CN201656612U - 电机的转子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电机转子的装置，其中，电机转子围绕其旋转轴线旋转并且至少包括转子体和线圈，其突出为线圈端部。捆绑带装配在转子线圈端部的外表面的外侧的突出杆上，并且在转子的轴线方向上捆绑带的第一边缘朝向转子以及捆绑带的第二边缘远离转子。捆绑带在内表面上是圆锥形的。捆绑带的内表面的直径从捆绑带的第一边缘向第二边缘基本上恒定地减小。软材料装配到由线圈端部形成的基本上圆柱形外表面上。当捆绑带在线圈端部上时，软材料在浸渍期间是可硬化的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机的转子中的装置。
背景技术
在电机中，通常将绕组放置在位于定子的内表面和转子的外表面的槽中。槽中的绕组由位于定子或转子的槽中的线圈构成。线圈包括许多导线层。线圈侧面通过位于槽的端部处的线圈端部连接在一起。
电机转子的线圈端部需要有抵抗在转子旋转时产生的径向力的加强结构。加强通常通过将玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维或碳纤维带或钢线缠绕到线圈端部而制成。当缠绕时，电机围绕其旋转轴线旋转并且纤维从供料线圈通过加热阶段和导轮围绕线圈端部进行缠绕。支撑圆柱体安装在线圈端部内以便产生在缠绕加强捆绑中的预张力。在缠绕前安装边缘条带使得缠绕的条带不会散开。边缘条带通常通过树脂化玻璃纤维的硬环而制成。在美国专利US 6,029,338中公开了通过缠绕的加强。
通过缠绕的加强是耗时的。制造时间也被浪费在加强过程中的焙烧、加热或镀锡上。由于其复杂性，通过缠绕的加强在质量上对变化也是敏感的。
CN 200610142225.6公开了通过非空心捆绑带的线圈端部加强。
转子线圈端部加强的耐久性在大的旋转速度、转子线圈端部质量或直径的情况下受到实际的考验。例如，就风力发电机而言所要求的旋转速度范围是大的。在阵风中，风速可以快速增加。在此情况下，作用在捆绑上的力快速增加到三倍。当负载离开网络时，转子的旋转速度会快速增加至额定速度的1.75-2倍。
高速的耐久性对通过缠绕的加强是不利的。对此，绕组材料属性是一个原因。
需要相对易于安装的、耐久的端部线圈加强。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供易于安装的、用于加强电机转子线圈端部的装置。为实现此目的，对本实用新型的特征以及本实用新型的某些其它优选实施例的特征进行了限定。
在本实用新型的装置中，电机转子围绕其旋转轴线旋转并且至少包括转子体和线圈，其突出为线圈端部。捆绑带装配于在转子线圈端部的外表面的外侧的突出杆，并且在转子的轴线方向上捆绑带的第一边缘朝向转子以及捆绑带的第二边缘远离转子。捆绑带在内表面上是圆锥形的。捆绑带的内表面的直径从捆绑带的第一边缘向第二边缘基本上恒定地减小。软材料装配到由线圈端部形成的基本上圆柱形外表面上。当捆绑带在线圈端部上时，软材料在浸渍期间是可硬化的。
捆绑带是圆环形状，并且其通过滑动安装到转子线圈端部的外表面顶部的突出杆上。在转子中，捆绑带在径向方向上在线圈端部之上。其承载当转子通过突出杆旋转时产生的径向力，例如离心力。
突出杆下的软材料使得易于将捆绑带安装在转子的线圈端部上。捆绑带是非弹性的并且根据尺寸精确地制造。捆绑带在内表面上是圆锥形的。转子线圈端部最初不是圆锥形的。当捆绑带在突出杆上滑动时，将突出杆下的软材料挤压在线圈端部上。软材料允许相对自由地选择线圈端部上的捆绑带的轴向位置，因为其允许捆绑带易于轴向移动。
在突出杆下使用软材料的另一个优点在于，线圈端部的期望尺寸的可接受的偏差较大。这导致较低的制造成本。
当捆绑带安装在其周围时，突出杆、软材料和线圈端部的封装的形状为倒圆锥形。在浸渍期间，软材料吸收树脂并且硬化以及倒圆锥形形状是永久的。
适当的软材料的例子是毛毡和绝缘材料。
在本实用新型的一个实施例中，支撑部分附接到捆绑带的第二边缘。支撑部分在转子的径向方向上向内突出。当安装捆绑带时，支撑部分作为止动构件。这有助于捆绑带在轴线方向上的精确定位。止动构件还局部地增加捆绑带的厚度并且向捆绑带提供额外的强度。
在本实用新型的另一个实施例中，支撑部分距旋转轴线的距离小于圆锥形部分距旋转轴线的最小距离。
在本实用新型的又一个实施例中，支撑部分连续地附接到捆绑带的内圆周。
在本实用新型的又一个实施例中，支撑部分为捆绑带的一部分。
在本实用新型的又一个实施例中，支撑部分为附接到捆绑带的第二边缘的内表面的分离部件。
在本实用新型的又一个实施例中，捆绑带的厚度从捆绑带的第一边缘向第二边缘基本上恒定地增加。捆绑带的最大厚度位于最窄的部分并且由此捆绑带在最重要的端部处，即在转子线圈端部的最外点处，最强。
优选的捆绑带锥度比为1∶40至1∶50。
捆绑带是自扣紧的，即捆绑不必须另外地锁定就位，虽然不排除使用轴向锁定的结构。捆绑带通过张力装配到突出杆上。摩擦力和圆锥形形状保持捆绑带就位。在浸渍期间，例如真空压力浸渍期间，一些树脂将进入到捆绑带和突出杆之间并且起到粘合剂的作用。
本实用新型的线圈端部加强装置耐久并且易于制造。本实用新型使得转子的制造较快。
由金属、玻璃纤维或碳纤维制成的捆绑带例如是分开地预制的。根据尺寸精确地制造的捆绑带使得可以比通过缠绕到线圈端部的解决方案以较好的方式实现对耐久性关键的捆绑的质量控制。可以在安装之前以不同的方式例如利用超声波检查捆绑带，从而改进风力发电机的质量和可靠性。
本实用新型的方案允许根据应用由多种材料制成捆绑带。
本实用新型的装置非常适用于例如风力发电机。在飞逸情况下，应力将施加到转子。根据本实用新型的方案有效地降低了在超速情况下集中于转子的损坏风险。
根据本实用新型的一个实施例，突出杆是长的槽楔。槽楔至少沿线圈端部的绝缘部分从转子体突出，使得安装期间不会损坏绝缘并且捆绑保持就位。槽楔用作滑动表面并且在捆绑的安装期间保护线圈端部绝缘。槽楔可以例如由玻璃纤维制成，其具有必要的耐久性、足够的滑动表面质量和需要的耐温性。如果捆绑由导电材料制成，则槽楔还可以用作绝缘元件。
附图说明
以下将通过参考附图借助于某些实施例更详细地描述本实用新型，其中：
图1示出了具有捆绑带的转子；
图2示出了具有捆绑带的转子的端部视图；
图3a)-图3b)示出了具有支撑部分的两个捆绑带的剖视图；
图4示出了具有另一个捆绑带的转子。
具体实施方式
图1示出了用以加强电机转子的线圈端部的装置。电机例如是线绕转子发电机。转子1在轴12上围绕其旋转轴线r旋转。转子1至少包括转子体2和线圈3。线圈3在转子1的端部处突出为线圈端部4。捆绑带5装配到突出杆6上，突出杆基本上在轴线方向上从转子体2突出。捆绑带5通过滑动装配到突出杆上，突出杆在由转子线圈端部4形成的外环表面7的外侧。突出杆6用作滑动表面。捆绑带5沿突出杆6的外表面平滑地移动，同时保持与外表面的接触。
在转子1的轴线方向上捆绑带5的第一边缘8朝向转子1以及捆绑带5的第二边缘9远离转子1。捆绑带5在内表面10上是圆锥形的。捆绑带5的内表面10的直径d从捆绑带5的第一边缘8向第二边缘9基本上恒定地减小。软材料11在由线圈端部4形成的基本圆柱形的外表面7上装配在突出杆6和转子线圈端部4之间。当将捆绑带5装配到线圈端部4上时，软材料11在浸渍期间是可硬化的。
在附图中，突出杆6是附加长度的槽楔，槽楔在轴线方向上从转子体2延伸。当转子1旋转时，槽楔将线圈3保持就位。
捆绑带5压迫槽楔和线圈端部4使得它们轻微地向内朝向轴12弯曲。从转子端部4的内侧利用定中环13来确定中心。定中环13确定线圈端部4与轴12的中心并且使线圈端部4挤压在定中环13上。软构件14装配在定中环13和线圈端部4之间以防止在捆绑带5安装期间损坏线圈端部绝缘。
图2示出了具有捆绑带的转子的端部视图。软材料11装配在突出杆6和转子线圈端部4之间。单个线圈端部和突出杆6之间的距离会由于制造精度而变化，产生突出杆6和线圈端部4之间的不规则间隙。由于安装了捆绑带5，软材料11挤压在线圈端部4上并且填充了突出杆6和线圈端部4之间的不规则间隙。
图3a)和图3b)示出了具有支撑部分的两个捆绑带的剖视图。图3a)从侧面示出了转子端部的部分视图。支撑部分15附接到捆绑带5的第二边缘9。支撑部分15在径向方向R上向内突出。
当安装捆绑带5时，支撑部分15作为止动构件。捆绑带5在突出杆6上滑动直到突出杆17的端部接触到支撑部分15为止。这有助于将捆绑带5定位到在轴线方向a上的期望的位置。
例如在图4中，捆绑带5的圆锥形部分的长度L1小于在轴线方向a上的转子线圈端部的长度L2。借助于支撑部分15，实现捆绑带5的精确定位。支撑部分15在图3中用虚线表示。
图4中所示装置的优点是转子线圈端部4的有效冷却。由于捆绑带5没有超出转子体2，所以在线圈端部4上有自由长度L3，其未被捆绑带5覆盖。
支撑部分距旋转轴线r的距离e1小于圆锥形部分距轴线r的最小距离e2。
捆绑带5的厚度s从捆绑带5的第一边缘8向第二边缘9基本上恒定地增加。
支撑部分15连续地附接到捆绑带5的内圆周16。
在图3b)中，支撑部分15为捆绑带5的一部分，在图3a)中，支撑部分15为附接到捆绑带5的第二边缘9的内圆周16的分离部分。
附图中的捆绑带表示为非空心的。然而，其可以包括一个或多个空洞。
虽然以上描述的机器操作作为发电机，但是本实用新型可以类似地操作为电动机。本实用新型还用作不同的电机类型和转子解决方案，例如直流电机和线绕转子。
如上所述，已经借助于某些实施例描述了本实用新型。然而，以上描述不应当被理解为是对专利保护范围的限制；本实用新型的实施例可以在所附权利要求书的范围内变化。
部件列表：1：转子；2：转子体；3：线圈；4：线圈端部；5：捆绑带；6：突出杆；7：外表面；8：第一边缘；9：第二边缘；10：内表面；11：软材料；12：轴；13：定中环；14：软构件；15：支撑部分；16：内圆周；17：突出杆端部；a：轴线方向；d：直径；e1、e2：距离；L1、L2、L3：长度；R：径向方向；r：旋转轴线；s：厚度。
Claims (13)
1.一种电机转子(1)中的装置，所述电机转子围绕其旋转轴线(r)旋转并且至少包括转子体(2)和线圈(3)，其突出作为线圈端部(4)，以及捆绑带(5)装配在转子线圈端部(4)的外表面(7)的外侧的突出杆(6)上，并且在转子(1)的轴线方向(a)上捆绑带(5)的第一边缘(8)朝向转子(1)以及捆绑带(5)的第二边缘(9)远离转子(1)，以及所述捆绑带(5)在内表面(10)上是圆锥形的，其特征在于，所述捆绑带(5)的内表面(10)的直径(d)从所述捆绑带(5)的第一边缘(8)向第二边缘(9)恒定地减小，以及软材料(11)装配到由所述线圈端部(4)形成的圆柱形外表面(7)上，以及当将所述捆绑带(5)装配在所述线圈端部(4)上时，软材料(11)在浸渍期间是可硬化的。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述软材料(11)装配在所述突出杆(6)和所述线圈端部(4)之间。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，支撑部分(15)附接到所述捆绑带的第二边缘(9)，其中支撑部分(15)在径向方向(R)上向内突出。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑部分距旋转轴线的距离(e1)小于圆锥形部分距旋转轴线(r)的最小距离(e2)。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述捆绑带(5)的厚度(s)从所述捆绑带(5)的第一边缘(8)向第二边缘(9)恒定地增加。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑部分(15)连续地附接到所述捆绑带(5)的内圆周(16)。
7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑部分(15)为所述捆绑带(5)的一部分。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支撑部分(15)为附接到所述捆绑带(5)的第二边缘(9)的内圆周(16)的分离部件。
9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述捆绑带的圆锥形部分的长度(L1)小于在轴线方向(a)上的线圈端部的长度(L2)。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述突出杆(6)是槽楔。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述软材料(11)是毛毡。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，捆绑带(9)的锥度比为1∶40至1∶50。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电机为线绕转子发电机或线绕转子电动机。
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Effective date of registration: 20180523 Address after: Baden, Switzerland Patentee after: ABB TECHNOLOGY LTD. Address before: Zurich Patentee before: ABB T & D Technology Ltd. |
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