CN105934869A - 旋转电机的转子 - Google Patents

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CN105934869A CN201580005410.8A CN201580005410A CN105934869A CN 105934869 A CN105934869 A CN 105934869A CN 201580005410 A CN201580005410 A CN 201580005410A CN 105934869 A CN105934869 A CN 105934869A
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克里斯托夫·巴尔策
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Abstract

本发明涉及一种旋转电机的转子(1)。转子(1)包括：转子叠片组(3)，其具有平行于转子(1)的旋转轴线延伸的槽(5)；和与槽(5)相对应的产生磁极的转子组件(7)，其中在每个槽(5)中布置一个转子组件(7)。此外，在槽(5)中，在其槽底(11)的范围中，平行于旋转轴线地在槽(5)的整个纵向延展上延伸有至少一个冷却通道(15)，以用于引流冷却介质。

Description

旋转电机的转子
技术领域
本发明涉及一种旋转电机的转子。
本发明尤其涉及一种旋转电机的转子，其具有转子叠片组，转子叠片组具有轴向延伸的槽，在槽中布置有产生磁极的转子组件，特别是绕组杆或是永久磁体。在电气运行中，转子发热并因此被冷却。为了冷却转子，尤其使用轴向或径向的通风装置。径向通风的转子的转子叠片组具有径向的冷却缝隙，径向的冷却空气通过该冷却缝隙被引导，冷却空气将来自转子叠片组和产生磁极的转子组件的热量排出。在轴向通风的转子中则取消这种冷却缝隙。取而代之的是在转子叠片组中设置轴向的冷却通道，冷却空气能够穿过这些冷却通道流动。这种过程被称为贯流通风。
背景技术
DE 102008002299 A1公开了一种发电机的转子，转子具有布置在转子锻件(Rotorballen)中的轴向槽，其具有在该轴向槽中轴向延伸的导体杆，导体杆分别具有两个平行的轴向冷却通道。
US 2011/0133580 A1公开了一种具有定子的旋转电机，在定子中在定子的中心轴线的方向上延伸有至少一个用于冷却介质的冷却通道。
DE 287 182 C公开了一种电机的交流电导体，其具有减少的电流位移，交流电导体嵌入到有效的铁的槽中并具有离心的空心通道，其按照槽底布置。
EP 2 398 129 A1公开了一种具有定子的发电机，其具有用于定子绕组的槽，冷却通道在其下方延伸。
WO 2004/017490 A1公开了一种电机的转子，在转子中，转子激励绕组的轴向导体(3)放入转子体中的轴向槽(6)中，并且通过布置在边缘的部件来抵抗在运行时出现的力。在导体中也能够延伸有冷却通道。
US 3 621 315 A公开了一种用于同步电机的减震绕组，同步电机带有用于减震绕组的槽，并且在槽中延伸有冷却管。
CH 397 842 A公开了一种用于同步电机的双层减震绕组，同步电机具有位于槽中的杆，杆包含至少一个冷却气体通道。
GB 21822 A公开了一种电机的定子或转子，其具有布置在槽内的导体和冷却通道。
发明内容
本发明基于以下目的，提供旋转电机的特别是在冷却方面得到改进的转子。
根据本发明，该目的通过权利要求1的特征来解决。
本发明的有利设计方案是从属权利要求的内容。
旋转电机的、根据本发明的转子包括：转子叠片组，其具有平行于转子的旋转轴线延伸的槽；以及与槽相对应的产生磁极的转子组件。在此，在每个槽中都布置有产生磁极的转子组件，并且，在每个槽中在其槽底的范围中，平行于旋转轴线地在槽的整个纵向延展上延伸有至少一个冷却通道，以用于引流冷却介质。
通过在槽内延伸的冷却通道，热量直接从转子的以下区域排出，在该区域中有产生磁极的转子组件。转子的这种冷却方式有利地考虑到了，转子中的热量首先在该转子组件的区域中产生并且因此从该区域的直接排出热量引起对转子的特别有效的冷却。特别地，这与具有在转子叠片组内轴向布置的冷却通道的已知冷却系统相比改进了转子的冷却，已知冷却系统的冷却通道不与产生磁极的转子组件直接接触，从而在产生磁极的转子组件处产生的热量经由对流首先传递到转子叠片组的围绕该转子组件的区域，并且然后必须通过转子叠片组引向冷却通道，由此延长了到达冷却通道的热传递路径并且阻碍了制冷效果。
总体来说，本发明改进了转子的冷却并且由此也实现了转子的轴向延长，因为转子的长度受到能排出的损耗热量的限制并且因此通过改进转子的冷却而能够被扩展。
在此，每个产生磁极的转子组件的在槽底侧的端部段构造成冷却接片，冷却接片朝向包含该转子组件的槽的槽底伸展并经由槽的整个纵向延展延伸，从而在槽中，在冷却接片的每一侧上都产生用于形成一个冷却通道的空腔。
由此，有利地以简单的且进而成本低廉的方式、即仅仅通过构造产生磁极的转子组件就在每个槽中生成了冷却通道。在此，将产生磁极的转子组件的端部段构造成朝向槽底伸展的冷却接片还有利地稳定了该转子组件在槽中的布置并且此外有利地扩大了其有效冷却表面。
本发明的设计方案提出，槽分别具有一个朝向转子外侧的槽开口，其中槽开口比位于转子叠片组内部的槽部段窄。在此优选地，除了冷却通道和槽开口之外，每一个产生磁极的转子组件完全填充包含其的槽。由此，产生磁极的转子组件有利地在槽中被保持和稳定。
本发明的其他设计方案提出，每一个产生磁极的转子组件或者构造为绕组杆、例如成型的铜杆，或者构造为永久磁体。
此外，本发明还提出将根据本发明的转子特别地应用为螺旋桨吊舱的旋转电机的转子，螺旋桨吊舱也被称为Pod驱动器。
根据本发明的转子的这种应用尤其对于螺旋桨吊舱直接位于水中的水上交通工具的螺旋桨吊舱而言是有利的，因为对此而言窄形构造的转子在流动技术上是特别有利的，并且本发明出于上面已述的原因而实现了更长的、且进而在同等功率下更窄的转子。在此有利地充分利用了：螺旋桨吊舱的轴向长度与其直径不同地不会妨碍流体动力的效率。
附图说明
结合下面根据附图详细阐述的对实施例的说明，本发明的上述特性、特征和优点以及如何实现这些的方式和方法更清晰易懂。在此示出：
图1以横截面示意地且截面地示出旋转电机的转子的第一实施例，并且
图2以横截面示意地且截面地示出旋转电机的转子的第二实施例。
彼此对应的部分在附图中配有相同的参考标号。
具体实施方式
图1示意地并且以截面示出旋转电机的转子1的第一实施例，该图示以具有与旋转轴线正交的截面平面的横截面示出。旋转轴线定义了和它平行的轴向方向。
转子1具有转子叠片组3，其具有与旋转轴线平行地延伸的槽5。在每一个槽5中都布置有一个与槽5相对应的产生磁极的转子组件7，其在槽5的整个纵向延展上延伸。
每个槽5分别具有一个朝向转子1的外侧的槽开口9，其中槽开口9比位于转子叠片组3内部的槽部段窄。
每一个产生磁极的转子组件7的在槽底侧的端部段构造成冷却接片13，冷却接片朝向包含该转子组件7的槽5的槽底11伸展并经由槽5的整个纵向延展延伸，从而在槽5中，在冷却接片13的每一侧上都产生空腔，其形成了用于引流冷却介质的冷却通道15。
除了冷却通道15和槽开口9之外，每一个产生磁极的转子组件7都完全填充了包含其的槽5，并且产生磁极的转子组件例如构造成绕组杆、尤其成型的铜杆或是永久磁体。
FIG 2示意地且以截面示出了旋转电机的转子1的第二实施例，该图示以具有与旋转轴线正交的截面平面的横截面示出。
该实施例与图1示出的第一实施例的区别仅仅在于产生磁极的转子组件7的构造，以及在于在每一个槽5中都布置了冷却通道管17。
每一个冷却通道管17都布置在槽5的槽底11处，其与旋转轴线平行地在槽5的整个纵向延展上延伸，并且平坦地抵靠在槽底11处以及抵靠在布置于槽5中的转子组件7处。为此，每一个转子组件7都具有转子组件槽19，该槽部分周向地包围了冷却通道管17，并且冷却通道管17的外表面在槽底侧的部分对应于槽5的槽底11的形状。
在图2示出的实施例中，每一个冷却通道管17都构造成具有圆形横截面的空心圆柱体。相应地，槽5的槽底11和转子组件槽19在与旋转轴线正交的平面中具有半圆形的轮廓，其半径对应于冷却通道管17的圆柱形外表面的半径。
冷却通道管17优选由与转子组件7一样的材料制造，例如由铜制造，并且冷却通道管还定义了贯穿其延伸的冷却通道15，以用于引流冷却介质，例如引流水、油或空气。
尽管本发明在细节上已经通过优选的实施例进行了详细阐述和说明，但本发明并不局限于已公开的示例，并且本领域技术人员能够由此推导出其他变体，而不离开本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种旋转电机的转子(1)，包括
-转子叠片组(3)，所述转子叠片组具有平行于所述转子(1)的旋转轴线延伸的槽(5)，
-与所述槽(5)相对应的产生磁极的转子组件(7)，
-其中在每个所述槽(5)中都布置一个产生磁极的所述转子组件(7)，
-并且，在每个所述槽(5)中，在所述槽的槽底(11)的范围中，平行于所述旋转轴线地在所述槽(5)的整个纵向延展上延伸有至少一个冷却通道(15)，以用于引流冷却介质，
其特征在于，每个产生磁极的所述转子组件(7)的在槽底侧的端部段构造成冷却接片(13)，所述冷却接片朝向包含该转子组件(7)的槽(5)的槽底(11)伸展并经由所述槽(5)的整个纵向延展延伸，从而在所述槽(5)中，在所述冷却接片(13)的每一侧上都产生用于形成一个所述冷却通道(15)的空腔。
2.根据权利要求1所述的转子(1)，其特征在于，每个所述槽(5)分别具有一个朝向所述转子(1)的外侧的槽开口(9)，其中，所述槽开口(9)比位于所述转子叠片组(3)内部的槽部段窄。
3.根据权利要求2所述的转子(1)，其特征在于，除了所述冷却通道(15)和所述槽开口(9)之外，每个产生磁极的所述转子组件(7)都完全填充包含所述转子组件的所述槽(5)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的转子，其特征在于，每个产生磁极的所述转子组件(7)都构造成绕组杆。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其特征在于，每个所述绕组杆都构造为成型铜杆。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的转子，其特征在于，每个产生磁极的所述转子组件(7)都构造成永久磁体。
7.一种具有旋转电机的螺旋桨吊舱，所述旋转电机具有根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)。
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