CN101908782A - 用于高速发电机的端板 - Google Patents

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Abstract

用于高速发电机的端板，包括大体是圆柱形的并具有接收转子轴的中心孔的端板。端板具有径向内凸起部和径向外凸起部。所述径向外凸起部设置在发电机中绕组的径向外侧，而所述径向内凸起部设置在发电机中绕组的径向内侧。包括这些端板的主芯组件、转子、和发电机也都被公开并要求保护。

Description

用于高速发电机的端板
技术领域
本发明涉及为发电机中的端部旋转绕组提供支撑的端板。
背景技术
发电机是已知的，并通常包括携带芯和绕组的转子轴。转子轴、芯和绕组由旋转源驱动旋转。作为示例，气轮机通常被用于驱动发电机的轴。芯和绕组在定子线圈附近旋转并且这种相对旋转产生电流。
发电机在非常高的旋转速度上运行，并且在旋转部件上存在各种力和难题。作为示例，发电机绕组通常需要支撑。而且，在现有技术中对向发电机部件的油供应的控制和管理已经存在困难。
发明内容
发电机的端板包括大体是圆柱形的并具有接收转子轴的中心孔的端板。端板具有径向内凸起部(radially inner boss)和径向外凸起部(radially outer boss)。径向外凸起部设置在发电机中绕组的径向外侧，而径向内凸起部设置在发电机中绕组的径向内侧。
发电机的转子芯包括主芯，和在主芯的每一端上的绕组。端板接收在主芯的每一轴向侧上。端板大体为圆柱形并具有接收转子轴的中心孔。端板具有径向内凸起部和径向外凸起部。径向外凸起部设置在绕组的径向外侧，而径向内凸起部设置在绕组的径向内侧。
转子组件包括转子轴、主芯、和在主芯的每一端处的绕组。端板接收在主芯的每一轴向侧上。端板大体为圆柱形并具有接收转子轴的中心孔。端板具有径向内凸起部和径向外凸起部。径向外凸起部设置在绕组的径向外侧，而径向内凸起部设置在绕组的径向内侧。径向外凸起部的轴向长度大于径向内凸起部的轴向长度。对两个端板来说径向外凸起部的长度与径向内凸起部的长度的比率是不同的。
发电机包括定子和转子，转子包括转子轴、主芯、和在主芯的每一端处的绕组。端板接收在主芯的每一轴向侧上。端板大体为圆柱形并具有接收转子轴的中心孔。端板具有径向内凸起部和径向外凸起部。径向外凸起部设置在绕组的径向外侧，而径向内凸起部设置在绕组的径向内侧。径向外凸起部的轴向长度大于径向内凸起部的轴向长度。对两个端板来说径向外凸起部的长度与径向内凸起部的长度的比率是不同的。
本发明的这些和其它特征将从下面的说明书和附图中得到最好的理解，下面是附图说明。
附图说明
图1A是本发明的发电机的分解图。
图1B示出了组装后的端视图。
图2是截面视图。
图3A是端板的截面视图。
图3B是图3A中用圆圈3B标识的区域的放大部分。
图3C是端板从第一侧的端视图。
图3D示出了端板的相对侧。
具体实施方式
图1A中示出了发电机20。发电机20具有与轴24结合的旋转芯152。绕组50围绕芯152的轴向端间隔设置。用扳手螺母32将端板26固定到转子轴24。扳手螺母32具有内螺纹，该内螺纹接收在轴24外周上的螺纹上。绝缘构件150设置在端板26和绕组50之间。端板26是圆柱形的并可由诸如钢之类的合适金属形成，并且期望这些端板26与绕组50绝缘。
如图1B中所示，限制套36围绕芯156，和端板26。该限制套36的细节在2009年3月26日提交的、序列号是12/411468的、名称为“带有改进的楔的发电机转子(Generator Rotor With ImprovedWedges)”的共同未决美国专利申请中。
如图1B中所示，在端板26中形成多个缺口34，这些缺口34可用于固定垫片40(见图2)以将限制套36保持在转子组件上。如示意性地所示，定子22与转子组件相关联。
内孔27选择性地接收螺钉28以在螺钉28被拧紧后锁紧扳手螺母。螺钉安装到缺口30内，这些缺口30围绕扳手螺母的圆周形成。
如图2中所示，绝缘体150设置在绕组50和端板26的内表面之间。垫片40可由螺钉固定在缺34内以将限制套36保持在整个组件上。
如进一步所示，油塞60形成在端板26上并用于提供区域以控制油向转子外并流向发电机内其它部件的流动。
如图3A中所示，端板26包括凹穴102和100。如上所示凹穴100接收绝缘体150。端板具有外凸起部54和内凸起部56，外凸起部54在绕组的外面接收到芯组件152上，而内凸起部56在绕组的里面延伸，并限定了允许轴24通过的孔。图2最佳地示出了该定位。
内凸起部56延伸距离12，而外凸起部54延伸距离11。凹穴100延伸入面内的深度是13。外凸起部的内径是d1，而内凸起部的内径是d2。
在一个实施例中，直径d1是5.075″(128.905mm)，而直径d2是2.427″(61.646mm)。长度11是.820″(20.828mm)，长度12是.345″(8.763mm)，而长度13是.06″(1.524mm)。d1与d2的比率在2.0和2.2之间。11与12的比率在2.30和2.55之间，而11与13的比率在12和17之间。
图3A示出了两个端板中的一个。由于绕组“向回折弯”，在任一发电机上的两个端板之间长度11和12的尺寸都不同。以上讨论了并在图3B中图示了两个端板中的一个。在实施例中，另一端板将具有.899″(22.835mm)的尺寸11，而.364″(9.246mm)的12。这个端板的比率将在2.30和2.55之间。
图3B是塞60的细节，并示出了包括轴向延伸凸缘62和径向向外延伸突出部61的塞60，轴向延伸凸缘62从端板26的前面63延伸。这形成接收可能从多个孔113流出的油，这些孔113从转子的内部形成。到外凸起部54的直径是d1，而到塞60的径向外边缘的直径是d3。在一个实施例中，直径d3是3.950″(100.33mm)。d1与d3的比率在1.20和1.35之间。
如图3C中所示，有多个凹穴100和102。凹穴102接收孔113。
如图3D中所示，端板26形成为带有螺纹27，螺栓孔34，和多个孔32，这些孔32可接收平衡重量。
虽然公开了本发明的实施方式，但本领域技术人员能够认识到，某些变形也落在本发明的范围内。因此，应当研究所附的权利要求以确定本发明的真实范围和内容。

Claims (20)

1.一种用于发电机的端板，包括：
端板，大体是圆柱形的并具有接收转子轴的中心孔；
所述端板具有径向内凸起部和径向外凸起部，所述径向外凸起部设置在发电机中绕组的径向外侧，而所述径向内凸起部设置在发电机中绕组的径向内侧。
2.如权利要求1所述的端板，其中所述径向外凸起部的轴向长度大于所述径向内凸起部的轴向长度，并且所述径向外凸起部的长度和所述径向内凸起部的长度的比率在2.30和2.55之间。
3.如权利要求1所述的端板，其中多个凹穴形成在所述端板的内表面上的周向间隔位置处，所述凹穴以凹穴距离凹入所述端板的内表面，并且所述径向外凸起部从所述内表面延伸第二距离，所述凹穴距离和所述第二距离的比率在12和17之间。
4.如权利要求3所述的端板，其中多个绝缘体接收在所述凹穴内以在所述端板和所述绕组间形成绝缘。
5.如权利要求1所述的端板，其中油塞形成为离开所述端板的外表面延伸，所述油塞包括第一凸缘，所述第一凸缘沿着轴向中心线离开所述外表面延伸并到达径向向外延伸凸缘，且所述径向向外延伸凸缘与所述第一凸缘结合以提供在所述外表面上的油腔。
6.如权利要求5所述的端板，其中数个孔延伸通过所述端板以将油供应到所述油腔。
7.如权利要求5所述的端板，其中油塞外径能被定义为从所述端板的中心线到所述油塞的外周表面，而外凸起部外径可被定义为是到所述外凸起部的外周表面，所述外凸起部直径与所述油塞直径的比率在1.20和1.35之间。
8.用于发电机的转子芯，包括：
主芯，和在所述主芯的每一端上的绕组；
接收在所述主芯的每一轴向侧上的端板，所述端板大体为圆柱形并具有接收转子轴的中心孔；和
所述端板具有径向内凸起部和径向外凸起部，所述径向外凸起部设置在所述绕组的径向外侧，而所述径向内凸起部设置在所述绕组的径向内侧。
9.如权利要求8所述的用于发电机的转子芯，其中所述径向外凸起部的轴向长度大于所述径向内凸起部的轴向长度，并且所述径向外凸起部的长度与所述径向内凸起部的长度的比率在所述两个端板之间不同。
10.如权利要求8所述的用于发电机的转子芯，其中多个凹穴形成在所述端板的内表面上的周向间隔位置处，所述凹穴以凹穴距离凹入所述端板的内表面，并且所述径向外凸起部从所述内表面延伸第二距离，所述凹穴距离和所述第二距离的比率在12和17之间，并且多个绝缘体接收在所述凹穴内以在所述端板和所述绕组间形成绝缘。
11.如权利要求8所述的用于发电机的转子芯，其中油塞形成为离开所述端板的外表面延伸，所述油塞包括第一凸缘，所述第一凸缘沿着轴向中心线离开所述外表面延伸并到达径向向外延伸凸缘，且所述径向向外延伸凸缘与所述第一凸缘结合以提供在所述外表面上的油腔，所述外表面带有多个孔，这些孔延伸通过所述端板以将油供应到所述油腔。
12.如权利要求8所述的用于发电机的转子芯，其中扳手螺母与所述芯结合，并且具有内螺纹，当所述转子芯与轴结合时所述内螺纹接收在所述轴上。
13.一种转子组件，包括：
转子轴、主芯、和在所述主芯的每一端处的绕组；和
接收在所述主芯的每一轴向侧上的端板，所述端板大体为圆柱形并具有接收转子轴的中心孔；
所述端板具有径向内凸起部和径向外凸起部，所述径向外凸起部设置在所述绕组的径向外侧，而所述径向内凸起部设置在所述绕组的径向内侧；
所述径向外凸起部的轴向长度大于所述径向内凸起部的轴向长度，并且对于所述两个端板来说所述径向外凸起部的长度与所述径向内凸起部的长度的比率不同。
14.如权利要求13所述的转子组件，其中多个凹穴形成在所述端板的内表面上的周向间隔位置处，所述凹穴以凹穴距离凹入所述端板的内表面，并且所述外凸起部从所述内表面延伸第二距离，所述凹穴距离和所述第二距离的比率在12和17之间，并且多个绝缘体接收在所述凹穴内以在所述端板和所述绕组间形成绝缘。
15.如权利要求13所述的转子组件，其中油塞形成为离开所述端板的外表面延伸，所述油塞包括第一凸缘，所述第一凸缘沿着轴向中心线离开所述外表面延伸并到达径向向外延伸凸缘，且所述径向向外延伸凸缘与所述第一凸缘结合以提供在所述外表面上的油腔，并且多个孔延伸通过所述端板以将油供应到所述油腔。
16.如权利要求15所述的转子组件，其中扳手螺母具有内螺纹，内螺纹接收到所述轴上以固定所述端板。
17.一种发电机，包括：
定子；
转子，所述转子包括转子轴、主芯、和在所述主芯的每一端处的绕组；和
接收在所述主芯的每一轴向侧上的端板，所述端板大体为圆柱形并具有接收转子轴的中心孔；
所述端板具有径向内凸起部和径向外凸起部，所述径向外凸起部设置在所述绕组的径向外侧，而所述径向内凸起部设置在所述绕组的径向内侧；
所述径向外凸起部的轴向长度大于所述径向内凸起部的轴向长度，并且对于所述两个端板来说所述径向外凸起部的长度与所述径向内凸起部的长度的比率是不同的。
18.如权利要求17所述的发电机，其中多个凹穴形成在所述端板的内表面上的周向间隔位置处，所述凹穴以凹穴距离凹入所述端板的内表面，并且所述外凸起部从所述内表面延伸第二距离，所述凹穴距离和所述第二距离的比率在12和17之间，并且多个绝缘体接收在所述凹穴内以在所述端板和所述绕组间形成绝缘。
19.如权利要求17所述的发电机，其中油塞形成离开从所述端板的外表面延伸，所述油塞包括第一凸缘，所述第一凸缘沿着轴向中心线离开所述外表面延伸并到达径向向外延伸凸缘，且所述径向向外延伸凸缘与所述第一凸缘结合以提供在所述外表面上的油腔，并且多个孔延伸通过所述端板以将油供应到所述油腔。
20.如权利要求19所述的发电机，其中扳手螺母具有内螺纹，内螺纹接收到所述轴上以固定所述端板。
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