖3的示例中的是不同的，在圖3的示例中，軌道在於端子11之間行進的部分38的大部分上被定向成使得它們的平面垂直於旋轉軸線。
[0057]浮凸部16例如呈平行於旋轉軸線的銷的形式。
[0058]從圖6中可看到，殼體壁40可與基部5a—起模製、處於端子11的周圍，該殼體具有矩形截面，該矩形截面具有用於軌道9的通過的通向外部的一個或更多個槽41。
[0059]軸承5的蓋5b包括以使得雙頭螺栓13可從該蓋向外伸出的方式布置的開口 45、用於連接器IOa的開口 46、及凸臺48，這些凸臺48設置有用於接通端子11的開口 49。這些開口 49可由小平面50限定，這些小平面5朝向端子11和插置軸線會聚。蓋5b可模製有螺栓52，這些螺栓52裝配到基部5a中的對應的開口 53中，並且螺釘19穿過該螺栓52。
[0060]本實用新型並不限於剛才已經描述的示例。
[0061]儘管將電力供應至這組極輪磁場繞組的電子供電電路在所示示例中為整流器，但可採用除二極體電橋之外的部件，例如，電晶體和/或射頻通信或調節模塊，例如通過利用PWM控制器對這組極輪磁場繞組進行供電是可能的。
[0062]可使用除快速接通型的連接器之外的連接器。
[0063]雙頭螺栓13可以其它類型的插件代替。
[0064]傳導軌道9可以除通過切掉之外的一些方式製成，例如，通過利用電化學蝕刻製成，該軸承5包括印刷電路。
[0065]該轉子可為除三相轉子之外的多相的且同時保持雙繞組的轉子，使得每個相位與整流器電橋相關聯，該電橋的每個半部均提供該相位的一個繞組的電壓的全波整流。
【權利要求】
1.一種交流發電機轉子(6),包括: -一組極輪磁場繞組(4)， -勵磁電樞(2)，以及 -電子供電電路(3)，所述電子供電電路(3)將電力從所述勵磁電樞(2)供應至所述一組極輪磁場繞組(4)， 所述轉子(6)的特徵在於，所述電子供電電路(3)包括由絕緣材料製成的軸承(5)及由所述軸承保持的傳導軌道(9)，這些軌道(9)將勵磁導體連接至端子(11)，所述電子供電電路(3)的電子部件(3a、3b、3c)插入到所述端子(11)中並在所述端子(11)中被機械地鎖定就位。
2.根據前一權利要求所述的轉子，其特徵在於，所述端子(11)與所述傳導軌道(9)的至少一部分成整體地製成。
3.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述端子(11)構成快速接通型連接器，所述電子部件(3a、3b、3c)設置有互補的快速接通型連接器(12)。
4.根據權利要求3所述的轉子，其特徵在於，所述端子(11)構成凹形的快速接通型連接器，並且，所述電子部件(3a、3b、3c)設置有凸形的互補快速接通型連接器(12)。
5.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述傳導軌道(9)與用於附接連接至所述交流發電機的纜線的纜線端子(14)的雙頭螺栓(13)電接觸。
6.根據權利要求5所述的轉子，其特徵在於，所述交流發電機的纜線為連接至所述一組極輪磁場繞組(4)的纜線。·
7.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述電子部件(3a、3b、3c)為二極體電橋。
8.根據權利要求7所述的轉子，其特徵在於，所述電子部件(3a、3b、3c)為單相的二極體電橋。
9.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述勵磁電樞(2)為多相的，並且為雙繞組的，單相二極體電橋與每個相位相關聯，所述二極體電橋是互連的。
10.根據權利要求9所述的轉子，其特徵在於，所述勵磁電樞(2)是三相的。
11.根據權利要求9所述的轉子，其特徵在於，所述二極體電橋輸送到直流總線(30a、30b)上。
12.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述電子部件(3a、3b、3c)的所述機械鎖定通過栓接來執行。
13.根據權利要求12所述的轉子，其特徵在於，所述電子部件(3a、3b、3c)的所述機械鎖定利用固定至所述軸承(5)的螺栓(36)來執行。
14.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述傳導軌道(9)通過熱塑性材料的包覆模製而被保持在所述軸承(5)上。
15.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述傳導軌道(9)以除通過包覆模製之外的某一方式而被保持在所述軸承(5)上。
16.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述傳導軌道(9)利用所述軸承的浮凸部(16)而被保持在所述軸承(5)上。
17.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述軸承(5)設置在所述勵磁電樞(6)的端面上，所述端子(11)向外伸出。
18.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述軸承(5)呈基部(5a)和蓋(5b)的形式製成，所述蓋(5b)包括開口(45、46、49)，在所述軸承(5)的所述基部(5a)中形成有路徑以保持所述傳導軌道(9)。
19.根據權利要求1所述的轉子，其特徵在於，所述傳導軌道(9)的端部被容置在所述軸承(5)的所述基部(5a)中的殼體中。
20.根據權利要求19所述的轉子，其特徵在於，所述殼體由與所述軸承一起模製的壁(40)形成。
21.一種包括根據權利要求·1所述的轉子(6)的交流發電機。
【文檔編號】H02K1/22GK203645420SQ201320464655
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2012年8月1日
【發明者】派屈克·沃爾格穆特 申請人:利萊森瑪電機公司