CN104685770A - 交流发电机转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交流发电机转子，包括：极轮电感器绕组、励磁涂层及电子电路，该电子电路用于将电力从该励磁涂层供应至该极轮电感器绕组，该转子的特征在于，电子供电电路包括由绝缘材料制成的基板及由所述基板支承的传导轨道，这些轨道将励磁导体连接至端子，该电子供电电路的电子部件插入到该端子中并被机械地锁定就位。

Description

交流发电机转子

技术领域

本发明涉及交流发电机，并且更具体地，涉及交流发电机转子。

背景技术

在工业发电机组中使用的绝大多数已知的交流发电机都是“无刷”型的，其装配有电磁励磁系统和主机。因此，有必要将电子供电电路、特别是整流器布置在励磁电枢与主机的一组极轮磁场绕组(polar wheelfield windings)之间，从而为极轮供应直流电。

已知的旋转整流器由在基本壳体中的二极管组成，这些二极管具有不同的形式，以使它们形成三相整流器电桥的方式连接。这些二极管被组装并连接在具有不同形式的轴承上，这些轴承关于交流发电机的金属块提供电绝缘并且提供从励磁电枢的绕组到极轮的绕组的连续性。

构造和/或组装这种整流器除了需要使用二极管之外，还需要使用许多不同的部件，例如电线和绝缘体、连接部件和固定件。

专利申请US2010/0283357描述了一种交流发电机转子，其具有整流器，该整流器包括被保持在整流器的传导环的内表面与塑料传导叶片的凸起部之间的二极管。

此外，由于二极管是具有有限的用以耐受电流的能力的部件，因此它们被包括在交流发电机的需要日常维护的那些部件中。由于为了取出二极管，来自励磁电枢的输入、通向极轮的输出以及固定件通常都不得不被断路，因此已知的安装方法和连接方法都需要相对长的断路时间和移除时间。

需要简化用于交流发电机的这组极轮磁场绕组的电子供电电路的安装，并且需要使得交流发电机电子部件的维护变得更为容易。

发明内容

本发明旨在依靠一种交流发电机转子来满足该需要并且实现该目的，该交流发电机转子包括：

-一组极轮磁场绕组，

-励磁电枢，及

-电子供电电路，其将电力从该励磁电枢供应至这组极轮磁场绕组，

该转子的特征在于，该电子供电电路包括由绝缘材料制成的轴承及由述轴承保持的传导轨道，这些轨道将励磁导体连接至端子，该电子供电电路的电子部件插入到该端子中并在该端子中被机械地锁定就位。

依靠本发明，电子部件可易于为了更换和/或检测而从转子上移除，从而使得交流发电机更容易维护，并且不需要对该连接进行干涉。

该轴承可由绝缘塑性材料制成，例如由诸如聚酰胺之类的热塑性材料制成。

这些端子可与该传导轨道的至少一部分成整体地制成。这些端子可由此构成快速接通型的连接器，优选地为凹形的，该电子部件设置有快速接通型的互补连接器，优选地为凸形的。这些端子可以特别是通过弯曲用于制成该传导轨道的金属制成，所述金属已经从薄片上被切除掉。

在替代形式中，取决于市场上可获得的部件，可利用其它类型的连接器。

呈连接器形式的端子的使用使得该电子供电电路的部件能够通过插入轴承中而被简单地且紧固地安装在该轴承上。插入的方向优选地平行于该转子的旋转轴线。

传导轨道可电连接至诸如双头螺栓之类的插件，从而允许缆线端子的连接，该缆线端子例如连接至这组极轮磁场绕组的缆线。该传导轨道例如制造有加宽部，螺栓穿过该加宽部。这些螺栓可通过包覆模制固定至该轴承。可在该螺栓上安装压敏电阻器，该压敏电阻器安装在印刷电路上，在DC总线的+端子与-端子之间用作电压限幅器，以便保护二极管免于在某些使用条件下返回电压峰值。

在电子供电电路中的电子部件的数量和类型可根据本发明的多种实施方式而变化。

这些电子部件可为二极管电桥，在这种情况中，它们优选地为单相的。励磁电枢有利地为三相的且是双绕组的，二极管电桥则与每个相位相关联。二极管电桥可被互连以获得三相双整流器。

由此，在本发明的一种实施方式中的电子电力供给电路包括三种电子部件，每种电子部件由单相的二极管电桥构成。每个电桥包括四个二极管，这四个二极管具有相对较低的额定功率并且因此具有较低的成本。与双重三相整流器相结合的励磁电枢的三相绕组的加倍意味着尽管二极管具有较低的个体额定功率，但可将高强度的DC电流输送至极轮，并且这是特别有利的。

电子部件在端子中的机械锁定可通过栓接来实现。优选地，诸如双头螺栓之类的插件永久地存在于轴承上，并且这些部件具有套在对应的螺栓上的开口，随后将螺母装配到该螺栓上。该螺栓可通过包覆模制而被固定至轴承。

传导轨道可通过包覆模制而被保持在轴承上。作为一种替代方式，这些轨道可通过该轴承的浮凸部而被保持住，从而被附加至该轴承。

该轴承可通过模制热塑性材料而制造为单个工件。

在替代形式中，该轴承以多个工件制成，例如基部和盖。可在该基部中形成路径以容置传导轨道，这些传导轨道特别是由该基部的浮凸部而被保持在适当位置中。

轴承的盖有利地包括开口，这些开口以使得能够从外部触及意欲用于锁定电子部件的端子和双头螺纹的方式布置。盖中提供通向端子的通道的开口可通过朝向插置轴线及端子会聚而具有促进插置操作的倾斜的小平面。

这些端子可被容置在设置于轴承上的壳体中，并且由与该轴承一起模制的壁限定。这些壳体在端子为快速接通型时优选地具有矩形截面，用于传导轨道通过的至少一个槽连接至端子。

该轴承优选地以使得能够从外部触及这些端子的方式放置在转子上，从而使得能够容易地装配和移除电子部件。

该轴承优选地放置在励磁电枢的面上，端子向外伸出。

该轴承可通过螺钉而被保持在适当位置中，该螺钉例如旋入到励磁电枢的磁性叠层结构中。

在本发明的另一方面中，本发明涉及一种包括如上文中限定的根据本发明的转子的交流发电机。

附图说明

通过阅读下文中对本发明的一些非限定性实施方式进行的详细说明并通过研读所附附图，可更好地理解本发明，附图中：

-图1为根据本发明的一个示例的电路的示意图。

-图2为根据本发明的转子的示意性的局部立体图。

-图3至5示出了根据本发明的多种元件在轴承上的安装。

-图6示出了根据本发明的供电电路的实施方式的替代形式。

具体实施方式

图1中示意性地描绘的根据本发明的交流发电机转子6包括一组极轮磁场绕组4、励磁电枢2、及电子供电电路3，该电子供电电路3将电力从励磁电枢2供应至这组极轮磁场绕组4。

在所描绘的示例中，励磁电枢2为三相的且是双绕组的，但它可具有不同数量的相位和不同的布置。

在所描绘的示例中，电子供电电路3包括三个电子部件3a、3b、3c，每个电子部件由包括四个二极管10的单相的二极管电桥组成。

每个二极管电桥与励磁电枢2的一个相位相关联，这三个电桥如图1中所示地彼此互连。特别地，在一个电桥中首尾相连地安装的两个二极管具有连接至一个相位的绕组31的一个端子的共同的接合处，并且这两个二极管在它们相应的-输出端10b和+输出端10c上输送到直流(DC)总线30a、30b上，该DC总线30a、30b连接至这组极轮磁场绕组4。

如图2中所示，电子供电电路3包括轴承5，该轴承5由绝缘材料制成，有利地由热塑性材料制成，该轴承5特别地支承电子部件3a、3b、3c。

供电电路3包括传导轨道9，该传导轨道9将双头螺栓13连接至端子11，如图3中所示。

在图4中未示出的并且被连接至这组极轮磁场绕组4的缆线的缆线端子固定至该螺栓13。

支承压敏电阻器15的印刷电路可以与所述缆线端子成120°地固定至该螺栓13，其中，该压敏电阻器15在图4中是可见的并且设置有用于螺栓13通过的孔15a。

如图2中所示，轴承5优选地以使得能够从外部触及端子11的方式布置在励磁电枢6的外表面上，从而使得容易地装配和移除电子部件3a、3b、3c。

轴承5由螺杆19保持在该励磁电枢上，该螺钉19例如旋入到构成转子的磁块的叠层结构中。

在被考虑的示例中，通过切割并弯曲例如由铜或传导合金制成的传导金属片而与轨道9的至少一部分一起成整体地制造出端子11。

端子11优选地为凹形的快速接通型的，其包括两个朝向彼此折叠的翼，以接收由部件3a、3b和3c承载的凸形的快速接通型的连接器12。

轨道9还可连接至构成图1的简图中的接合处10a的凸形连接器并且连接至励磁电枢2的缆线。该连接可通过将绕组线焊接至该连接器来实现。

轨道9可以多种方式保持在轴承5上，例如如在图2至4的示例中那样通过包覆模制而被保持在轴承5上。在那种情况中，螺栓13及端子11和10a从轴承5的热塑性材料上伸出。可穿过轴承5形成孔穴32，以节省热塑性材料并且减轻该轴承的重量。

在图6中所示的替代形式中，轨道9以不同于通过包覆模制的某一其它的方式被保持在轴承5上，特别是如将在下文中更为详细地描述的那样通过浮凸部16而被保持在轴承5上。

端子11以使得可通过例如平行于如在所示示例中的转子的旋转轴线的平移移动而将电子部件3a、3b、3c插入的方式布置。

部件3a、3b和3c被机械地锁定在端子11上、处于适当位置中。

如所示，该锁定可通过利用设置在端子之间的双头螺栓36并通过利用穿过部件3a、3b或3c的壳体制成的对应的开口37而实现。螺母17被旋到螺栓36上以将部件3a、3b和3c保持在适当位置中。

在图3至5的示例中，轴承5为单片式的。

在图6中所示的替代形式中，轴承5制成为具有基部5a和盖5b，该基部5a和该盖5b都通过模制而由热塑性材料制成。

为基部5a模制出路径以容置并引导该传导轨道9。这些路径具有用于保持轨道9的浮凸部16，这些浮凸部16例如在平行于转子的旋转轴线的平面中为扁平的，这与图3的示例中的是不同的，在图3的示例中，轨道在于端子11之间行进的部分38的大部分上被定向成使得它们的平面垂直于旋转轴线。

浮凸部16例如呈平行于旋转轴线的销的形式。

从图6中可看到，壳体壁40可与基部5a一起模制、处于端子11的周围，该壳体具有矩形截面，该矩形截面具有用于轨道9的通过的通向外部的一个或更多个槽41。

轴承5的盖5b包括以使得双头螺栓13可从该盖向外伸出的方式布置的开口45、用于连接器10a的开口46、及凸台48，这些凸台48设置有用于接通端子11的开口49。这些开口49可由小平面50限定，这些小平面5朝向端子11和插置轴线会聚。盖5b可模制有螺栓52，这些螺栓52装配到基部5a中的对应的开口53中，并且螺钉19穿过该螺栓52。

本发明并不限于刚才已经描述的示例。

尽管将电力供应至这组极轮磁场绕组的电子供电电路在所示示例中为整流器，但可采用除二极管电桥之外的部件，例如，晶体管和/或射频通信或调节模块，例如通过利用PWM控制器对这组极轮磁场绕组进行供电是可能的。

可使用除快速接通型的连接器之外的连接器。

双头螺栓13可以其它类型的插件代替。

传导轨道9可以除通过切掉之外的一些方式制成，例如，通过利用电化学蚀刻制成，该轴承5包括印刷电路。

该转子可为除三相转子之外的多相的且同时保持双绕组的转子，使得每个相位与整流器电桥相关联，该电桥的每个半部均提供该相位的一个绕组的电压的全波整流。

Claims (13)

1.一种交流发电机转子(6)，包括：

-一组极轮磁场绕组(4)，

-励磁电枢(2)，以及

-电子供电电路(3)，所述电子供电电路(3)将电力从所述励磁电枢(2)供应至所述一组极轮磁场绕组(4)，

所述转子(6)的特征在于，所述电子供电电路(3)包括由绝缘材料制成的轴承(5)及由所述轴承保持的传导轨道(9)，这些轨道(9)将励磁导体连接至端子(11)，所述电子供电电路(3)的电子部件(3a、3b、3c)插入到所述端子(11)中并在所述端子(11)中被机械地锁定就位。

2.根据前一权利要求所述的转子，所述端子(11)与所述传导轨道(9)的至少一部分成整体地制成。

3.根据权利要求1所述的转子，所述端子(11)构成快速接通型连接器，优选地为凹形的快速接通型连接器，所述电子部件(3a、3b、3c)设置有互补的快速接通型连接器(12)，优选地为凸形的快速接通型连接器。

4.根据权利要求1所述的转子，所述传导轨道(9)与用于附接连接至所述交流发电机的缆线的缆线端子(14)的双头螺栓(13)电接触，所述交流发电机的缆线优选地为连接至所述一组极轮磁场绕组(4)的缆线。

5.根据权利要求1所述的转子，所述电子部件(3a、3b、3c)为二极管电桥，优选地为单相的二极管电桥。

6.根据权利要求1所述的转子，所述励磁电枢(2)为多相的，特别是三相的，并且为双绕组的，单相二极管电桥与每个相位相关联，所述二极管电桥是互连的，并且优选地输送到直流总线(30a、30b)上。

7.根据权利要求1所述的转子，所述电子部件(3a、3b、3c)的所述机械锁定通过栓接来执行，特别是通过利用固定至所述轴承(5)的螺栓(36)栓接来执行。

8.根据权利要求1所述的转子，所述传导轨道(9)通过热塑性材料的包覆模制而被保持在所述轴承(5)上。

9.根据权利要求1所述的转子，所述传导轨道(9)以除通过包覆模制之外的某一方式而被保持在所述轴承(5)上，特别是通过利用所述轴承的浮凸部(16)而被保持在所述轴承(5)上。

10.根据权利要求1所述的转子，所述轴承(5)设置在所述励磁电枢(6)的端面上，所述端子(11)向外伸出。

11.根据权利要求1所述的转子，所述轴承(5)呈基部(5a)和盖(5b)的形式制成，所述盖(5b)包括开口(45、46、49)，在所述轴承(5)的所述基部(5a)中形成有路径以保持所述传导轨道(9)。

12.根据权利要求1所述的转子，所述传导轨道(9)的端部被容置在所述轴承(5)的所述基部(5a)中的壳体中，这些壳体特别是由与所述轴承一起模制的壁(40)形成。

13.一种包括根据权利要求1所述的转子(6)的交流发电机。