CN101689776A - 用于电机的转子 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于电机、特别是水轮发电机的转子。所述转子包括由在轴向上相继设置的多个叠片(10)组装而成的叠片铁芯。通道隔离件(14)插入在轴向上彼此相邻的叠片(10)之间，以形成冷却通道。通道隔离件(14)支撑在螺栓(12)，以吸收作用在通道隔离件(14)上的离心力，所述螺栓(12)在轴向上延伸穿过转子的叠片铁芯。

Description

用于电机的转子
技术领域
本发明涉及电机领域。它涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于电机的转子。
背景技术
在绝大多数情况下，电机例如发电机的定子和转子被形成为叠片铁芯，所述叠片铁芯包括单个叠片的叠层，叠层由螺栓保持在一起。在轴向上延伸以用于容纳对应绕组的槽设置在叠片铁芯中的内周或外周上。在如EP-A2-0 736 953中对这种电机的转子进行了描述。
高性能机器通过在叠片铁芯的相邻叠层部分之间插入通道隔离件形成径向冷却通道，适合的冷却介质如冷却空气流过径向冷却通道，以消散操作期间在绕组或在叠片铁芯中所产生的热量。
例如由公开EP-A2-0 893 871或US-A-4,362,960或US-B2-6,583,526中得知的用于定子的传统的通道隔离件通常被制成双T形或矩形结构且通过点焊或粘接固定在叠片上，其中，所述双T形或矩形结构其由钢、非磁性钢或铝组成。
对于快速旋转的转子叠片铁芯来说，通道隔离件的粘接或点焊由于大的离心力而不再满足要求。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种涉及引言中类型的转子，可通过一种简单的方式来保护所述转子的通道隔离件，使其免受在操作期间产生的离心力的有害影响。
该目的通过权利要求1的特征的整体实现。对于本发明来说，重要的是，通道隔离件为了抵抗作用在它们上的离心力被支撑在螺栓上，所述螺栓轴向延伸穿过转子的叠片铁芯。这样，隔离元件紧固在叠片铁芯上，这使得能够安全地承受所产生的最大离心力。
根据本发明的一种改进，通道隔离件大致沿径向方向延伸。
本发明的另一改进的特征在于，通道隔离件中的至少一些通道隔离件被形成为一体且具有恒定厚度，其中，恒定厚度的通道隔离件特别地由金属片切割而成。每个一体式的通道隔离件优选包括加宽的第一部分和窄的第二部分，所述第一部分具有用于插入叠片铁芯的轴向螺栓的至少一个孔，第二部分成径向指状物的形式。
本发明的另一改进的特征在于，通道隔离件中的至少一些通道隔离件均由多个至少部分地一个位于另一之上的单独的部件组装而成，其中，由多个至少部分地一个位于另一之上的单独的部件组装而成的通道隔离件优选在单独的部件一个位于另一个之上的区域具有相同的厚度。
该组装后的通道隔离件优选均包括上部件和下部件，所述上部件和下部件均具有加宽的第一部分和成径向指状物的形式的窄的第二部分，所述第一部分具有用于插入叠片铁芯的轴向螺栓的孔，其中，具有第一部分和设置在第一部分中的孔的两个部件一个位于另一个之上，而指状物以间隔开的方式相邻地设置。
为了调节到一个位于另一个之上的两个第一部分的总厚度，指状物特别地具有两倍于第一部分的厚度。
为了使厚度加倍，在该情况下，可将带状层设置在指状物上。
另一改进的特征在于，该组装后的通道隔离件均包括上部件和下部件，两个部件中的一个部件具有加宽的第一部分和两个窄的第二部分，第一部分具有用于插入供叠片铁芯的轴向螺栓的孔，第二部分成以间隔开的方式彼此相邻设置的径向指状物的形式，两个部件中的另一个部件形成为被穿孔的盘，该被穿孔的盘和其中设有孔的第一部分一个位于另一个之上，其中，为了调节到第一部分和位于第一部分上的被穿孔的盘的总厚度，指状物具有两倍于第一部分的厚度。
为了使厚度加倍，可特别地将带状层设置在指状物上。
本发明的进一步的改进的特征在于，径向槽状切口设置在叠片的外周上，所述径向槽状切口在叠片铁芯的情况下形成绕组槽，且通道隔离件沿径向方向延伸至槽状切口且在槽状切口之间延伸。
此外，有利地，通道隔离件为支撑在螺栓上附加性地通过焊接、点焊或销连接被连接到叠片。
附图说明
下面将结合附图并基于示例性实施例对本发明进行更详细地解释。附图包括：
图1示出了根据本发明的第一示例性实施例的转子叠片的透视图，其中，单指形通道隔离件被支撑在螺栓上；
图2在两个子图2(a)和2(b)中示出了根据本发明的第二示例性实施例的单个第一类型的双指形通道隔离件(图2a)、和对应的带有支撑在螺栓上的单指和双指形通道隔离件(图2b)的转子叠片的透视图；
图3在两个子图3(a)和3(b)中示出了根据本发明的第三示例性实施例的单个第二类型的双指形通道隔离件(图3a)、和对应的带有支撑在螺栓上的单指和双指形通道隔离件(图3b)的转子叠片的透视图；
图4在两个子图4(a)和4(b)中示出了根据本发明的第四示例性实施例的单个第三类型的双指形通道隔离件(图4a)和和对应的带有支撑在螺栓上的单指和双指形通道隔离件(图4b)的转子叠片的透视图；以及
图5在两个子图5(a)和5(b)中示出了根据本发明的第二示例性实施例的单个第一类型的双指形通道隔离件(图5a)、和一个对应的带有安装在螺栓上的单指和双指形通道隔离件(图2b)的转子叠片的透视图。
具体实施方式
图1中以透视图示出了带有根据本发明的第一示例性实施例的支撑在螺栓上的单指形通道隔离件14的转子叠片10。叠片10具有圆的一部分的形状并且在外周上具有多个径向槽状切口11，所述切口11在转子叠片铁芯完成时形成用于容纳转子绕组的轴向槽。此外，在叠片10中具有位于多个同心圆上的螺栓孔12和13，其用作将相应的螺栓插入叠片铁芯中，如前面引用的公开EP-A2-0 736 953中所示。大的螺栓孔12被提供用于所谓的轮辋螺栓，小的螺栓孔13被提供用于卡紧螺栓。
多个通道隔离件14，在图1的示例中为3个，径向定向地加装在叠片10的上侧，并一体式地构造，例如由金属片通过激光切割而成。将通道隔离件14形成为使得轴向夹紧和最优的空气引导均得以确保。通道隔离件14被支撑成抵抗在操作期间在插入螺栓孔12中的轮辋螺栓上产生的(径向)离心力。这通过分别包括位于内端上的加宽的第一部分15的通道隔离件14实现，第一部分15在径向方向上相继具有两个孔，所述孔与叠片10的螺栓孔12对应。从而，轮辋螺栓在叠片铁芯中延伸穿过通道隔离件14的部分15中的孔并且紧固它们。
在径向朝外的方向上，第一或孔部分15缩为窄的径向指状物16，所述指状物16在相邻的槽状切口11之间延伸至叠片10的外边缘。从而，径向通道在相邻的通道隔离件14或指状物16之间形成在叠片铁芯中，冷却空气或其它冷却介质可流经该通道。该示例中，通道隔离件14总体上具有相同的厚度。它们优选通过激光加工，或者由钢、防磁钢或铝以其他方式实心(massiv)地机加工而成。
在图1的示例中，通道隔离件14在槽状切口11的区域中彼此之间具有相对较大的间距：仅叠片10的每第三个齿(相邻槽状切口11之间的区域)支撑一个通道隔离件14的指状物16。为了在此达到冷却通道的更精细的划分，可插入附加通道隔离件，如图2至5在各个子图(a)中详细再现。
附加通道隔离件17、24、27、32均具有相同的钳状基本形状，也就是说加宽的内部分20、20’和两个间隔开的指状物22、23，其中，加宽的内部分20、20’中设有与螺栓孔13对应的螺栓孔21，指状物22，23在径向上从该部分20、20’延伸。如图2-5的子图(b)中清楚所示，附加通道隔离件17、24、27、32的两个指状物22、23也在相邻的槽状切口11之间延伸至叠片10的外边缘。通过这种方式，各个槽状切口11在其两纵向侧分别与一个指状物接壤。
附加通道隔离件17、24、27、32分别由至少部分地一个位于另一个之上的多个单独的部件18、19(图2)或18、19、25、26(图3)或28、29；30、31(图4和5)组装而成。由至少部分地一个位于另一个之上的多个单独的部件18、19；25、26；28、29；30、31组装而成的通道隔离件17、24、27、32在单独的部件18、19；25、26；28、29；30、31一个位于另一个之上的区域具有相同的厚度，该厚度对应于其他通道隔离件14的厚度。
在图2(a)和3(a)的示例性实施例的情况下，已被组装的通道隔离件17或24均包括上部件18和下部件19，所述上部件18和下部件19分别具有加宽的第一部分20或20’以及成径向指状物22或23的形式的窄的第二部分，第一部分20或20’具有供叠片铁芯的轴向螺栓插入的孔21。上部件18或下部件19相对彼此设置成类似于圆规的两个腿，其中，两个部件的螺栓孔21一个位于另一个之上且形成圆规的轴。指状物22、23被构造为与第一部分20、20’相比具有两倍的厚度，以调节到一个位于另一个之上的两个第一部分20、20’的总厚度。
对如图2中所示实施例来说，还可以改变指状物22、23的高度，其中，在上部件18的情况下，所述高度向下增加，在下部件19的情况下，所述高度向上增加。从而，两个指状物22、23之间的高度偏差得以补偿。
对图3中所示实施例来说，为了使厚度加倍，带状层25、26设置在指状物22、23上，其中，在上部件18的情况下，层25施加在下侧，在下部件19的情况下，层26施加在上侧。
对图4和5的示例性实施例来说，已被组装的通道隔离件27或32均包括上部件28和下部件29。下部件29具有加宽的第一部分和两个窄的第二部分，其中，第一部分具有供叠片铁芯的轴向螺栓插入的孔21，第二部分成以间隔开的方式邻近彼此放置的径向指状物22、23的形式。上部件28被形成为被穿孔的盘。被穿孔的盘28和其中设有孔21的第一部分20一个位于另一个之上。上、下部件也可交换位置。
为了调节到第一部分20和位于第一部分20上方的被穿孔的盘28的总厚度，此处的指状物22，23同样被构造为具有两倍于第一部分20的厚度，这通过指状物22，23上的带状层30、31实现。带状物30、31可施加在两个指状物22，23的顶部(图4a)。然而，根据图5(a)的示例，如果一个指状物(23)由于S形弯曲部33而相应地垂直偏移，则带状物也可以加装在一个指状物22的上侧和另一指状物23的下侧。
除了支撑在螺栓上以外，通道隔离件14、17、24、27、32还可通过焊接、点焊或销连接的方式连接至叠片10。
附图标记列表
10                    叠片(转子)
11                    槽状切口
12                    螺栓孔(轮辋螺栓)
13                    螺栓孔(卡紧螺栓)
14，17，24，27，32    通道隔离件
15                    孔部分
16                    指状物(径向)
18                    上部件
19                    下部件
20、20’              孔部分
21                    螺栓孔
22，23                指状物(径向)
25，26                层(带状)
28                    上部件
29                    下部件
30，31                层(带状)
33                    弯曲部(S形)

Claims (15)

1、一种用于电机、特别是水轮发电机的转子，所述转子包括由在轴向上相继地设置的多个叠片(10)组装而成的叠片铁芯，其中，为了形成冷却通道，通道隔离件(14，17，24，27，32)插入在轴向上一个跟在另一个之后的叠片(10)之间，其特征在于，所述通道隔离件(14，17，24，27，32)为了抵抗作用在它们上的离心力被支撑在螺栓(12，13)上，所述螺栓(12，13)在轴向上延伸穿过转子的叠片铁芯。
2、如权利要求1所述的转子，其特征在于，通道隔离件(14，17，24，27，32)大致在径向上延伸。
3、如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，通道隔离件(14，17，24，27，32)中的至少一些通道隔离件(14)形成为一体，且具有恒定厚度。
4、如权利要求3所述的转子，其特征在于，所述恒定厚度的通道隔离件(14)由金属片切割而成。
5、如权利要求1或2所述的转子，其特征在于，通道隔离件(14，17，24，27，32)中的至少一些通道隔离件(17，24，27，32)分别由多个单独的部件(18，19；25，26；28，29；30，31)组装而成，所述多个单独的部件至少部分地一个位于另一个之上。
6、如权利要求5所述的转子，其特征在于，由至少部分地一个位于另一个之上的多个单独的部件(18，19；25，26；28，29；30，31)组装而成的通道隔离件(17，24，27，32)在单独的部件(18，19；25，26；28，29；30，31)一个位于另一个之上的区域具有相同的厚度。
7、如权利要求3或4所述的转子，其特征在于，每个一体式的通道隔离件(14，17，24，27，32)包括加宽的第一部分(15)、和成径向指状物(16)的形式的窄的第二部分，所述第一部分具有用于插入叠片铁芯的轴向螺栓的至少一个孔(12)。
8、如权利要求5或6所述的转子，其特征在于，每个组装后的通道隔离件(17)包括上部件(18)和下部件(19)，所述上部件(18)和下部件(19)中的每个具有加宽的第一部分(20，20’)和成径向指状物(22，23)的形式的窄的第二部分，所述第一部分(20，20’)具有用于插入叠片铁芯的轴向螺栓的孔(21)，具有第一部分(20，20’)和设置在第一部分(20，20’)中的所述孔(21)的两个部件(18，19)一个位于另一个之上，而指状物以间隔开的方式彼此相邻地设置。
9、如权利要求8所述的转子，其特征在于，为了调节到一个位于另一个之上的两个第一部分(20，20’)的总厚度，指状物(22，23)具有两倍于第一部分(20，20’)的厚度。
10、如权利要求9所述的转子，其特征在于，为了使厚度加倍，带状层(25，26)设置在指状物(22，23)上。
11、如权利要求5或6所述的转子，其特征在于，每个组装后的通道隔离件(27，32)包括上部件(28)和下部件(29)，所述两个部件中的一个部件(29)具有加宽的第一部分和成径向指状物(22，23)的形式的两个窄的第二部分，所述第一部分具有用于插入叠片铁芯的轴向螺栓的孔(21)，所述径向指状物(22，23)以间隔开的方式彼此相邻地设置，且所述两个部件中的另一个部件(28)形成为被穿孔的盘，而且所述被穿孔的盘(28)、和其中设有孔(21)的第一部分(20)一个位于另一个之上。
12、如权利要求11所述的转子，其特征在于，为了调节到第一部分(20)和位于第一部分(20)之上的被穿孔的盘(28)的总厚度，指状物(22，23)具有两倍于第一部分(20)的厚度。
13、如权利要求12所述的转子，其特征在于，为了使厚度加倍，带状层(30，31)设置在指状物(22，23)上。
14、如权利要求1至13中之一所述的转子，其特征在于，径向槽状切口(11)设置在叠片(10)的外周上，并形成叠片铁芯中的绕组槽，通道隔离件(14，17，24，27，32)沿径向方向延伸至槽状切口(11)并在槽状切口(11)之间延伸。
15、如权利要求1至14中之一所述的转子，其特征在于，通道隔离件(14，17，24，27，32)为支撑在螺栓上附加性地通过焊接、点焊、或销连接被连接到叠片(10)。
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