CN102625973B - 机电机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机电机器，其特征在于，包括转子体（10）；环状卷绕头（60），环状卷绕头（60）被设置成轴向地靠近转子体（60）并且与转子体（10）同轴；支撑环（30），支撑环（30）被设置在卷绕头（60）的径向内侧并且与卷绕头（60）同轴；卷绕头（60）和支撑环（30）相对转子体（10）防扭转；卷绕头（60）和支撑环（30）在径向方向上通过张紧杆（90）一起被夹持，张紧杆（90）被引导经过卷绕头（60）和支撑环（30）中的径向钻孔（30.2）；本发明还包含以下特征：张紧杆（90）利用它们的径向内端与支撑环（30）接合并且利用它们的径向外端与支承块（80）接合，支承块（80）处于卷绕头（60）上；支撑体（30）中的径向钻孔（30.2）的间隙具有比张紧杆（90）的直径的更大的直径；支撑环（30）上的张紧杆（90）的径向内端的支承和卷绕头（60）上的张紧杆（90）的径向外端上的支承允许张紧杆（90）偏离径向方向作受限的倾斜运动。

Description

机电机器

技术领域

本发明涉及一种机电机器(dynamoelektrische maschine)，诸如发电机。本发明尤其关注一种构造的结构布局，利用该构造的结构布局可以保护转子的卷绕头免受离心力。

这种机电机器包括以下组件：主转子；环形卷绕头，该环形卷绕头被设置成靠近主转子并且与主转子同轴；支撑环，该支撑环被设置在卷绕头的径向内侧并且与卷绕头同轴。

背景技术

为了紧固转子绕组的卷绕头，常规的方法是通过环形卷绕支撑将卷绕头支撑在内侧并且利用缠绕方式将卷绕头紧固在卷绕支撑上。特别是在大机器的情况下，能够利用多重分隔环代替缠绕方式，该分隔环通过绝缘中间层搁置在卷绕头上，并且该分隔环通过螺丝固定到卷绕支撑上。特别是在存在大离心力的情况下，能够在卷绕头上滑动罩。这种罩通常用于固定涡轮发电机的转子的卷绕头(见公开文献“Leitfaden der Elektrotechnik(电气指南)”(电气工程指南)，卷3，“Konstruktions-und Festigkeitsberechnungen elektrischerMaschinen(电动机械设计及强度计算)”(“电机结构和强度的计算”)，作者：Dr.C.vonDobbeler，1962，B.G.Teubner Verlagsgesellschaft Stuttgart，第25至29页和第58至62页；DE2629574B2；DE-PS 701612)。众所周知，通过将支持架置于励磁线圈的外表面侧上，来吸收同步电机的旋转励磁线圈产生的离心力，支持架通过张紧销保持在其的部分上，该张紧销被紧固到机器的执行机构上(DE-PS 950659)。

固定转子的卷绕头的目的被提出特别在于转子供应滑环式转子机器目前被用于抽水蓄能操作的可控速度的水电电动发电机。这种发电机电机的特征在于，转子具有3至7米的直径。众所周知，为了固定这种转子的卷绕头，需借助于支柱架将保持环保持在转子体上，在该支柱架中U型张紧螺栓的端部被固定。一个单独的张紧螺栓利用其U型区域包围卷绕头(报告11-104“Development and achieved commercial operation......for a pumpedstorage plant(用于提水蓄能工厂的发展和可获得的商业操作……)”，1992CIGRE会议，8月30日至9月5日)。考虑这种结构和安装，这样的卷绕头固定非常复杂。这种构造已被JP-04193043披露。

DE 19519127C1说明了一种上述类型的机电机器。克服离心力的固定装置包括张紧杆，该张紧杆利用其径向内侧端作用在支撑环上以及利用其径向外侧端作用在支承块上，该支承块处于卷绕头的径向外侧上。

卷绕头是有电流流动的。因此，它们会被加热到较高的温度并且发生膨胀。另一方面，支撑环没有电流流动，因此可以保持冷却。为了防止由于这些引起的机械张紧力，冷却空气被供应到支撑环和卷绕头之间的空气间隔，这些空气主要来自机器的侧面。冷却空气进入卷绕头之间的径向间隔中，沿着径向流经这些间隔，并且排出到卷绕头的外侧。实践中已经存在这种冷却不充分的情况。

发明内容

本发明正是基于提供一种根据本发明技术方案的前序部分的机电机器的目的，该机电机器一方面，可以可靠地保护卷绕头不会经受离心力引起的径向膨胀；另一方面，可以获得防止卷绕头、张紧杆和支撑环之间的不允许的张力的充足的冷却效果。

本发明的目的通过技术方案1的特征来实现。

因而，支撑环中的钻孔的间隙具有用于引导张紧杆的更大尺寸。因此，张紧杆和支撑环中的相应钻孔的内拱之间存在(环形)空气间隔。另外，各个单独的张紧杆的端部的支承被设置成张紧杆能够在径向方向上进行受限的倾斜运动。

在机电机器的非操作期间，张紧杆基本在径向方向上延伸。一旦机器开始操作，由于电流流动，卷绕头被加热并且在径向方向上发生膨胀。另一方面，支撑环保持冷却，因而不会膨胀。由于能够假定支撑环中的钻孔的间隙增大而引起张紧杆朝着径向方向倾斜以及在径向外端和径向内端上的支承块的各种结构而引起张紧杆朝着径向方向倾斜，因此张紧杆能够伴随着卷绕头的膨胀。

附图说明

参考所示附图，详细说明本发明：

图1显示机电机器在垂直于轴线的截面上的基本结构；

图2显示机电机器的端部区域中轴向截面图的放大说明。

具体实施方式

图1显示机电机器的转子1。转子具有例如5米或者6米的数米的外直径。轴部2承载层状转子芯体3。借助于压力板4轴向夹持轴部2。绕组5被放置在转子的层状物的凹槽中。绕组5与卷绕头6从转子芯体3轴向突出。

轴部通过轴延伸部2.1轴向延伸，以支撑卷绕头6。轴延伸部2.1承载另外的层状磁心体7以及层状物7.1和压力板7.2。卷绕头进一步由环状支撑体8包围。包括数个弯曲刚性板状环形部。张紧螺栓9用于夹持支撑体8和轴延伸部2.1的芯体7。

DE 19519127C1说明了所述实施例。

根据本发明图2的实施例包括转子体10。环形卷绕头60设置成轴向靠近转子体10。环形卷绕头60与转子体10同轴地延伸。机器具有旋转轴110。

附图进一步显示支撑环30。支撑环30是层状的并且用于支撑卷绕头60。支撑环30具有通风管道30.1，借助于该通风管道30.1，冷却空气在径向方向上从内到外流动。支撑环30进一步包括径向钻孔30.2。张紧杆90被引导经过该钻孔。径向钻孔30.1具有比张紧杆90更大的尺寸，这就意味着张紧杆90的直径小于径向钻孔30.2的间隙。

张紧杆一起夹持支撑环30和卷绕头60。张紧杆90通过它们的径向外端和径向内端置于各个支承块上(同样见支承块80和81以及张紧螺母70)。支承块允许由于各个支承表面的球形结构所引起张紧杆90在轴向平面上的倾斜。

根据本发明的实施例具有以下优点：

在有电流流动的卷绕头60的区域中，存在加热因此卷绕头60在轴向方向上会膨胀，但是在支撑环30的区域中不会膨胀。卷绕头60具有在轴向方向上拉动张紧杆90的上部区域的倾向，这导致远离转子体10。另一方面，张紧杆90的底部区域相对于转子体10保持在同样的位置上。考虑到卷绕头60的膨胀，张紧杆90由于上述构造而能够倾斜，这就意味着张紧杆90能够在支承块80的上部区域中作轴向运动而远离转子体10，而它们能够在支承块81的区域中保持静止。这些可以通过两个支承块80，81和轴向钻孔30.2的比张紧杆90更大的尺寸来实现。

能够考虑另外的结构的可能性。卷绕头60或者其的个别部件能够被单独固定，例如通过径向张紧杆，即，无同时经过卷绕头60和经过支撑环30的张紧杆。卷绕头60能够通过一个或者几个张紧杆被连接到支撑环30。这种张紧杆能够例如通过其径向外端作用在卷绕头60的径向内侧区域上，并且通过其径向内区域作用在支撑环的径向外区域上。这种张紧杆的长度是可变化的，例如，是伸缩杆的类型。张紧弹簧能够满足这个功能。示意性地展示了这种张紧弹簧100。如果提供有这种类型的张紧弹簧或者杆，则可以省略张紧杆90并且卷绕头60应该被与该张紧弹簧或者杆一起夹持在径向方向上。

参考标号列表：

1 转子

2 轴部

2.1 轴延伸部

3 转子芯块

4 压力板

5 绕组

6 卷绕头

7 轴延伸部的芯块

7.1 层

7.2 压力板

8 支撑体

9 张紧杆

10 转子体

20 轴部

20.1 轴延伸部

30 支撑环

30.1 通风管道

30.2 径向钻孔

40 环形盘

60 卷绕头

70 张紧螺母

80 支承块

81 支承块

90 张紧杆

100 张紧弹簧

110 旋转轴线

Claims (2)

1.一种机电机器，包括以下部件或者特征：

1.1转子体（10）；

1.2环状卷绕头（60），所述环状卷绕头（60）被设置成轴向地靠近所述转子体（10），并且该环状卷绕头（60）与所述转子体（10）同轴；

1.3支撑环（30），所述支撑环（30）被设置在所述卷绕头（60）的径向内侧并且与所述卷绕头（60）同轴；

1.4所述卷绕头（60）和所述支撑环（30）相对于所述转子体（10）防扭转；

1.5所述卷绕头（60）和所述支撑环（30）在所述径向方向上通过张紧杆（90）一起被夹持，所述张紧杆（90）被引导经过所述卷绕头和所述支撑环（30）中的径向钻孔（30.2），所述支撑环（30）中的所述径向钻孔（30.2）的间隙具有比所述张紧杆（90）的直径更大的直径；

其特征在于，包括以下特征：

1.6所述张紧杆（90）利用它们的径向内端与所述支撑环（30）接合，并且利用它们的径向外端与支承块（80）接合，所述支承块（80）处于所述卷绕头（60）上；

1.7所述张紧杆（90）的所述径向内端和所述张紧杆（90）的所述径向外端被安装在所述支承块（80）上，所述支承块（80）具有球形表面；

1.8所述径向钻孔（30.2）的所述间隙和所述支承块（80）的所述球形表面的组合，和所述支撑环（30）上的所述张紧杆（90）的径向内端的支承和所述卷绕头（60）上的张紧杆（90）的径向外端上的支承允许所述张紧杆（90）偏离所述径向方向作受限的倾斜运动。

2.如权利要求1所述的机电机器，其特征在于，至少所述张紧杆（90）的一些端部通过具有球形支承表面的支承块（80）被安装。