CN102957252A - 旋转电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋转电机(10)，包括转子，转子包括在电机轴线(20)方向延伸并具有转子绕组(15a，b)的转子叠片(12)，转子绕组在转子叠片的每个端部形成紧固到绕组头部支承部(13)的绕组头部(15)，绕组头部支承部被同心地布置到绕组头部中并在轴向毗邻转子叠片以便借助于径向通过绕组头部的栓(18)以及被设计成安全地吸收绕组头部的轴向膨胀的紧固件(17，18，24)来拦阻离心力。凭借栓(18)被紧固到绕组头部支承部的T形锤架(17)而实现简单、安全的紧固，T形锤架在轴向延伸并以轴向可移动的方式被安装到绕组头部支承部的相关的轴向T形沟槽中，还提供用于将绕组头部(15)的轴向膨胀传递到T形锤架(17)的附加的连接件(22，23)。

Description

旋转电机

技术领域

本发明涉及电机领域，它涉及一种旋转电机，尤其是依照权利要求1的前序部分的水轮发电机。

背景技术

本发明涉及一种电机的转子、尤其是一种如在抽水蓄能电站中使用的水轮发电机的转子，例如，该转子具有转子体，该转子体由层叠金属板构成并且由轴向紧固栓保持在一起。围绕转子体的外部圆周布置有轴向绕组槽，其中转子绕组被插入所述绕组槽并且克服离心力的作用被保持在其中。从转子体轴向地露出并且形成绕组头部的绕组棒通过特殊支持装置被保护不受离心力的影响。

在这种电机中，转子上的绕组头部承受极端的机械负荷以及热负荷。在这种情况下，绕组头部相对于离心力的支持能够借助于由预应力钢丝结合实心整体钢环组成的箍而发生。然而，转子的复杂的配合辅助、运输尺寸以及重量限制导致了限制。对于具有大尺寸的液压原动机的转子而言，需要使得在发电站中的安装位置直接地实施组装成为可能。此外，大型实心钢环削弱了通过绕组头部的气流以及从而削弱了对所述绕组头部的冷却。

文档DE19513457现已披露将下压指布置到转子体的叠层端部，以及提供由至少两个环部组成的支持环，该至少两个环部在轴向彼此分离，以及在它们的内部圆周处被支持在轮毂上，该至少两个环部在转子体的靠近轴线的区段通过轴向通过转子体的第一连接栓与下压指一同被夹在一起。在离轴线较远的区段配置有第二连接栓，该第二连接栓轴向通过仅所述至少两个环部以及轴向地将所述至少两个环部夹在一起。最后，配置有径向通过绕组头部以及至少作用在最外面环部的外部圆周(在轴向观察时)的第三连接栓。

多个轴向延伸的、彼此对齐的、半闭合的槽被配置成在圆周方向被分布到所有环部的外部圆周上，在每种情况下，拥有径向延伸的螺纹孔的一条直棱均被插入该环部，其中所述第三连接栓被拧入所述螺纹孔。这提供了能够被容易地制造的牢固径向支持。

然而，在这个公知的装置中，绕组受热时的轴向热膨胀能够导致绕组压到绕组头部栓(第三栓)上，以及导致所述栓承受非期望的以及无法承受的弯曲。

为避免这些问题，文档WO 2010/115481提出了一种电动机，该电动机具有转子体、环形绕组头部、以及支持环，该环形绕组头部被轴向布置成紧邻转子体并且与其同轴，该支持环被径向布置到绕组头部内并且与其同轴，绕组头部和支持环通过旋转固定的方式被连接到转子体，以及该绕组头部和支持环在径向方向上通过张力杆被夹到彼此，该张力杆通过绕组头部以及支持环中的径向孔。张力杆在这种情况下表现为它们的径向内部端部在支持环上、以及它们的径向外部端部在支撑绕组头部的支撑座上。支持体中的径向孔的净宽具有与张力杆的直径相比超出的尺寸，以及支持环上的张力杆的径向内部端部和绕组头部上的张力杆的径向外部端部的支撑装置使得张力杆能够朝向径向方向进行有限的倾斜运动。这具体地通过张力杆的至少一些端部借助于支撑座被安装而被实现，该支撑座具有球形支撑表面。

然而，这种解决方式的一个不足是，所有的张力杆需要为倾斜运动而独立准备，这导致了相当大的设计和配合的复杂性。

发明内容

因此本发明的一个目的是提供一种如一开始提到的类型的旋转电机，该旋转电机避免公知的电机关于保护绕组头部抵抗离心力的不足，以及其特征在于抵消绕组头部的热膨胀，其就设计而言是有效的以及简单的。

这一目的通过权利要求1中的特征的总体而实现。

本发明涉及一种旋转电机，尤其是一种水轮发电机，包括转子，该转子包括转子叠片，该转子叠片在电机轴线的方向延伸并且具有转子绕组，该转子绕组在转子叠片的每个端部形成绕组头部，所述绕组头部被紧固到绕组头部支承部，该绕组头部支承部被同心地布置到绕组头部中并且在轴向毗连转子叠片，以便借助于径向通过绕组头部的栓来拦阻离心力，以及紧固件被设计成安全地吸收绕组头部的轴向膨胀。

其特征在于，该栓在每种情况下在T形锤架上被紧固到绕组头部支承部上，该T形锤架在轴向上延伸，并且以轴向可移动的方式被安装到绕组头部支承部的相关的轴向T形沟槽中，还提供用于将绕组头部的轴向膨胀传递到T形锤架的附加的连接件。

根据本发明的电机的一种配置，其特征在于，该附加的连接件包括在绕组头部和T形锤架之间的固定的机械连接件。

特别地，该T形锤架在绕组头部后方与径向地向外弯回的径向部件接合，并且借助于轴向连接件在径向部件上被连接到绕组头部。

根据本发明的电机的另一种配置，其特征在于，所述栓为螺栓并且被拧入该T形锤架。

根据本发明的电机的另一种配置，其特征在于，在每种情况下，具有相同径向基准的多个栓在轴向被布置成一个在另一个之后，以及具有相同径向基准的的所有栓被紧固到公用的T形锤架，或者被拧入公用的T形锤架。

特别地，具有相同径向基准的所有栓均通过公用的保持元件从外部作用到绕组头部。

附图说明

以下将通过结合附图的典型实施例来详细描述本发明，其中：

图1示出了依据本发明的一个典型实施例的旋转电机的转子的细部的侧向透视图；以及

图2从两种视角，一个是从上面(图2a)另一个是从侧面(图2b)，示出了依据本发明的一个示例性实施例的在绕组头部和紧固件之间的连接件。

具体实施方式

图1示出了依据本发明的一个示例性实施例的旋转电机10的转子的侧向透视图。仅部分区段可被看见的转子11沿电机轴线20延伸以及包括转子体或转子叠片12，绕组头部支承部13在所示的端部毗连所述转子叠片。

容纳转子绕组(未示出)的轴向绕组槽被布置到转子叠片12的外部圆周。暴露的绕组棒(图2中的15a、b)从转子叠片12露出，形成绕组头部(图2中的15)，该绕组头部需要相对于在电机运行过程中产生的离心力而被支持。

为此，径向定向栓18被配置到绕组头部15的区域，所述栓贯通绕组头部15并且被紧固到绕组头部支承部13。为使绕组头部15以及其紧固件能够自由轴向膨胀，整个绕组头部紧固件需要补偿绕组的热膨胀。在提出的解决方案中，这可以凭借绕组头部紧固件能够在轴向移动的事实来实现。对于具有相同径向基准的栓18的每个轴向系列而言，在每种情况下均提供一个公用的轴向延伸的T形锤架17，用于绕组头部15的栓18被紧固到该T形锤架17。为此，T形锤架17被配置有相应地分离的螺纹孔，螺栓形式的栓18其内部端部被拧入所述螺纹孔。T形锤架17在绕组头部支承部13中的轴向定向、匹配的T形槽16中被轴向引导。栓18其头部被支持在外侧的、公用的轴向延伸的保持元件21上，以及所述保持元件施加压力到绕组头部15。

由于所描述的绕组头部15及其在绕组头部支承部13上的紧固件的设计，因此，首先，在运行过程中在绕组头部15上产生的离心力被拦阻并且被引入到绕组头部支承部13中，以及其次，绕组的热膨胀不会导致在栓18处的任何剪切力的累积，因为凭借T形锤架17在T形槽16中轴向滑动，所述栓以及整个紧固件在图1所示的轴向移动方向19上共同地相对于绕组头部支承部13移动。

为了将绕组的热膨胀直接地传递到T形锤架17，依据本发明，附加的连接件被配置在绕组头部15和T形锤架17之间。该T形锤架17与绕组或者绕组头部15的连接通过在T形锤架17的外部端部的径向部件22和绕组头部15之间的中间件、即轴向连接件23来实现，该轴向连接件23被径向地向外弯回。该轴向连接件23被无间隙地引入到绕组头部15的焊片21和径向部件22或者T形锤架17的肩部之间。向后弯曲并且接合到绕组头部15下方的轴向连接件23又通过(外部)绕组头部栓18被在径向上保持到适当的位置，如图2b所示。

一旦绕组热膨胀，焊片21就相应地轴向移动，T形锤架17也被沿着与其平行的方向地推动。如此，绕组头部栓18仅被张紧并且不承受任何弯曲。

附图标记列表

10旋转电机(尤其是水轮发电机)

11转子

12转子叠片

13绕组头部支承部

14绕组槽

15绕组头部

15a，b绕组条

16T形槽

17T形锤架

18栓(绕组头部)

19移动方向

20电机轴线

21焊片

22径向部件

23轴向连接件

24保持元件

Claims (6)

1.一种旋转电机(10)，尤其是一种水轮发电机，包括转子(11)，所述转子包括转子叠片(12)，所述转子叠片(12)在电机轴线(20)方向延伸并且具有转子绕组(15a，b)，所述转子绕组(15a，b)在所述转子叠片

(12)的每个端部形成绕组头部(15)，所述绕组头部(15)被紧固到绕组头部支承部(13)，所述绕组头部支承部(13)被同心地布置到所述绕组头部(15)中，并且在轴向毗邻所述转子叠片(12)，以便借助于径向通过所述绕组头部(15)的栓(18)来拦阻离心力，以及紧固件(16，17，18，21)被设计成安全地吸收所述绕组头部(15)的轴向膨胀，其特征在于，所述栓(18)在每种情况下在T形锤架(17)上被紧固到所述绕组头部支承部(13)上，所述T形锤架(17)在轴向上延伸，并且以轴向可移动的方式被安装到所述绕组头部支承部(13)的相关的轴向T形沟槽中，还提供用于将所述绕组头部(15)的轴向膨胀传递到所述T形锤架(17)的附加的连接件(22，23)。

2.如权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述附加的连接件(22，23)包括在所述绕组头部(15)和所述T形锤架(17)之间的固定的机械连接(22，23)。

3.如权利要求2所述的旋转电机，其特征在于，所述T形锤架(17)在所述绕组头部(15)后方与径向地向外弯回的径向部件(22)接合，并且借助于轴向连接件(23)在所述径向部件(22)上被连接到所述绕组头部(15)。

4.如权利要求1-3中任一所述的旋转电机，其特征在于，所述栓(18)为螺栓形式并且被拧入所述T形锤架(17)。

5.如权利要求1-4中任一所述的旋转电机，其特征在于，在每种情况下，具有相同径向基准的多个所述栓(18)被布置成一个在另一个之后，以及具有相同径向基准的所有所述栓(18)被紧固到公用的T形锤架(17)或者被拧入公用的T形锤架(17)。

6.如权利要求5所述的旋转电机，其特征在于，具有相同径向基准的所有所述栓(18)均通过公用的保持元件(24)从外部作用到所述绕组头部(15)。

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