CN107431399B - 用于电力机械的轮 - Google Patents

Abstract

一种电力机械的轮，包括通过辐条(111)连接的轮毂和轮辋(115)，轮辋(115)由组装在一起的层状金属片元件(110)形成。还公开一种包括所述轮的电力机械。

Description

用于电力机械的轮

技术领域

本发明整体涉及电力机械。

背景技术

该部分说明有用的背景信息，但不承认这里描述的任何技术代表本领域的现状。

在电力机械中，定子和转子轮结构必须一起工作以抵抗作用于其接面上的大的力。由于为了优化效率必须使气隙保持很小，所述结构必须将径向变形保持在绝对最小。此外，动态性能很重要。特别是，随着发电机直径变大，所述结构的动态响应和质量越来越成问题。

发明内容

根据本发明的第一示例方面，提供一种电力机械的轮，包括：

通过辐条连接的轮毂和轮辋，

轮辋通过组装在一起的层状金属片元件形成。

所述轮例如可以是转子或定子轮。

在一些示例实施方式中，层状金属片元件包括重叠部分，使得第一层状金属片元件包含在相邻层状金属片元件之间延伸的部分。

在一些示例实施方式中，层状金属片元件组装在一起，形成交错结构。

在一些示例实施方式中，个体层状金属片元件包括形成至少一个辐条和一部分轮辋的附接在一起的多个金属片层。

在一些示例实施方式中，由个体金属片元件形成的辐条的数目为两个。

在一些示例实施方式中，轮包括能够使轮的径向变形最小的结构。

在一些示例实施方式中，轮使用斜的辐条和轮辋体系以利用最小重量提供良好静态结构性能。在一些示例实施方式中，辐条是斜的并且从轮毂切向离开。

在一些示例实施方式中，层状金属片元件用来形成轮面的辐条和轮辋。

在一些示例实施方式中，层状金属片元件由钢制成。

在一些示例实施方式中，层状(堆叠)钢片元件在受约束时通过由层之间的摩擦造成的垂直于堆叠的结构阻尼的增加建立结构完整性。通过使用层状金属片元件，能够建立牢固的辐条-轮辋轮结构而不用将过厚的钢元件焊接在一起。

根据本发明的第二示例方面，提供一种电力机械，其包括第一方面或其任意实施方式所述的轮。

根据本发明的第三示例方面，提供一种电力机械，其包括通过辐条附接到轮毂的第一轮和通过辐条附接到轮毂的第二轮，其中，所述第一轮和第二轮中的至少一者包括由组装在一起的层状金属片元件形成的轮辋和辐条，并且其中所述第二轮围绕第一轮放置。

在一些示例实施方式中，所述第一轮和第二轮都包括由组装在一起的层状金属片元件形成的轮辋和辐条。

所述电力机械例如可以是发电机或电力马达。

前面已经示出了本发明的不同的非限制示例方面和实施方式。前面的实施方式只用来解释在本发明的实施中可用的选择方面或步骤。一些实施方式可能仅参考本发明的某些示例方面呈现。应当认识到对应的实施方式也可适用于其他示例方面。

附图说明

将参照附图描述本发明的一些示例实施方式，其中：

图1显示根据一种示例实施方式的电力机械的轮的视图；

图2-4显示图1的轮的一些部分；

图5显示根据一种示例实施方式的轮辋组件；

图6-7显示图1的轮的一些结构细节；

图8显示一种示例实施方式的结构变形；和

图9显示根据一种示例实施方式的电力机械。

具体实施方式

在下面的描述中，相同的附图标记表示相同的元件或步骤。

图1显示根据一种示例实施方式的电力机械、例如电力马达或发电机的轮的视图。轮100包括通过辐条111连接的轮毂105和轮辋115。轮辋115由组装在一起的层状金属片元件110、110’形成。

金属片元件110、110’被堆叠以形成具有辐条111和轮辋115的轮面120。一对轮面120附接到轮毂105(轮毂板的一侧上一个，例如内轮毂板，或类似)，从而得到轮结构侧130。一对轮结构侧130、130’在轮毂105限定的间隔处隔开。圆形阵列的横管140在轮辋115处连接两个轮结构侧130、130’以形成完整的轻质的轮结构(横管140还保持层状金属片元件110、110’就位)。该结构利用在轮结构侧130、130’之间延伸的内部十字支撑(支撑带150)轴向加强。

间隔件(图1中未显示)就座在轮结构侧130的所述对轮面120之间(并且分别就座在轮结构侧130’的所述对轮面之间)，与辐条111一致，以保持通过轮毂(或轮毂板)105建立的间隔。间隔件例如可以是聚合材料(像高密度聚乙烯)以在轮100的轴向方向上引入结构阻尼。

图2-4显示轮100的一些部分的侧视图。

图2显示包括用于将层状金属片元件110、110’附接到轮毂105的附接点1051(例如孔)的轮毂105的侧视图。

图3显示层状金属片元件110(或110’，分别地)的侧视图。元件110形成整个轮100的一部分。

层状金属片元件110包括轮辋115的一部分(以下表示为轮辋部分115)和至少一个辐条111。在该示例实施方式中，元件110所包括的辐条111、111’的数量典型地为两个。两个辐条111、111’在元件110的朝着轮毂105指向的端部中的公共点处开始。辐条111、111’分离地延伸(由如字母“V”的角度分开)以在相应的点处遇到轮辋部分115，由此在它们之间形成三角形(由相邻的辐条111、111’和轮辋部分115限定)。

元件110在元件110的朝着轮毂105指向的端部中包括附接点1101(例如孔)，用于将元件110附接到轮毂。元件110还在轮辋部分115中包括附接点1102(例如孔)，用于将横管140附接到轮辋部分115。

将轮100的各部分附接在一起的方式取决于实施。例如可以使用栓接、铆接、捆扎、焊接和/或无铆钉连接。

图4显示了轮面120的侧视图。这里的轮结构使用辐条式轮体系。然而，辐条111、111’并不与轮毂105垂直向外辐射。相反，它们是斜的并从轮毂105切向离开。这种取向使得轮结构能够在轮辋受到切向力和径向力这两者时利用非常轻的重量提供良好的静态结构性能。

图5显示根据一种示例实施方式的轮辋组件。如前面提到的，描述的轮100包括组装(或附接)在一起的层状金属片元件110、110’。金属片元件的分层向结构引入阻尼，特别是在轴向方向上。

层状金属片元件可形成轮辋115和辐条111、111’这两者，或者在一些示例实施方式中，只形成(外)轮辋115。元件110、110’形成重叠部段使得元件110’包含在相邻元件110之间延伸的部分。每个层状金属片元件110、110’通过堆叠的金属片层(例如钢片层)形成。相邻元件110、110’的层在轮辋115处以交错方式附接在一起。层之间的摩擦建立结构完整性。层之间的相互作用以及得到的与堆叠垂直的阻尼的增加提供改善的动态性能。

在图5的示例中，元件110、110’中的层的数量为5个。相邻元件110和110’之间的基本界面表示为“A”，更深地定位在元件110的区域内的延伸界面表示为“B”。元件110和110’的第一、第三和第五层在界面A处相遇，而元件110’的第二和第四层在元件110的第一、第三和第五层之间延伸直到它们在延伸的界面B处遇到元件110的第二和第四层。

图6和7显示一种示例实施方式中公开的轮100的某些结构细节。

图6显示由通过螺栓670附接到相应的轮毂板105的两侧的金属片层制成的辐条111、111’。

图7显示放置在第一轮结构侧130的轮面120之间以及另一轮结构侧130’的轮面120’之间的间隔件780。

图8显示了具有如前面描述的斜辐条的轮结构类型中的结构变形。施加径向磁力引起轮结构的外轮辋向外变形。施加切向力将轮辋拉回原位。以同样的方式，远离切向力倾斜外转子的辐条将其外径向外拉，与磁力的向内拉相反，这也造成更少的整体径向变形。由径向力和切向力造成的辐条变形结合起来产生具有最小径向位移的结果。

图9显示根据一种示例实施方式的电力机械。电力机械900包括通过辐条附接到轮毂905(例如附接到内轮毂板)的第一轮901和通过辐条附接到轮毂905(例如附接到外轮毂板)的第二轮902。第二轮902围绕第一轮901放置。两者之间具有所需的气隙。第一轮和第二轮是公开的类型。因此，第一轮和第二轮包括由组装在一起的层状金属片元件形成的轮辋和辐条。

在一些其他实施方式中，其中一个轮不同地形成。例如，它可以完全不具有辐条-轮辋体系，或者此轮的辐条和/或轮辋不需要由层状金属片元件形成。

已经呈现了多种实施方式。应当理解，在本文中，词语“包括”、“包含”均用作开放式表达，没有排他目的。

不限制专利权利要求的范围和解释，下面列出这里公开的一个或多个示例实施方式的一些技术效果：一个技术效果是用于低速电力机械的转子和定子使用的轻质层状钢片轮结构。另一技术效果是该层状金属片体系不需要建立大型轮结构通常需要的深结构焊缝。因此，消除了与结构的预期寿命上焊缝处的疲劳开裂和失效有关的问题，降低了制造成本。另一技术效果是由层状金属片元件之间的摩擦造成的建立了结构完整性的结构阻尼的增加。

通过本发明的特定实施和实施方式的非限制性示例，前面的描述提供了发明人目前想到的用于实施本发明的最佳模式的全面和有益的说明。然而，本领域技术人员将清楚，本发明并不限于前面呈现的实施方式的细节，而是可以以其他实施方式实施，使用等同方式或者不同实施方式的组合，而不脱离本发明的特征。

此外，本发明的前面公开的实施方式的一些特征可以在不对应地使用其他特征的情况下有利地使用。因此，前面的描述应当被认为仅仅是本发明的原理的说明而不是其限制。因此，本发明的范围只受所附的权利要求的限制。

Claims (9)

1.一种电力机械的轮，包括：

通过辐条连接的轮毂和轮辋，其特征在于

所述轮辋通过组装在一起的层状金属片元件形成，其中，个体层状金属片元件包括多个堆叠的金属片层，并且其中每个所述堆叠的金属片层形成一部分所述轮辋和至少一个辐条。

2.如权利要求1所述的轮，其中，所述层状金属片元件包括重叠部分，从而第一层状金属片元件包括在相邻层状金属片元件之间延伸的部分。

3.如权利要求1所述的轮，其中，所述层状金属片元件组装在一起形成交错结构。

4.如任一项前述权利要求所述的轮，其中，所述层状金属片元件中的层数为5。

5.如权利要求4所述的轮，其中，由所述个体金属片元件形成的辐条的数目为两个。

6.如权利要求1-3中任一项所述的轮，其中，所述辐条是斜的并且所述辐条从轮毂切向离开。

7.如权利要求1-3中任一项所述的轮，其中，所述层状金属片元件由钢制成。

8.一种电力机械，包括任一项前述权利要求所述的轮。

9.一种电力机械，包括通过辐条附接到轮毂的第一轮和通过辐条附接到轮毂的第二轮，其中，所述第一轮和第二轮中的至少一者包括根据权利要求1-7中任一项所述的轮，并且其中所述第二轮围绕第一轮放置。

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