CN1036483A - 电机转子的子槽衬里 - Google Patents

Abstract

一种U形子槽衬里置放于电机转子中的槽底。 在制作期间子槽衬里的托臂支承一叠导体和绝缘 层。子槽衬里和较低层的导体一起限定冷却剂通道， 以状气态冷却剂传输至导体。槽铠套嵌入到槽的侧 面并予以固结以克服由于子槽衬里而产生的离心加 速度。在一种实施例中槽铠套完全穿过子槽衬里的 底部。而在其它实施例中，槽铠套则分为两半，每一 半与子槽衬里相固结。

Description

本发明涉及了电机，具体讲是大型电机的励磁转子。

有一种大型电机使用了锻造的磁性材料转子，在转子中加工有若干槽用于置放相互连接的金属载流励磁导体，以产生所要求的磁通特性。这种转子是在一根轴上旋转从而产生磁通特性且与定子中的导体相互作用，这样便产生了对应转矩（在发电机中）的电力或对应输入电能的转矩。

可以在转子中产生的励磁磁通大小，受励磁导体中可承受的最大电流所制约。这种制约与励磁绕组能够经受的温度相关。通过对绕组散热的手段可使最大电流予以增加。与本发明相关的一种冷却技术是在转子子槽的通气道中流入冷却气体。该子槽位于置放绕组的槽的下面。从子槽径向朝外的流动通道经过绕组中的冷却口，以将自绕组释放出的电阻性热耗排放掉。

可用常规办法来制作具有比置放导体的主槽横截面要小的子槽。子槽和主槽之间的子槽盖支承导体，而其上的其它元件，提供了导体与地绝缘，同时提供了相对嵌入主槽的槽铠套的分界面。

转子槽的加工由于需要在每个槽中形成两种槽宽，也即置放导体的槽和较窄的子槽因而是很麻烦的。另外，子槽盖上需加工出孔，以使冷却气体经过此孔由子槽流入绕组。另外，在子槽盖上需提供嵌入主槽的槽铠套间的分界面，以及对地的电绝缘等要求，导致了这种子槽盖板在几何结构上的复杂性和生产中的高费用。

本发明的目的之一个是提供一种技术，可在电机转子的槽中构成通气道，同时克服先有技术中的缺陷。

本发明的另一个目的是提供一种用于电机转子的子槽衬里，它可替代常规电机中子槽盖的若干功能。

本发明的还有一个目的是提供一种用于电机转子的子槽衬里，其中向上开口形的端部支承置放于槽中的绕组，特别是在转子组装时。

本发明的再一个目的是提供一种用于电机转子的子槽衬里，它包括与槽铠套相面接的手段。

前面已经简单说明，本发明提供了一种U形子槽衬里，它置于电机转子槽的底部。在制作期间，子槽衬里的托架支承一叠导体和缘缘层。此子槽衬里可与低层导体一起，限定了用于将气态致冷剂传输至导体的冷却通道。槽铠套嵌入槽的侧边并予以固结以便顶住由子槽衬里所产生的离心加速度。在一种实施例中，该槽铠套是整个置于子槽衬里的下部。而另一实施例中，该槽铠套则分为两部分，每部分与子槽衬里相固结。

根据本发明的一种实施例，用于电机的转子包括，具有若干纵向槽且这些槽沿径向伸入转子，在每个槽中有若干导体，在若干导体的下部有一子槽衬里，此子槽衬里有第一和第二托臂，它们径向朝外伸向若干导体，这个子槽衬里与若干导体的最低一个限定了若干导体下面的冷却剂口，上述第一和第二托臂至少在转子组装期间支承上述若干导体，在槽和若干导体之间的槽铠套沿槽的第一和第二侧边径向伸展，另外还包括固结住槽铠套径向内侧部分以顶住离心加速度向外推动的第一手段，以及可固结住槽中若干导体以顶住离心加速度向外推动的第二手段。

本发明上述和其他目的，特性及优点将随着下文结合附图的说明更加显见。附图中相同的标号代表相同元件。

图1为表明根据先有技术的子槽盖的电机转子中槽的剖面图。

图2为表明根据本发明一种实施例的子槽衬里的电机转子中槽的剖面图。

图3为表明根据本发明另一实施例的子槽衬里的电机转子中槽的剖面图。

图4为表明根据本发明再一实施例的子槽衬里的电机转子中槽的剖面图。

图5为对应图2的转子中槽的剖面图，只是槽的底部和子槽衬里呈梯形。

参见图1，先有技术电机转子10包括了转子锻件12（仅部分示出），它含有置于其中的若干纵向槽14（仅示出其中之一）。作为参考，在图中示出了转子锻件12的外轮廓面16。

槽14包括主要部分18和子槽20。一般讲子槽20的宽度要小于主要部分18的宽度。相互之间由中间绝缘层24予以绝缘的若干导体22置于主要部分18中。子槽盖26置放于因主要部分18和子槽20不同宽度而限定的肩台28上。冷却开口30一般是置于子槽盖26中部。子槽20中的冷却气流通过冷却剂口30，并流经导体22中的常规冷却口（未示出），绝缘层24，防漏电楔creepage    block）36和朝向外廓轮面16的鸠形楔42。通常是以空气或氢气作为冷却气体。

由两半槽铠套32和34构成的槽铠套嵌入槽14中以防止导体22至转子锻件12的通地。常规的防漏电楔36置于由导体22和绝缘层24构成的叠层之上，以防止导体22至鸠形楔42的漏电。第一和第二鸠形槽38和40约束鸠形楔块42，这样当转子10在正常高速旋转时可顶住径向朝外（在图中为向上）的离心推力，从而确保槽14的所有元件保持原位不动。

子槽盖26包括支腿44和46，以防止导体22的底部导体至槽14侧面的漏电。另外，子槽盖26还有第一和第二边缘槽48和50。边缘槽48承接半槽铠套32的直角部分52的边缘。与此相似，边缘槽50承接丰槽铠套34的直角部分54的边缘。半槽铠套32的上端56适配于防漏电楔36端部的凹口58中。与此相似，半槽铠套34的上端60适配于防漏电楔36另一端的凹口62中。在其他实施例中，可省去凹口58和60，而使两半槽铠套几乎延伸至鸠形楔块42的整段距离。

两个半槽铠套32和34可以是刚性或非刚性的。刚性类的槽铠套为固化树脂粘合剂成型的纤维结合料。非刚性类的则为市场上销售的Nomex牌的非编织纸状聚酰亚胺材料。尤其在使用非刚性槽铠套时，由于离心加速度的影响，需要有防止两个半槽铠套32和34径向朝外（在图中为向上）移动的手段。如所示的实施例，这种手段是靠将直角部分52和54分别连接或粘接入边缘槽48和50中来实现的。刚性槽铠套的刚度可降低连接或粘接直角部分52和54的必要性，但是非这种连接或粘接可增强顶住离心加速度的抗拒力。

如在对本发明技术背景的说明中所指出的，图1中所示的先有技术装置要求有相对较复杂因而也是昂贵的部件来实现子槽盖26的功能。再之，子槽20应具有比主要部分18要小的宽度这一常规要求，更增加了在制作槽14的机加工的复杂程度的费用。为以示区别，可将子槽盖26的若干功能分述如下：在转子10的制作过程中支承导体22和绝缘层24，电机运转时为顶住离心加速度支承两半槽铠32和34，以及在运转时将导体22与转子锻件12绝缘。可以发现在运转时离心加速度径向朝外地推动导体22和绝缘层24。因此仅在制作期间要求有顶住向下力（径向朝里）而支承导体22和绝缘层24的功能，所施加的此向下力使导体22在转子锻件12内被压紧。于是可以发现子槽盖26的全部功能可以不同的方式来实现，且此种方式可简化机加工和组装过程，从而实现或改善所要求的功能。

现参见图2，根据本发明的一种实施例，转子64包括转子锻件66，它具有若干纵向槽68（仅示出其中之一）。可以注意到槽68从上至下为一般均匀宽度。U形子槽衬里70包括底部72，第一及第二托臂74和76。单件式槽铠套78从托臂74下面整个穿过。导体22和绝缘层24于制作期间最初是支承在托臂74和76的端部。而在使用时，则实际上无需进一步的支承。槽铠套78可随意连接或粘接到U形子槽衬里70的外侧。

U形子槽衬里70与底部导体22一起，构成了冷却剂通道80。这种经过导体22及绝缘层24的常规但未示出的冷却剂通道，允许冷却剂自冷却通道80流过所述导体和绝缘层。

还可注意到，因槽铠套78是整个穿过U形子槽衬里70的下面，从而抵消了需顶住槽铠套78径向朝外移动的力。这一点对于非刚性槽铠套是十分需要的。另外，由于槽铠套78要整个环绕导体22和U形子槽衬里70，因而防止了在图1先有技术装置中可能会遇到的对地漏电通路的问题。

根据图2的另一实施例，U形子槽衬里70可以是如铜一类的导电材料，而非绝缘材料。在此实施例中，U形子槽衬里70可作为导体。因而需要在斜?4和76与导体22的底部之间加一绝缘层（未示出）。

现参见图3，根据本发明又一实施例的转子82，包括了在其中具有若干槽86（仅示出其中之一）的转子锻件84。U形子槽衬里88含底部90及第一和第二托臂92和94。托臂92和94带有凹口96和98，两半槽铠套104和106的端部100和102将以连接，粘接或其它方式，都分别固定于上述凹口中。与前一实施例相同，U形子槽衬里88与底部导体22一起，限定了冷却剂通道108。

虽然图3的实施例没有槽铠套环绕U形子槽衬里的特点，因此需要将两半槽铠套104和106固结于U形子槽衬里88上，但在某些应用场合，可以认为这样是可行的，而将两半槽铠套104和106固结以顶住离心加速度的粘合技术是令人满意的。

现参见图4，根据本发明的还有一实施例，转子110和前一实施例相同，包括在其中有若干槽114的转子锻件112。槽铠套包含第一和第二半槽铠套116和118。U形子槽衬里120如前述实施例置放于槽114的底部。半槽铠套116的环绕部分122仅部分伸入U形子槽衬里120的下面，且以任何常规办法予以固结。与此类似，半槽铠套118的环绕部分124也仅部分伸入U形子槽衬里120的下面，仍以常规办法予以固结。在其它方面，转子110则与前几个实施例相同，因而省略了进一步的说明。

本领域的熟练技术人员可以看出，本发明的上述几种实施例，其槽中使用单一宽度并非本发明的必要限制。由于离心加速度的最大集中应力存在于槽的底部。在某些转子中，槽底应比径向的外层部分要窄，以保持此区域的较大强度。本发明的范围旨在包括这些实施例。

现参见图5，与图2所示相似，示出了转子64′的一种实施例，只是槽68′有一常规梯形底面126。U形子槽衬里70′和槽铠套78′均具这种形状，以构成呈一般梯形剖面的冷却剂通道80′。槽68′的有角部部分对于此高应力区域增大了金属的附加强度，以抵抗径向朝外的加速度。槽底部的其它形状可以是V形，拱形，带有伸出托臂的拱形和椭圆形。

结合附图，已对本发明的几种最佳实施例作了说明，可以理解本发明并非仅局限于上述的详细实施例，本领域的熟练技术人员在不超出由所附权利要求所限定的本发明主要范围之内，是可以实现若干改动或修改的。

Claims (11)

1、用于电机的转子，包括：

所述转子，在其上有若干纵槽，且这些纵槽沿径向伸入所述转子；

在所述的每个槽中有若干导体；

在所述若干导体下面有子槽衬里；

所述子槽衬里包括第一和第二托臂，它们径向朝外伸向所述若干导体；

所述子槽衬里与所述若干导体的较低一个共同限定了在所述若干导体下面的冷却剂口；

所述第一和第二托臂至少在组装所述转子时支承所述若干导体；

槽铠套在所述槽和所述若干导体之间，沿所述槽的第一和第二侧面径向延伸；

用于固定住所述槽铠套径向内侧部分以克服离心加速度产生的向外推力的第一手段；

用于固定住所述槽中若干所述导体以克服离心加速度产生的向外推力的第二手段；

2、根据权利要求1的转子，其特征在于，所述子槽衬里具有一般的U形横剖面。

3、根据权利要求1的转子，其特征在于，所述第一手段包括呈单体状，且其中部被所述子槽衬里的底部和两侧所环绕的所述槽铠套。

4、根据权利要求1的转子，其特征在于所述的第一手段包括：

所述槽铠套具有第一和第二半槽铠套;

第一手段用于将所述第一半与所述第一托臂相固结;而

第二手段用于将所述第二半与所述第二托臂相固结。

5、根据权利要求4的转子，其特征在于：用于固结的所述第一和第二手段包括粘接。

6、根据权利要求4的转子，其特征在于：用于固结的所述第一和第二手段包括将所述第一和第二半槽铠套的至少一个端部置于所述子槽衬里的下面。

7、根据权利要求1的转子，其特征在于，所述的第一手段包括：

所述第一手段包括弯曲于所述子槽衬里径向内部下面下面第一端部;而

所述第二手段包括弯曲于所述子槽衬里径向内部下面的第二端部。

8、根据权利要求7的转子，其特征在于，所述第一手段还包括将所述第一和第二半固结于所述子槽衬里的手段。

9、根据权利要求1的转子，其特征在于，所述的槽具有均匀宽度。

10、根据权利要求1的转子，其特征在于，所述的槽具有梯形的径内部。

11、根据权利要求1的转子，其特征在于，所述槽在内部的所述冷却剂口区域中予以缩小。

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