CN1363978A - 用于旋转电机的转子 - Google Patents

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J·布雷默
W·梅斯特斯
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Abstract

本发明涉及一种用于旋转电机比如涡轮发电机上的转子(1)。所述转子(1)具有一个转子绕组(7),所述绕组转子(7)具有若干在切线方向上并排布置的区域。在每个区域中,若干导线棒(4)在径向方向上互相堆叠起来。所述导线棒(4)与转子纵向轴(3)平行延伸。每个区域中都有一个轴向通风道(5)和若干与之相连通的径向通风孔(6)。所述通风道(5)布置在导线棒(4)的径向内侧,并且与转子纵向轴平行的方向延伸。所述通风孔(6)在轴向方向上互相间隔,并且穿过导线棒(4)径向延伸。为了改进转子的生产,在导线棒(4)中的通风孔(6)都是由圆柱形通孔形成的,处于一个区域中的互相堆叠起来的导线棒(4)中的所述通孔彼此径向对齐布置。

Description

用于旋转电机的转子
                         技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分所述特征的用于旋转电机的转子，比如用于涡轮发电机。本发明此外还涉及一种制造这种转子的方法和实施这种方法的装置以及对实施这种方法的装置的使用。
                         背景技术
在JP-A O 900 95 42(摘要)中公开了这样一种装备有转子绕组的转子，所述的转子绕组具有若干沿切线方向并排布置的区域，在各区域中若干个导线棒在径向方向上互相堆叠起来。此外每个区域都有一个轴向通风道和若干与此相连通的径向通风孔。这个通风道布置在转子上，在导线棒的径向内侧，并且沿着与转子纵向轴平行的方向延伸。通风孔在轴向方向上彼此间隔，并且穿过导线棒径向延伸。在此处通风孔被设计成切口或者长形孔，并且在轴向上延伸。
这种通风道同与之相连通的通风孔一起实现了转子或者转子绕组的冷却，其中从轴向外侧引入到通风道中的冷空气流过通风道和通风孔。为了改进冷却效果，在公知的转子上提出，形成通风孔的切口或者长形孔的轴向长度在转子轴向内侧区域比在轴向外侧区域要大。
上述所提到的类型的转子也由JP-A O 831 75 80(摘要)公开了。在那里所公开的转子中，空气道也是由在轴向方向上延伸的切口或者长形孔形成的。对于这种转子，为了改进转子或者转子绕组的冷却，提出第一种可选方案，即在转子轴向内侧区域的切口或者长形孔所选择的轴向长度比在轴向外侧布置区域的要小。提出第二种可选方案，即切口或者长形孔的轴向长度保持不变，代替这个的是在转子轴向内侧区域，相邻的切口或者长形孔之间形成的轴向间距比在轴向外侧区域的要大。
生产这种公知的转子是很昂贵的，因为引入各导线棒中的长形孔或者切口需要很高的设备上的费用和时间上的消耗。除此之外，对于这种公知的转子还有一种要求，即改进转子或者转子绕组的冷却效果。
                             发明内容
本发明要解决的问题是，为上述所提到的类型的转子指出一种可能性，即，使生产转子的价格相对便宜成为可能。除此之外改进了转子或者转子绕组的冷却。
这个问题根据本发明通过具有权利要求1特征的转子来解决。
本发明以普通的常识为基础，将导线棒中径向走向的通风孔设计成圆柱形通孔。这种措施一方面保证了转子的廉价生产，因为圆柱形通孔特别简单以及能够特别快地引入导线棒中。这种通孔的引入也特别适合于一种自动进行的加工方法。另一方面，由于设置圆柱形通孔来代替切口或者长形孔，转子或者转子绕组的冷却效果得以改进，因为若干轴向并排布置的圆柱形通孔比相应的长形孔具有较大的表面。这样就造成了在冷却空气和要冷却的导体之间，沿着具有轴向长度为X的轴向距离布置的若干个通孔比具有轴向长度为X的长形孔得到了较好的热传递。
在所有设置有通风孔的区域中，当所有通风孔处的所有通孔具有同一直径时，就得以非常简单地加工通风孔。由于这种同一性，所以使只用唯一的一种工具去生产所有的通孔基本上成为可能。
在另一种实施方式中，转子或者转子绕组的冷却效果以这样的方式得以增强，即通风孔如此布置，相邻通风孔的轴向间距从轴向外侧到轴向内侧依次增大。为了使通风道中轴向走向的气流在通风孔中径向偏转，在通风孔中，气流为径向走向，对此本实施方式必须运用克服空气动力学的偏转阻力这一知识。此外，轴向外侧的偏转阻力比轴向内侧的要大，因为在轴向外侧的通风孔中，轴向冷却气流具有相对高的流速。在轴向内侧的通风孔中，冷却气流的流速由于前面产生的泄漏而减小，这样在那所要克服的偏转阻力就比较小。
作为本发明的基础的问题是通过一种具有权利要求3特征的方法来解决的。与其中长形孔或者切口必须进行铣切的传统方法相区别的是，本发明的方法可以更快地实施，因为只必须把圆柱形通孔引入到导线棒中。由于本发明的方法实施起来比传统方法快，因此降低了导线棒以及转子的制造费用。
作为本发明的基础的问题是通过一种具有权利要求4特征的装置来解决的。在这里提出，圆柱形通孔是在预定的通风孔位置借助一种相应的钻孔设备自动形成的。因为本发明的带有用来生产本发明的圆柱形通孔的钻孔设备的装置工作起来比带有用来生产切口形开口的比如铣切设备或者一种组合的钻孔和铣切设备的装置要快。与此相应，本发明的装置能够降低导线棒以及转子的生产费用。
最后，作为本发明的基础的问题是通过以下这种方式来解决的，即应用权利要求4的装置去实施权利要求3的方法。所建议的应用保证缩短了导线棒的生产时间，也保证降低了导线棒和转子的生产费用。
本发明其它重要的特征和优点由从属权利要求，附图和借助附图的附图说明得出。
                          附图说明
本发明的一个优选实施例在附图中得以描绘，在下面的附图说明中得以进一步地阐述。这唯一的一个图形根据本发明示出了一个一半转子的轴向截面。
                     本发明的实施方式
根据附图，转子1具有一个中心转子体或转子辊身2，当转子1安装在一个相应的旋转电机上时，比如说一个涡轮发电机上，此转子体或转子辊身2绕其纵向轴3旋转。
转子1在其转子体2上具有一个转子绕组7。转子1或转子绕组7沿其周边被划分成切线方向上并排布置的若干区域。附图中描述的纵剖面图穿过了其中的一个区域。在每一个区域中，若干个导线棒4在径向方向上互相堆叠起来。这些比如说可由铜棒形成的导线棒4，沿着与转子纵向轴3平行的方向上延伸，并且按照传统的方式互相电绝缘。
在每一个区域，转子1具有一个沿着转子辊身2的轴向方向延伸的通风道5。所述通风道5布置在转子辊身2上，在导线棒4的径向内侧。若干穿过导线棒4沿着径向方向延伸的径向通风孔6与所述通风道5相连通。当转子1在旋转电机上运转时，这些通风孔6用来依次冷却导线棒4和转子绕组7和转子1。为了这个目的，在轴向两端对通风道5施以冷却空气，然后被分散到各通风孔6中的冷却空气流经导线棒4，再从转子绕组7中流出。
根据本发明，所有在各导线棒4中形成的通风孔6都是由圆柱形通孔形成的。在装配转子1时，由于沿着导线棒4对通孔进行最佳定位，通风孔6以这样的方式形成，即在相互堆叠起来的导线棒4上的通孔彼此径向对齐布置。
在附图所描绘的优选实施例中，相邻通风孔6之间的轴向间距以附图标记为8标注的转子中心为起点在轴向上依次向外减小，其中在转子中心附近设置了两个第一通风孔。按照这种方式，在沿着转子1的轴向长度方向上，完全实现了冷却气流相对均匀的分布。这造成了转子1或者转子绕组7的冷却效果上的改进。由于这种措施，转子1的使用寿命以及电性能都得到了很大的提高。
此外在附图中还描绘了在转子辊身2的轴向末端各有一个感应器罩9。显然，转子1按照通常的方式在径向外侧有一个楔子，所述的楔子用于将导线棒4固定在转子体2上。楔子径向之间还可以按照相应的方式布置适当的绝缘层。
为了冷却转子1或者冷却转子绕组7，转子1或者转子绕组7中的所有区域都要保持这样的一个通风道5或者这样的一些通风孔6。
对于导线棒4中形成的所有通风孔6，如果所要设置的通孔具有同一直径，那么转子1的生产得以特别地简化。
                           参考标号表
1转子
2转子体/转子辊身
3纵向轴/旋转轴
4导线棒
5通风道
6通风孔
7转子绕组
8转子中心
9感应器罩

Claims (5)

1.用于旋转电机比如涡轮发电机上的带有转子绕组(7)的转子，所述绕组转子(7)具有若干在切线方向上并排布置的区域，在所述的各区域中，若干与转子纵向轴(3)平行延伸的导线棒(4)在径向方向上互相堆叠起来，其中，在每个区域中都有一个轴向通风道(5)和若干与之相连通的径向通风孔(6)，其中所述通风道(5)布置在导线棒(4)的径向内侧，并且与转子纵向轴(3)平行的方向延伸，其中通风孔(6)在轴向方向上互相间隔，并且穿过导线棒(4)径向延伸，其特征是，所有导线棒(4)中的通风孔(6)都是由具有同一直径的圆柱形通孔形成的，处于互相堆叠起来的导线棒(4)中的所述通孔彼此径向对齐布置在所有设有通风孔的区域中。
2.根据权利要求1的转子，其特征是，通风孔(6)如此布置，即沿着转子(1)相邻的通风孔(6)的轴向间距从轴向外侧到轴向内侧依次增大。
3.用于生产权利要求1或2的转子(1)的方法，其特征是，将圆柱形通孔引入到相应的导线棒(4)中以形成通风孔(6)，所述的通孔如此布置，即处于互相堆叠起来的导线棒(4)中的通孔径向对齐排列而形成了通风孔(6)。
4.用于实施权利要求3的方法的装置，其特征是，设置一个保持装置，该保持装置对要加工的导线棒(4)进行固定，并且设置一个钻孔设备，该钻孔设备在预定的通风孔(6)位置上自动生产圆柱形通孔。
5.用于实施权利要求3的方法的权利要求4的装置的应用。
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