CN1937361A - 电机转子 - Google Patents

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Abstract

一种电机转子的配置，转子(5)绕其旋转轴旋转，包括由至少一个框架(13)和线圈(15)，线圈突出成线圈端部(11)。从框架(13)基本沿纵向轴的方向突起的突出梁(17、18)突出在由线圈端部(11)形成的外环表面(12)外侧，捆绑带(9)安装到突出梁(17、18)上以及捆绑带(9)在突出梁(17、18)上可滑动。

Description

电机转子
技术领域
本发明的目标是实现根据权利要求1前述部分的电机转子配置，以及根据权利要求8前述部分的电机转子的制造方法。
背景技术
在电机中，绕组经常布置在位于定子内表面和转子外表面的槽中。槽绕组由位于定子或转子槽中的线圈组成。线圈由多个导线层组成。线圈侧由位于槽端部的线圈端部相互连接。
电机转子的线圈端部需要增强结构来对抗绕组旋转时的径向力。这种增强通常是通过玻璃纤维、凯夫拉(Kevlar)或碳纤维带或钢线缠绕到线圈末端。绕线的时候、转子绕旋转轴心旋转，纤维通过加热阶段和导向滚轮从供给线圈缠绕到线圈末端。支持圆柱体安装在线圈端部内以产生缠绕增强结构捆扎时的预张紧力。侧带在绕线前安装，这样缠绕带不展开。侧带常用树脂化玻璃纤维硬环制成。通过绕线的增强结构被专利US6029338公开。
通过绕线的增强结构费时。在增强处理中的熔炼、加热或者镀锡也耗费制造工时。由于其复杂性，通过绕线的增强结构在品质上不稳定。
转子绕组末端增强结构的耐用性在转子转速、转子线圈端部质量或者直径较大的情况下实测。例如，风力发电机要求的转速范围很大。阵风风速可能会快速增大，这会使加载捆扎上的力三倍的增长。当负载脱离电网时，转子的转速可能比额定转速上升75-100％。
长时间高速运行对绕组增强结构有害。绕组的材料特性是其中一个原因。
发明内容
本发明的目的是创造一种增强电机转子线圈端部的配置和方法。为此，本发明通过权利要求1-8的特征部分中的特定技术特征来表征。本发明的一些其他的优选实施例将通过从属权利要求中的特征限定。
在本发明的的配置结构中，电机转子绕其旋转轴旋转并包括至少一个框架和线圈，线圈突出为线圈端部。突出梁以纵向轴线的方向从框架突起超出由线圈端部形成的外环表面。捆绑带安装在突出梁上，捆绑带在突出梁上可滑动。
在本发明的电机转子制造中，突出成线圈端部的线圈安装在转子框架中。大致以纵向轴线的方向从框架突出的突出梁安装成超出由线圈端部形成的外环表面。通过在捆绑带内滑动转子，捆绑带安装在突出梁上。
根据一个优选实施例，突出梁是长的槽楔(slot wedges)。槽楔从框架上突出，至少沿着线圈端部的绝缘部分，这样绝缘在其中安装和捆绑拉线时不会受损。在优选方案中，槽楔几乎接近线圈端部。在安装捆绑中，槽楔做为滑动表面并保护线圈端部绝缘。槽楔可以是玻璃纤维制成，例如，其具有需要的耐用性、足够的滑动表面特性以及所需的耐温性能。如果捆绑是由导体材料形成，槽楔也可以做为绝缘元件。
捆绑带产生径向力，例如，转子通过突出梁旋转时产生的离心力。
根据一个优选实施例，捆绑带是自紧的，即，捆绑不需要独立的位置固定，尽管结构不排斥轴向固定的应用。
根据一个优选实施例，在内表面的捆绑为锥形，这样其在安装的时候是张紧的。根据优选实施例，调节捆绑以产生对线圈端部的铜导条的变形控制。同时，铜导条对捆绑带产生径向力。换言之，铜导条预绷紧捆绑带。在这种情况下，在锥形宽部的捆绑带内径等于槽楔的原始外环表面直径。在锥形的窄部，捆绑的内径小于槽楔的外环表面直径。最紧部位于捆绑带的端部，其在锥形的最窄部。捆绑带的最厚部在最窄部，以及这样捆绑带在最重要的端部最牢固，即线圈端部的最外点。优选的捆绑的锥度比为1∶40-1∶50。
捆绑带也可以为部分锥形，这样在锥形较宽部分有一个直的部分。
根据本发明的实施例，可以显著地减少关于线圈端部增强部分的质量危险。捆绑带由金属或者碳纤维制成，例如，分别预制。根据精密尺寸制造的捆绑带可以以比缠绕线圈端部更好的方式实现对耐用性要求严格的捆绑的质量控制。捆绑带可以在例如超声安装之前用各种手段检测。
本发明的方案允许捆绑带根据应用采用多种材料。
本发明的优选实施例是风力发电机的转子。在超速的情况下应变加载在转子上，根据本发明的方案，可以明显减少在超速时，集中在转子上的损坏危险。
本发明使转子的制造更快。在制造中不需要应用树脂，捆绑带在安装后不需要单独的熔炼或加热。安装可以在生产设备中在普通工厂的温度下进行。捆绑带可以通过用起重机在转子轴端部吊起转子，利用转子的质量将转子滑动到捆绑带中来安装。凸起梁，例如，槽楔，做为滑动表面和在捆绑带的安装中保护线圈的端部的绝缘，以允许平滑连续的运动。转子被起重机放下到捆绑带中直到捆绑带负载转子的质量。在这种安装方式中，捆绑带应该到达线圈端部的末端或者更多，这样线圈端部不会损坏。捆绑带，其内表面为锥形，在安装中绷紧。
本发明也使线圈端部的冷却更有效，其中特别对大功率电机是很重要的。捆绑带支撑在突起梁上并没有靠在线圈端部。冷却空气可以流过捆绑带下由两个槽楔捆绑带和线圈末端形成的空气通道，经过。当捆绑带旋转时，槽楔做为叶片使空气运动更有效。捆绑带可以不是实心的，可以是具有若干个空气孔的网。
附图说明
下面，参照附图公开的特定实施例，详细描述本发明，其中
附图1显示具有捆绑带的发电机滑环，
附图2从侧面显示了转子端部的局部，
附图3显示从转子端部的轴线剖面，
附图4从侧面显示转子端部的局部。
零部件清单
1  滑环电机
2  定子
3  绕组
4  气隙
5  转子
6  轴承
7  轴
8  滑环单元
9  捆绑带
10 集中环
11 线圈端部
12 外环表面
13 框架
14 槽楔
15 线圈
16 空气通道
17 槽楔
18 支持部
具体实施方式
附图1显示了电机转子线圈末端的增强配置。电机仅为示例性的，没有细节。本发明第一实施例中的电机为滑环发电机。滑环发电机1包括定子2，以及置于定子内环内的绕组3。转子5以气隙4为间距安装在定子内。转子5在支持在轴承6上的轴7上旋转。滑环单元8置于独立的壳体中。捆绑带9，用于线圈末端增强，位于转子5的末端。
附图2显示了从侧面看的转子的局部。线圈15从框架13突出做为线圈末端11。在外环表面12之外，由线圈端部11形成突出梁，槽楔14的附加长度17，从框架13在纵向轴的方向延续。锥状捆绑带9安装在槽楔17上。捆绑带9的边承载并支持转子框架13。捆绑带9被调节压到槽楔17和线圈端部11，这样它们可以朝着轴7向内轻微弯曲。这种集中是由具有集中环10的线圈端部11的内部构成的。集中环10将线圈端部11和轴7集中在一起。
附图3显示了从转子端部的轴向剖面。实心捆绑带9被槽楔17的附加长度支持。两个槽楔17之间的气隙，困绑带9和线圈端部11形成空气通道16，其中冷却空气可以从捆绑带9下流过。集中环10被支持在轴7上。仅有一个线圈端部和槽楔的扇区显示在附图上，但其实际上环绕整个环。
附图4显示了从侧面看的转子端部的局部。线圈15从框架13上突起形成线圈端部11。在外环表面12的外侧，线圈端部11形成突出梁、支持部18，从框架13在纵向轴的方向上安装。锥状捆绑带9安装在支持部18上。支持部18做为滑动表面，并在捆绑带9的安装过程中保护线圈端部绝缘。捆绑带9的边承载并支持转子框架13。捆绑带9被调整挤压着支持部18和线圈末端11，这样它们朝向轴7轻微向内弯曲。该集中由具有集中环10的线圈端部11的内部形成。集中环10将线圈末端11和轴7集中在一起。
尽管如上所述机器作为发电机，同样，本发明也可以作用在电动机。本发明还可以作用在不同类型的电机和转子，例如，直流电机和绕线式转子。
上面借助特定实施例，描述了本发明。但是，可以认为，该描述并不限制本专利的保护范围，本发明的实施例可以在随后权利要求的范围内变化。

Claims (8)

1、一种绕其旋转轴旋转的电机转子(5)的配置，包括至少一个框架(13)和线圈(15)，线圈突出成线圈端部(11)，特征在于，突出梁(17、18)大致以纵向轴线的方向从框架(13)突起超出由线圈端部(11)形成的外环表面(12)，捆绑带(9)安装到突出梁(17、18)上以及捆绑带(9)在突出梁(17、18)上能滑动。
2、如权利要求1中的配置，特征在于突出梁(17、18)是槽楔。
3、如权利要求1中的配置，特征在于捆绑带(9)内表面至少部分为锥形。
4、如权利要求3中的配置，特征在于捆绑带(9)的锥度为1∶40-1∶50。
5、如权利要求1中的配置，特征在于捆绑带(9)为自紧。
6、如权利要求1中的配置，特征在于的电机(1)为滑环发电机。
7、如权利要求2中的配置，特征在于两个槽楔(17、18)、捆绑带(9)和线圈端部(11)之间气隙形成空气通道。
8、一种制造电机转子的方法，其中使突起成为线圈端部(11)的线圈(15)安装在转子(5)的框架(13)上，特征在于，从框架(13)大致以纵向轴线的方向突起的突出梁(17、18)安装成超出由线圈端部(11)形成的外环表面(12)，通过在捆绑带(9)中滑动转子(5)，捆绑带(9)安装在突出梁(17、18)上。
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