WO2014048739A1 - Segmented rotor for electrical machines - Google Patents

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WO2014048739A1
WO2014048739A1 PCT/EP2013/068783 EP2013068783W WO2014048739A1 WO 2014048739 A1 WO2014048739 A1 WO 2014048739A1 EP 2013068783 W EP2013068783 W EP 2013068783W WO 2014048739 A1 WO2014048739 A1 WO 2014048739A1
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WO
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rotor
pole
support element
einzelpolsegmente
electric machine
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PCT/EP2013/068783
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Inventor
Christian Schiller
Frank Bechmann
Manfred KRÜGER-GOTZMANN
Peter Petereit
Kerstin Schenk
Dirk Winter
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
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    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/527—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to rotors only

Definitions

  • At least one second busbar per sliding contact is necessary in order to ensure the electrical connection to the respective Einzelpolsegmenten and.
  • the at least one second busbar can also be directly connected to the respective pole coil or, if a first busbar mentioned above is provided, be mechanically releasably fixed to the at least one first busbar.
  • the at least one support element of the rotor is designed at least as a portion of a flange, wherein the mill has a drum body, wherein the portion of the flange is arranged at an axial end of the drum body.
  • the support element is designed as a circumferentially completely circumferential flange.
  • the segment holder 10 is designed as a kind of slide, which can be inserted axially in a corresponding guide of the support element 2.
  • By the guide of the run as a slide segment holder 10 is fixed in the radial direction and in the circumferential direction.
  • a stop not shown in detail can be provided, which, together with a snap connection, a lock or another mechanically detachable connection, causes complete fixation of the segment holder 10 and thus of the entire respective single pole segment 4.
  • FIG. 2 shows a further illustration of the same electric machine. In this case, like reference numerals designate like objects.
  • FIG. 3 shows a section of an electrical machine according to a second exemplary embodiment of the rotor 1 according to the invention.
  • the rotor 1 has a rotor surface 3 and a plurality of support elements 2 on the rotor surface 3.
  • Einzelpolseg- 4 are each individually fastened by means of a mechanically releasable connection.
  • the individual pole segments 4 each have a pole core 6 and a pole coil 5 guided around the pole core 6.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
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  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

The invention relates to a rotor (1) for an electrical machine. The invention further relates to an electrical machine with such a rotor (1), and to a mill with such an electrical machine. In order to improve the availability of the rotor (1), according to the invention the rotor (1) has at least one support element (2) on a rotor surface (3) and at least two individual pole segments (4), each of which comprises at least one pole coil (5) and at least one pole core (6), wherein each of the individual pole segments (4) can be individually fixed to the at least one support element (2) by means of at least one mechanically detachable connection.

Description

Beschreibung description
Segmentierter Läufer für elektrische Maschinen Die Erfindung betrifft einen Läufer einer elektrischen Maschine. Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem derartigen Läufer sowie eine Mühle mit einer derartigen elektrischen Maschine. Ein derartiger Läufer kommt beispielsweise bei langsam laufenden Synchronmotoren mit hohem Drehmoment zum Einsatz, insbesondere für Erzmühlen oder Kompressoren. Der Markt fordert bezüglich dieser Maschinen eine hohe Verfügbarkeit. Der Rotor besteht bei diesen Lösungen aus der eigentlichen anzutreibenden Welle und den elektrisch aktiven Rotorteilen, wie Polspule und Polkern. Die elektrisch aktiven Rotorteile werden auf Polsegmenten zusammengefasst , die an die Welle angeflanscht werden. Die elektrische Erregung der einzelnen Polspulen erfolgt über Schleifringe. Die Montage der Rotorbaugruppen ist aufwändig und stellt höchste Ansprüche an die Formgenauigkeit der zu montierenden Rotorpole, insbesondere in Bezug auf Rund- und Planlauf . Zurzeit werden oftmals Gruppenpolsegmente mit z.B. vier Polen je Segment verwendet. Die Polspulen sind so mit diesen Pol- segmenten verbunden, dass ein Austausch der Polspulen im Motor nicht möglich ist. An den Polsegmenten werden auch die Schleif- und Abdichtringe montiert. Für einen Austausch eines Polsegmentes bzw. einer Polspule muss das komplette Gruppen- polsegment ausgetauscht werden. Die Montage und Demontage dieser Gruppenpolsegmente erfordert wiederum umfangreiche Demontagemaßnahmen, wie z.B. das Entfernen von Abdicht- und Schleifringen, am gesamten Motor und ist somit zeitaufwändig . Segmented rotor for electric machines The invention relates to a rotor of an electrical machine. Furthermore, the invention relates to an electric machine with such a rotor and a mill with such an electric machine. Such a rotor is used for example in slow-running synchronous motors with high torque, especially for ore mills or compressors. The market demands high availability for these machines. The rotor consists in these solutions of the actual driven shaft and the electrically active rotor parts, such as pole coil and pole core. The electrically active rotor parts are grouped together on pole segments, which are flanged to the shaft. The electrical excitation of the individual pole coils via slip rings. The assembly of the rotor assemblies is complex and makes the highest demands on the dimensional accuracy of the rotor poles to be mounted, especially in relation to round and axial run. At present, group pole segments are often used with e.g. used four poles per segment. The pole coils are connected to these pole segments in such a way that it is not possible to replace the pole coils in the motor. At the pole segments and the grinding and sealing rings are mounted. For an exchange of a pole segment or a pole coil the complete group pole segment has to be exchanged. The assembly and disassembly of these Gruppenpolsegmente in turn requires extensive disassembly measures, such. the removal of sealing and slip rings, on the whole engine and is therefore time consuming.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verfügbarkeit eines Läufers zu erhöhen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Läufer zumindest ein Tragelement auf einer Läufer-Oberfläche und zumindest zwei Einzelpolsegmente aufweist, welche jeweils zumindest eine Polspule und zumindest einen Polkern umfassen, wobei mit- tels jeweils zumindest einer mechanisch lösbaren Verbindung jedes der Einzelpolsegmente einzeln an dem zumindest einen Tragelement fixierbar ist. Weiterhin wird diese Aufgabe durch eine elektrische Maschine mit einem derartigen Läufer und einem Stator gelöst, wobei der Läufer konzentrisch zum Stator angeordnet ist und die Läufer-Oberfläche zum Stator weist. Schließlich wird diese Aufgabe durch eine Mühle mit einer derartigen elektrischen Maschine gelöst. The invention has for its object to increase the availability of a runner. This object is achieved in that the rotor has at least one support element on a rotor surface and at least two Einzelpolsegmente, each comprising at least one pole coil and at least one pole core, by means of each at least one mechanically detachable connection each of the Einzelpolsegmente individually on the at least one support element is fixable. Furthermore, this object is achieved by an electric machine with such a rotor and a stator, wherein the rotor is arranged concentrically to the stator and the rotor surface facing the stator. Finally, this object is achieved by a mill with such an electric machine.
Der Lösungsansatz der vorliegenden Erfindung liegt in der Un- terteilung zumindest zweier Polsegmente in tragende Teile in Form des zumindest einen Tragelementes einerseits und den zumindest zwei Einzelpolsegmenten andererseits, welche jeweils zumindest eine Polspule und zumindest einen Polkern umfassen. Das zumindest eine Tragelement hält die Polspulen und Polkerne, welche an der Oberfläche des zumindest einen Tragelementes befestigt sind. Dabei kann die Befestigung form-, stoff- oder kraftschlüssig ausgeführt werden. Durch die Befestigung der Einzelpole auf der Läufer- Oberfläche kann im Schadensfall das betroffene Einzelpolsegment mit der jeweiligen Polspule demontiert werden, ohne dass die Demontage des zugehörigen Tragelementes erforderlich wird. Durch den resultierenden, besonders schnellen Austausch von beschädigten Polspulen kann daher die vom Markt geforderte, hohe Verfügbarkeit gewährleistet werden. Zusätzlich werden die Bauteilkosten durch diese Maßnahme stark reduziert. The solution of the present invention is the subdivision of at least two pole segments into bearing parts in the form of the at least one support element on the one hand and the at least two Einzelpolsegmenten on the other hand, each comprising at least one pole coil and at least one pole core. The at least one support element holds the pole coils and pole cores, which are fastened to the surface of the at least one support element. In this case, the attachment can be executed form, material or non-positive. By attaching the individual poles on the rotor surface, the affected Einzelpolsegment can be dismantled with the respective pole coil in case of damage, without the disassembly of the associated support element is required. Due to the resulting, particularly rapid replacement of damaged pole coils, the high availability required by the market can therefore be ensured. In addition, the component costs are greatly reduced by this measure.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass die Einzelpole einzeln demontierbar sind, was Wartungs- und Reparaturarbeiten stark vereinfacht und verkürzt. Dies ist bei einem in eine entsprechende elektrische Maschine eingebauten Läufer besonders wichtig, weil dort häufig besonders beengte Platzverhältnisse anzutreffen sind und gleichzeitig längere Stillstände der Maschine zu erheblichen wirtschaftlichen Einbußen führen können. Durch die Unterteilung des Polsegments in tragende Teile und Einzelpolsegmente wird die Formgenauigkeit des Läufers nicht negativ beeinflusst, so dass auch erhöhten Anforderungen bezüglich Rund- und Anlauf problemlos entsprochen werden kann. Denkbar ist dabei, dass die zumindest eine Polspule und der zumindest eine Polkern eines der Einzelpolsegmente jeweils einzeln mittels zumindest einer mechanisch lösbaren Verbindung an dem zumindest einen Tragelement fixierbar ist. Durch die getrennte Fixierung der Polspule und des Polkerns wird eine besonders zielgenaue Reparatur ermöglicht, bei welcher ausschließlich das beschädigte Bauteil ausgetauscht wird. The advantage of the present invention is therefore that the single poles are individually disassembled, which greatly simplifies and shortens maintenance and repair work. This is particularly important in a built-in a corresponding electric machine runner, because there are often special cramped space conditions are encountered and at the same time longer downtimes of the machine can lead to significant economic losses. By dividing the pole segment into load-bearing parts and Einzelpolsegmente the dimensional accuracy of the rotor is not adversely affected, so that even increased requirements for round and start can be met easily. It is conceivable that the at least one pole coil and the at least one pole core of one of the Einzelpolsegmente each individually by means of at least one mechanically detachable connection to the at least one support element is fixable. The separate fixation of the pole coil and the pole core a particularly accurate repair is made possible, in which only the damaged component is replaced.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Polspulen zumindest zweier Einzelpolsegmente mittels zumin- dest einer ersten Stromschiene elektrisch in Reihe schaltbar. Dabei ist die erste Stromschiene zumindest an den beiden Einzelpolsegmenten mittels einer weiteren mechanisch lösbaren Verbindung fixierbar, so dass sichergestellt wird, dass das betroffene Einzelpolsegment im Schadensfall problemlos demontierbar ist. In an advantageous embodiment of the invention, the pole coils of at least two Einzelpolsegmente by means of at least one first busbar electrically switchable in series. In this case, the first busbar is fixable at least on the two Einzelpolsegmenten means of another mechanically detachable connection, so as to ensure that the affected Einzelpolsegment is easily removable in case of damage.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Läufer zumindest einen Schleifkontakt auf, welcher jeweils mit zumindest einer der Polspulen der Einzelpolseg- mente elektrisch verbindbar ist. Der zumindest eine Schleifkontakt kann ebenfalls auf der Läufer-Oberfläche angeordnet sein, so dass bei einer elektrischen Maschine mit einem derartigen Läufer und einer Bürste oder mehreren Bürsten zumindest ein Schleifkontakt zur Übertragung elektrischer Leistung gebildet wird. Mittels des zumindest einen Schleifkontakts können somit die Aktivteile des Läufers mit elektrischer Leistung versorgt werden. Dabei kann es nötig sein, mehrere Schleifkontakte vorzusehen, beispielsweise zwei Schleifkon- takte für zwei elektrische Kontakte bei einer einphasigen Erregung und beispielsweise drei Schleifkontakte für die drei Phasen einer Erregung mittels Drehstrom. Ist der Läufer und die elektrische Maschine als lineare Maschine ausgeführt, so handelt es sich bei dem zumindest einen Schleifkontakt jeweils um eine zusätzliche Stromschiene, welche über zumindest eine Bürste mit elektrischer Leistung versorgt werden kann. Wenn der Läufer als Rotor ausgeführt ist, beispielsweise bei einem rotatorischen Elektromotor oder Generator, ist der jeweilige Schleifkontakt als Schleifring ausgeführt, welcher wiederum über zumindest eine Bürste mit elektrischer Leistung versorgt werden kann. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Läufer zumindest eine zweite Stromschiene auf, mittels welcher jeweils eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Schleifkontakt und zumindest einer der Pol- spulen der Einzelpolsegmente herstellbar ist, wobei die zu- mindest eine zweite Stromschiene mechanisch lösbar am jeweiligen Einzelpolsegment fixierbar ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor has at least one sliding contact, which is in each case electrically connected to at least one of the pole coils of the Einzelpolseg- elements. The at least one sliding contact can also be arranged on the rotor surface, so that in an electrical machine with such a rotor and a brush or a plurality of brushes at least one sliding contact for transmitting electrical power is formed. By means of the at least one sliding contact thus the active parts of the rotor can be supplied with electrical power. It may be necessary to provide several sliding contacts, for example, two grinding contacts. clocks for two electrical contacts in a single-phase excitation and, for example, three sliding contacts for the three phases of a three-phase excitation. If the rotor and the electric machine are designed as linear machines, then the at least one sliding contact is in each case an additional busbar, which can be supplied with electrical power via at least one brush. If the rotor is designed as a rotor, for example in the case of a rotary electric motor or generator, the respective sliding contact is designed as a slip ring, which in turn can be supplied with electrical power via at least one brush. In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor has at least one second busbar, by means of which in each case an electrical connection between the at least one sliding contact and at least one of the pole coils of the Einzelpolsegmente can be produced, the at least one second busbar mechanically detachable on respective single-pole segment can be fixed.
Durch das Verwenden der zumindest einen zweiten Stromschiene, welche mechanisch lösbar am jeweiligen Einzelpolsegmente fi- xierbar ist, wird eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Schleifkontakt und den jeweiligen Aktivteilen des Läufers hergestellt. Von Vorteil ist dabei, dass dank der leichten Demontierbarkeit der zumindest einen zweiten Stromschiene ein beschädigtes Einzelpolsegment sehr leicht ausge- tauscht werden kann. By using the at least one second busbar, which is fixable mechanically detachable on the respective Einzelpolsegmente, an electrical connection between the at least one sliding contact and the respective active parts of the rotor is produced. The advantage here is that thanks to the easy disassembly of the at least one second busbar a damaged Einzelpolsegment can be easily replaced.
Sind zwei oder mehr Schleifkontakte vorgesehen, ist zumindest eine zweite Stromschiene je Schleifkontakt nötig, um die elektrische Verbindung mit den jeweiligen Einzelpolsegmenten und zu gewährleisten. Weiterhin kann die zumindest eine zweite Stromschiene auch direkt an der jeweiligen Polspule oder - sofern eine oben erwähnte erste Stromschiene vorgesehen ist - an der zumindest einen ersten Stromschiene mechanisch lösbar fixiert sein. If two or more sliding contacts are provided, at least one second busbar per sliding contact is necessary in order to ensure the electrical connection to the respective Einzelpolsegmenten and. Furthermore, the at least one second busbar can also be directly connected to the respective pole coil or, if a first busbar mentioned above is provided, be mechanically releasably fixed to the at least one first busbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das zumindest eine Tragelement zumindest als Abschnitt eines Flansches ausgeführt . Dabei kann das zumindest eine Tragelement als Flansch ausgebildet sein, welcher in Umfangs- richtung komplett umlaufend ausgeführt ist oder lediglich als Abschnitt eines solchen Flansches, wobei der Abschnitt nur einen Teil des vollen Umfangs abdeckt. Insbesondere können dann mehrere solcher Flanschabschnitte vorgesehen sein. Denkbar ist ferner, dass der Flansch einstückig mit dem Läufer oder einer Welle des Läufers ausgeführt ist bzw. dass der Flansch ein separates Bauteil ist, welches beispielsweise an der Läuferwelle befestigt ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the at least one support element is designed at least as a section of a flange. In this case, the at least one support element may be formed as a flange, which is executed completely circumferential in the circumferential direction or merely as a portion of such a flange, wherein the portion covers only a portion of the full circumference. In particular, a plurality of such flange sections can then be provided. It is also conceivable that the flange is designed in one piece with the rotor or a shaft of the rotor or that the flange is a separate component, which is fixed for example to the rotor shaft.
Vorzugsweise weist der Flanschabschnitt bzw. der Flansch dabei eine radiale Außenfläche auf, welche sich in axialer Richtung zumindest über die Hälfte der axialen Länge eines Polkerns erstreckt. Damit wird eine besonders zuverlässige Verbindung des Einzelpolsegments mit dem Flansch ermöglicht. Preferably, the flange portion or the flange has a radial outer surface which extends in the axial direction at least over half the axial length of a pole core. This enables a particularly reliable connection of the single-pole segment to the flange.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Läufer zumindest zwei Tragelemente auf, wobei der Läufer zwischen zwei der Tragelemente Dichtelemente zur Abdichtung aufweist. Die Dichtelemente ermöglichen eine zuverlässige Abdichtung des Läufers nach radial außen, so dass der Läufer und eine elektrische Maschine mit einem solchen Läufer auch bei widrigen Bedingungen betrieben werden kann, wie bei- spielsweise bei Vorhandensein von Sprüh- oder Spritzwasser und/oder Fremdkörpern oder Staub. Diese Abdichtung ist besonders vorteilhaft bei einer Anwendung in einer Mühle, insbesondere einer Erzmühle, da dort ständig Staub und Gesteinsteile sowie Spritzwasser den Betrieb einer solchen elektri- sehen Maschine beeinträchtigen können. In a further advantageous embodiment of the invention, the rotor has at least two support elements, wherein the rotor between two of the support elements has sealing elements for sealing. The sealing elements allow a reliable sealing of the rotor radially outward, so that the rotor and an electric machine can be operated with such a rotor even in adverse conditions, such as in the presence of spray or spray water and / or foreign bodies or dust. This seal is particularly advantageous in an application in a mill, in particular an ore mill, since there constantly dust and rock parts as well as spray water can affect the operation of such electrical-see machine.
Bei der Montage der Tragelemente entsteht dabei ein nach außen hin dichter Läufer. Die Dichtelemente können insbesondere als Gummidichtungen ausgeführt sein. Beispielsweise weisen zwei benachbarte Tragelemente jeweils eine Seitenfläche auf, welche das jeweilige benachbarte Tragelement berührt, wobei in der jeweiligen Seitenfläche der beiden Tragelemente eine Kerbe eingebracht ist und wobei in diese Kerbe bzw. der resultierenden Aussparung zwischen den beiden Tragelementen wiederum zumindest ein Dichtelement eingebracht ist. Insbesondere können die Dichtelemente als jeweils ein Tragelement derartig umfassender Dichtring ausgeführt sein. Denkbar ist auch dass die Dichtelemente mehrere Tragelemente zusammen umfassen . When mounting the support elements creates an outwardly dense runner. The sealing elements can in particular be designed as rubber seals. For example, two adjacent support elements each have a side surface which contacts the respective adjacent support element, wherein in the respective side surface of the two support elements a notch is introduced and wherein in this notch or the resulting recess between the two support elements in turn at least one sealing element is introduced. In particular, the sealing elements can be designed as a respective support element such comprehensive sealing ring. It is also conceivable that the sealing elements comprise a plurality of support elements together.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das jeweilige Einzelpolsegment einen Segmenthalter auf, welcher zwischen dem jeweiligen Polkern und dem zumindest einen Tragelement angeordnet ist. In a further advantageous embodiment of the invention, the respective Einzelpolsegment a segment holder, which is arranged between the respective pole core and the at least one support element.
Dabei kann der jeweilige Segmenthalter für einen schnellen Austausch eines Einzelpolsegmentes optimiert werden, bei- spielsweise indem der jeweilige Segmenthalter über eine besonders leicht zugängliche Verbindung mit dem jeweiligen Tragelement mechanisch lösbar verbunden ist. Bei einem Austausch eines Einzelpolsegments wird dann zunächst das Einzelpolsegment inklusive des zugehörigen Segmenthalters vom Trag- element gelöst und erst anschließend der Polkern bzw. die Polspule vom Segmenthalter gelöst. In this case, the respective segment holder can be optimized for a quick exchange of a single-pole segment, for example by the respective segment holder being mechanically detachably connected to the respective support element via a particularly easily accessible connection. When replacing a single-pole segment, the single-pole segment including the associated segment holder is then first detached from the carrier element, and only then is the pole core or the pole coil released from the segment holder.
Insbesondere wenn das zumindest eine Tragelement zumindest abschnittsweise als Flansch ausgeführt ist, kann der Segment- halter auch als eine Art Schlitten ausgeführt sein, wobei das zumindest eine Tragelement eine korrespondierende Führung aufweist, in welcher der Schlitten beispielsweise in axialer Richtung bewegt werden kann. Denkbar ist dabei, dass die Fixierung des Segmenthalters am Tragelement in radialer Rich- tung und einer zusätzlichen Richtung, wie beispielsweise der Umfangsrichtung, durch die Führung bewirkt wird. Der verbleibende Freiheitsgrad des Schlittens, beispielsweise in axialer Richtung, kann insbesondere durch einen Anschlag zusammen mit einer Schnappverbindung bzw. Arretierung oder einer weiteren mechanisch lösbaren Verbindung bewirkt werden. In particular, if the at least one support element is at least partially designed as a flange, the segment holder can also be designed as a kind of slide, wherein the at least one support member has a corresponding guide, in which the carriage can be moved, for example in the axial direction. It is conceivable that the fixation of the segment holder on the support element in the radial direction and an additional direction, such as the circumferential direction, is effected by the guide. The remaining degree of freedom of the carriage, for example in the axial direction, in particular by a stop together with a snap connection or locking or another mechanically detachable connection can be effected.
Die zuvor beschriebene elektrische Maschine kann, wie oben schon erwähnt, in einer Mühle, beispielsweise einer Erzmühle, eingesetzt werden. Weitere Anwendungen, beispielsweise als Antriebsmotor eines Kompressors, als Generator oder als Line- ar-Elektromaschine , sind ebenfalls realisierbar. Insbesondere kann die elektrische Maschine als Generator für eine Windkraftanlage verwendet werden, welcher beispielsweise direkt oder über ein Getriebe angetrieben werden kann. The electric machine described above can, as already mentioned above, be used in a mill, for example an ore mill. Further applications, for example as a drive motor of a compressor, as a generator or as a linear electric machine, can likewise be implemented. In particular, the electric machine can be used as a generator for a wind turbine, which can be driven, for example, directly or via a transmission.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Mühle ist das zumindest eine Tragelement des Läufers zumindest als Abschnitt eines Flansches ausgeführt, wobei die Mühle einen Trommelkörper aufweist, wobei der Abschnitt des Flansches an einem axialen Ende des Trommelkörpers angeordnet ist. Weiterhin ist denkbar, dass das Tragelement auch als in Umfang vollständig umlaufender Flansch ausgeführt ist. In a further advantageous embodiment of the mill according to the invention, the at least one support element of the rotor is designed at least as a portion of a flange, wherein the mill has a drum body, wherein the portion of the flange is arranged at an axial end of the drum body. Furthermore, it is conceivable that the support element is designed as a circumferentially completely circumferential flange.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen: In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures. Show it:
FIG 1 einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Läufers, 1 shows a detail of an electrical machine according to a first embodiment of the rotor according to the invention,
FIG 2 eine weitere Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels,  2 shows a further illustration of the first exemplary embodiment,
FIG 3 einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Läufers ,  3 shows a section of an electrical machine according to a second embodiment of the rotor according to the invention,
FIG 4 eine weitere Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels, und  4 shows a further illustration of the second embodiment, and
FIG 5 einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Läufers . Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine mit einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Läufers 1. Die elektrische Maschine weist einen zylindrischen Läufer 1 auf, welcher von einem konzentrisch zum Läufer 1 angeordneten Stator 11 umgeben wird. Der Läufer 1 weist eine Läufer-Oberfläche 3 sowie ein Tragelement 2 auf der Läufer- Oberfläche 3 auf. Im Rahmen des ersten Ausführungsbeispiels ist das Tragelement 2 als in Umfangsrichtung umlaufender Flansch ausgeführt. Denkbar ist auch, dass das Tragelement 2 in Umfangsrichtung lediglich einen Abschnitt eines Flansches darstellt und insbesondere mehrere solcher Flanschabschnitte vorgesehen sind. Auf dem Tragelement 2 sind Einzelpolsegmente 4 jeweils mittels einer mechanisch lösbaren Verbindung befestigt. Die Einzelpolsegmente 4 weisen jeweils einen Polkern 6 sowie eine um den Polkern 6 herum geführte Polspule 5 auf. Weiterhin weisen die Einzelpolsegmente 4 jeweils einen Segmenthalter 10 auf, welcher sich bei einem mit dem Tragelement 2 verbundenen Einzelpolsegment 4 zwischen dem Tragelement 2 und dem Polkern 6 bzw. der Polspule 5 befindet. 5 shows a detail of an electric machine according to a third embodiment of the rotor according to the invention. 1 shows a section of an electrical machine with a first embodiment of the rotor 1 according to the invention. The electric machine has a cylindrical rotor 1 which is surrounded by a stator 11 arranged concentrically with the rotor 1. The rotor 1 has a rotor surface 3 and a support element 2 on the rotor surface 3. In the context of the first embodiment, the support member 2 is designed as circumferential flange in the circumferential direction. It is also conceivable that the support element 2 is only a portion of a flange in the circumferential direction and in particular a plurality of such flange portions are provided. On the support member 2 Einzelpolsegmente 4 are each secured by means of a mechanically releasable connection. The individual pole segments 4 each have a pole core 6 and a pole coil 5 guided around the pole core 6. Furthermore, the Einzelpolsegmente 4 each have a segment holder 10 which is located at a connected to the support member 2 Einzelpolsegment 4 between the support member 2 and the pole core 6 and the pole coil 5.
Der Segmenthalter 10 ist dabei als eine Art Schlitten ausge- führt, welcher in einer korrespondierenden Führung des Tragelements 2 axial eingeschoben werden kann. Durch die Führung wird der als Schlitten ausgeführte Segmenthalter 10 in radialer Richtung und in Umfangsrichtung fixiert. Weiterhin kann ein nicht näher dargestellter Anschlag vorgesehen sein, wel- eher zusammen mit einer Schnappverbindung, einer Arretierung oder einer weiteren mechanisch lösbaren Verbindung eine komplette Fixierung des Segmenthalters 10 und somit des gesamten jeweiligen Einzelpolsegments 4 bewirkt. Figur 2 zeigt eine weitere Darstellung derselben elektrischen Maschine. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. Für den Fall, dass ein Einzelpolsegment 4 beschädigt ist oder aus anderen Gründen ausgetauscht werden muss, kann dass entsprechende Einzelpolsegment 4 vom Tragelement 2 dank der mechanisch lösbaren Verbindung der beiden Teile problemlos gelöst werden. Dadurch, dass beispielsweise bei einer Reparatur lediglich einzelne Einzelpolsegmente 4 ausge- baut und wieder eingebaut werden müssen, verringern sich der Reparaturaufwand und die für die Reparatur benötigte Zeit erheblich, wodurch die Verfügbarkeit des Läufers 1 und somit der elektrischen Maschine erhöht wird. Figur 3 zeigt einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Läufers 1. Der Läufer 1 weist eine Läufer-Oberfläche 3 sowie mehrere Tragelemente 2 auf der Läufer-Oberfläche 3 auf. Auf jedem der Tragelemente 2 sind jeweils einzeln Einzelpolseg- mente 4 mittels einer mechanisch lösbaren Verbindung befestigt. Die Einzelpolsegmente 4 weisen jeweils einen Polkern 6 sowie eine um den Polkern 6 herum geführte Polspule 5 auf. The segment holder 10 is designed as a kind of slide, which can be inserted axially in a corresponding guide of the support element 2. By the guide of the run as a slide segment holder 10 is fixed in the radial direction and in the circumferential direction. Furthermore, a stop not shown in detail can be provided, which, together with a snap connection, a lock or another mechanically detachable connection, causes complete fixation of the segment holder 10 and thus of the entire respective single pole segment 4. FIG. 2 shows a further illustration of the same electric machine. In this case, like reference numerals designate like objects. In the event that a Einzelpolsegment 4 is damaged or needs to be replaced for other reasons, can be easily solved that corresponding single pole segment 4 of the support member 2 thanks to the mechanically detachable connection of the two parts. Due to the fact that, for example, only individual single-pole segments 4 have to be removed and reinstalled during a repair, the repair effort and the time required for the repair are considerably reduced, which increases the availability of the rotor 1 and thus of the electrical machine. FIG. 3 shows a section of an electrical machine according to a second exemplary embodiment of the rotor 1 according to the invention. The rotor 1 has a rotor surface 3 and a plurality of support elements 2 on the rotor surface 3. On each of the support elements 2 Einzelpolseg- 4 are each individually fastened by means of a mechanically releasable connection. The individual pole segments 4 each have a pole core 6 and a pole coil 5 guided around the pole core 6.
Die Tragelemente 2 sind in direkter Nachbarschaft zueinander in Umfangsrichtung angeordnet, wobei jeweils an jenen Flächen jedes Tragelements 2 eine Kerbe 12 eingebracht ist, welche zu benachbarten Tragelementen 2 weisen. In diese Kerbe 12 können Dichtelemente, beispielsweise in Form von Gummidichtungen, eingebracht werden, welche den Läufer 1 nach radial außen ab- dichten. Somit werden Schmutz und Wasser zuverlässig vom Inneren des Läufers 1 ferngehalten. The support elements 2 are arranged in direct proximity to each other in the circumferential direction, wherein in each case at those surfaces of each support member 2, a notch 12 is introduced, which point to adjacent support members 2. In this notch 12 sealing elements, for example in the form of rubber seals, are introduced, which seal the rotor 1 radially outward. Thus, dirt and water are reliably kept away from the interior of the rotor 1.
Figur 4 zeigt eine weitere Darstellung der elektrischen Maschine gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei bezeich- nen gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. Ist ein Einzelpolsegment 4 beschädigt oder mess es aus anderen Gründen ausgetauscht werden, kann dass entsprechende Einzelpolsegment 4 von seinem zugehörigen Tragelement 2 dank der mechanisch lösbaren Verbindung der beiden Teile problemlos gelöst wer- den. FIG. 4 shows a further illustration of the electrical machine according to the second exemplary embodiment. In this case, the same reference numerals designate the same objects. If a single-pole segment 4 is damaged or if it is exchanged for other reasons, the corresponding single-pole segment 4 can be easily released from its associated support element 2 thanks to the mechanically detachable connection of the two parts.
Figur 5 zeigt einen Ausschnitt einer elektrischen Maschine gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Läufers 1. Auf der Läufer-Oberfläche 3 weist der Läufer 1 Tragelemente 2 auf, wobei zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nur eines der Tragelemente 2 in Figur 3 dargestellt ist. Mittels einer mechanisch lösbaren Verbindung sind Einzelpol- Segmente 4 jeweils mit dem zugehörigen Tragelement 2 verbunden, wobei die Einzelpolsegmente 4 jeweils einen Polkern 6 sowie eine Polspule 5 aufweisen, welche um den Polkern 6 herumgeführt ist. Weiterhin weist der Läufer 1 auf seiner Läufer-Oberfläche 3 einen Schleifkontakt 8 auf, welcher hier als Schleifring ausgeführt ist. FIG. 5 shows a section of an electrical machine according to a third exemplary embodiment of the invention Runner 1. On the runner surface 3, the runner 1 supporting elements 2, wherein for the sake of clarity, only one of the support elements 2 is shown in Figure 3. By means of a mechanically detachable connection Einzelpol- segments 4 are each connected to the associated support member 2, wherein the Einzelpolsegmente 4 each have a pole core 6 and a pole coil 5, which is guided around the pole core 6. Furthermore, the rotor 1 on its rotor surface 3 a sliding contact 8, which is designed here as a slip ring.
Die Polspulen 5 desselben Tragelements 2 oder auch zweier benachbarter Tragelemente 2 können mittels ersten Stromschienen 7 in Reihe geschaltet werden. Anhand einer zweiten Strom- schiene 9 wird eine elektrische Verbindung zwischen dem The pole coils 5 of the same support element 2 or two adjacent support elements 2 can be connected in series by means of first busbars 7. On the basis of a second busbar 9, an electrical connection between the
Schleifkontakt 8 und den Polspulen 5 hergestellt, gegebenenfalls unter Verwendung der ersten Stromschienen 7. Sowohl die ersten Stromschienen 7 als auch die zweiten Stromschienen 9 sind dabei mechanisch lösbar an der Polspule 5 des jeweiligen Einzelpolsegments 4 befestigt. Dies stellt sicher, dass bei einer Reparatur einzelne Einzelpolsegmente 4 ausgebaut und wieder eingebaut werden können, wodurch sich der Reparaturaufwand und die für die Reparatur benötigte Zeit erheblich verringern, was zu einer Erhöhung der Verfügbarkeit des Läu- fers 1 und somit der elektrischen Maschine führt.  Both the first busbars 7 and the second busbars 9 are mechanically releasably attached to the pole coil 5 of the respective Einzelpolsegments 4. This ensures that during a repair individual Einzelpolsegmente 4 can be removed and reinstalled, thereby reducing the repair costs and the time required for the repair significantly, resulting in an increase in the availability of the Läu- 1 and thus the electric machine.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Läufer einer elektrischen Maschine. Weiterhin betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem derartigen Läufer sowie eine Mühle mit einer derartigen elektrischen Maschine. Um die Verfügbarkeit des Läufers zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass der Läufer zumindest ein Tragelement auf einer Läufer- Oberfläche und zumindest zwei Einzelpolsegmente aufweist, welche jeweils zumindest eine Polspule und zumindest einen Polkern umfassen, wobei mittels jeweils zumindest einer mechanisch lösbaren Verbindung jedes der Einzelpolsegmente einzeln an dem zumindest einen Tragelement fixierbar ist. In summary, the invention relates to a rotor of an electric machine. Furthermore, the invention relates to an electric machine with such a rotor and a mill with such an electric machine. In order to increase the availability of the rotor, it is proposed that the rotor has at least one support element on a rotor surface and at least two Einzelpolsegmente, each comprising at least one pole coil and at least one pole core, wherein by means of each at least one mechanically detachable connection each of the Einzelpolsegmente individually on which at least one support element is fixable.

Claims

Patentansprüche claims
1. Läufer (1) einer elektrischen Maschine, welcher 1. rotor (1) an electric machine, which
- zumindest ein Tragelement (2) auf einer Läufer-Oberfläche (3 ) und  - At least one support element (2) on a rotor surface (3) and
- zumindest zwei Einzelpolsegmente (4), welche jeweils zumindest eine Polspule (5) und zumindest einen Polkern (6) umfassen, aufweist,  - at least two Einzelpolsegmente (4), each comprising at least one pole coil (5) and at least one pole core (6) comprises,
wobei mittels jeweils zumindest einer mechanisch lösbaren Verbindung jedes der Einzelpolsegmente (4) einzeln an dem zumindest einen Tragelement (2) fixierbar ist. wherein each of the Einzelpolsegmente (4) by means of at least one mechanically detachable connection is individually fixable to the at least one support element (2).
2. Läufer (1) nach Anspruch 1, 2. rotor (1) according to claim 1,
wobei die Polspulen (5) zumindest zweier Einzelpolsegmente (4) mittels zumindest einer ersten Stromschiene (7) elektrisch in Reihe schaltbar sind. wherein the pole coils (5) of at least two Einzelpolsegmente (4) by means of at least one first busbar (7) are electrically connected in series.
3. Läufer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Läufer (1) zumindest einen Schleifkontakt (8) auf- weist, welcher jeweils mit zumindest einer der Polspulen (5) der Einzelpolsegmente (4) elektrisch verbindbar ist. 3. rotor (1) according to one of the preceding claims, wherein the rotor (1) has at least one sliding contact (8) up, which in each case with at least one of the pole coils (5) of the Einzelpolsegmente (4) is electrically connected.
4. Läufer (1) nach Anspruch 3, 4. rotor (1) according to claim 3,
wobei der Läufer (1) zumindest eine zweite Stromschiene (9) aufweist, mittels welcher jeweils eine elektrische Verbindung zwischen dem zumindest einen Schleifkontakt (8) und zumindest einer der Polspulen (5) der Einzelpolsegmente (4) herstellbar ist , wherein the rotor (1) has at least one second busbar (9), by means of which in each case an electrical connection between the at least one sliding contact (8) and at least one of the pole coils (5) of the Einzelpolsegmente (4) can be produced,
wobei die zumindest eine zweite Stromschiene (9) mechanisch lösbar am jeweiligen Einzelpolsegment (4) fixierbar ist. wherein the at least one second busbar (9) is mechanically releasably fixable to the respective Einzelpolsegment (4).
5. Läufer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Tragelement (2) zumindest als Abschnitt eines Flansches ausgeführt ist. 5. rotor (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one support element (2) is designed at least as a portion of a flange.
6. Läufer (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 6. rotor (1) according to one of claims 1 to 4,
wobei der Läufer (1) zumindest zwei Tragelemente (2) aufweist , wobei der Läufer (1) zwischen zwei der Tragelemente (2) Dichtelemente zur Abdichtung aufweist. wherein the rotor (1) has at least two support elements (2), wherein the rotor (1) between two of the support elements (2) has sealing elements for sealing.
7. Läufer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das jeweilige Einzelpolsegment (4) einen Segmenthalter (10) aufweist, welcher zwischen dem jeweiligen Polkern (6) und dem zumindest einen Tragelement (2) angeordnet ist. 7. rotor (1) according to any one of the preceding claims, wherein the respective Einzelpolsegment (4) has a segment holder (10) which is arranged between the respective pole core (6) and the at least one support element (2).
8. Elektrische Maschine mit 8. Electric machine with
einem Läufer (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Stator (11) , a rotor (1) according to one of the preceding claims and a stator (11),
wobei der Läufer (1) konzentrisch zum Stator (11) angeordnet ist und die Läufer-Oberfläche (3) zum Stator (11) weist. wherein the rotor (1) is arranged concentrically to the stator (11) and the rotor surface (3) facing the stator (11).
9. Mühle mit einer elektrischen Maschine nach Anspruch 8. 9. Mill with an electric machine according to claim 8.
10. Mühle nach Anspruch 9 mit einem Läufer (1) nach Anspruch 5, 10. Mill according to claim 9 with a rotor (1) according to claim 5,
wobei die Mühle einen Trommelkörper aufweist, wherein the mill has a drum body,
wobei der Abschnitt des Flansches an einem axialen Ende des Trommelkörpers angeordnet ist. wherein the portion of the flange is disposed at an axial end of the drum body.
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