用于电动机器的具有非圆柱形表面的转子制造技术

本发明专利技术公开一种用于电动机器的具有非圆柱形表面的转子，所述转子是具有经过改型的外表面的电动机器转子。在一些实施例中，所述电动机器转子包括转子主体，该转子主体具有：主轴；极区域，所述极区域具有从转子的旋转轴线至极区域的外表面的非均匀径向距离；以及多个槽，所述多个槽位于转子主体的外表面中，所述多个槽沿转子主体的周向方向间隔开，所述多个槽中的每一个槽都沿转子主体的轴向方向延伸。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种用于电动机器的具有非圆柱形表面的转子，所述转子是具有经过改型的外表面的电动机器转子。在一些实施例中，所述电动机器转子包括转子主体，该转子主体具有：主轴；极区域，所述极区域具有从转子的旋转轴线至极区域的外表面的非均匀径向距离；以及多个槽，所述多个槽位于转子主体的外表面中，所述多个槽沿转子主体的周向方向间隔开，所述多个槽中的每一个槽都沿转子主体的轴向方向延伸。【专利说明】用于电动机器的具有非圆柱形表面的转子
本专利技术中所公开的主题总体涉及电动机器转子。更具体地，本专利技术中所提供的公开涉及具有拥有经过改型的磁路气隙的转子的电动机器。
技术介绍
同步电动机器中的短路比(SCR)是发电机稳定性或者发电机中的磁场随负载的改变而改变的程度的测量结果。较高的SCR将改进电动机器或发电机的稳态稳定性特性。传统上，设计者已通过创造较大的机器或者通过结合极面槽来满足较高的SCR，这些选择中的两个选择都具有与其相关的较高的成本。 用于电动机器的传统转子是大致圆柱形状的，在其外表面和与其相关联的定子的内表面之间具有均匀的径向距离。
技术实现思路
本专利技术的各个实施例包括装置，所述装置适于包括电动机器转子，该电动机器转子具有经过改型的外表面和经过改型的磁路气隙。在一些实施例中，所述装置包括电动机器转子，该电动机器转子包括转子主体，该转子主体具有主轴；极区域(pole reg1ns)，所述极区域具有从转子的旋转轴线至极区域的外表面的非均匀径向距离；以及多个槽，所述多个槽位于转子主体的外表面中，所述多个槽沿转子主体的周向方向间隔开，所述多个槽中的每一个槽都沿转子主体的轴向方向延伸。 本专利技术的第一方面提供一种电动机器转子(dynamoelectric machine rotor),该电动机器转子包括:转子主体，该转子主体具有主轴(spindle);极区域，所述极区域具有从转子的旋转轴线至极区域的外表面的非均匀径向距离；以及多个槽，所述多个槽位于转子主体的外表面中，所述多个槽沿转子主体的周向方向间隔开，所述多个槽中的每一个槽都沿转子主体的轴向方向延伸。 本专利技术的第二方面提供一种电动机器，该电动机器包括:定子；转子，该转子定位在定子内，该转子包括:转子主体，该转子主体具有主轴；极区域，所述极区域具有从转子的旋转轴线至极区域的外表面的非均匀径向距离；以及多个槽，所述多个槽位于转子主体的外表面中，所述多个槽沿转子主体的周向方向间隔开，所述多个槽沿转子主体的轴向方向延伸。 本专利技术的第三方面提供一种电动机器，该电动机器包括:定子；以及转子，该转子定位在定子内，该转子具有扁圆圆柱形横截面，该扁圆圆柱形横截面包括与第二半径正交的第一半径，第一半径和第二半径具有不同长度。该转子包括转子主体，该转子主体具有:主轴；极区域，所述极区域具有从转子的旋转轴线至极区域的外表面的非均匀径向距离；以及多个槽，所述多个槽位于转子主体的外表面中，所述多个槽沿转子主体的周向方向间隔开，所述多个槽沿转子主体的轴向方向延伸。 【专利附图】【附图说明】 通过下文结合示出了本专利技术的各个实施例的附图对本专利技术各个方面的详细描述，本专利技术的这些和其它特征将更加易于理解，在附图中: 图1示出了根据本专利技术的实施例的转子的三维透视图。 图2示出了根据本专利技术的实施例的转子的横截面图。 图3至图4示出了根据本专利技术的实施例的转子的三维透视图。 图5示出了根据本专利技术的实施例的装置的横截面图。 图6示出了根据本专利技术的实施例的转子的横截面图。 应当注意到，本专利技术的附图不必成比例。附图旨在仅示出本专利技术的典型方面，并且因此不应当被认为对本专利技术的范围构成限制。应当理解，附图中具有相似附图标记的元件可以如参照彼此所描述的基本相似。此外，在参照图1至图6所示和所描述的实施例中，相似的附图标记可以代表相似元件。为了清楚起见，省略了对这些元件的过多解释。最后，应当理解，图1至图6的部件及其补充描述可以应用于本说明书中所描述的任何实施例。 【具体实施方式】 本说明书中所公开的主题总体涉及电动机器转子(dynamoelectric machinerotors) 0更具体地，本说明书中所提供的公开涉及具有拥有经过改型的磁路气隙(magnetic air gaps)的转子的电动机器。 短路比(SCR, Short circuit rat1)是电动机器或发电机的重要设计参数。SCR是对发电机稳定性或发电机中的磁场随负载改变而改变的程度的测量结果。较高的SCR将改进稳态稳定性特性，但是可能需要较大的发电机。 如本说明书中所描述的，传统上，设计者已通过创造较大的电动机器或通过结合极面槽来满足较高的SCR，这些选择中的两个选择都具有相关成本。多种常见的电动机器具有处于0.35至0.58的范围内的SCR。相比之下，当与具有在本说明书中被称为“基线转子(baseline rotor) ”的转子的这些传统的电动机器相比时,根据本专利技术的各个实施例的电动机器能够实现从6%到10%的增强的SCR。 本专利技术的各个方面提供增强的电动机器短路比，同时避免了与较大机器相关的成本增加。 如与传统电动机器进一步有所区别的，本说明书中所描述的实施例通过修改转子表面来有助于降低实现较高SCR的成本，而不妥协/损害设计参数中的任何一个。本说明书中所描述的各个实施例通过修改定子与转子之间传统的均匀的磁路气隙来允许短路比增大。根据各个方面对磁路气隙的修改指的是在定子与转子之间产生非均匀径向距离。这些具有经过改型的磁路气隙的创新设计改进了 SCR，而不改变发电机或电动机器的总体尺寸。对磁性气隙的改型可以通过由各种方法来修改传统圆柱形的转子的外表面来完成。根据各个方面的又一个特性是通过将转子构型(profiling)、切削、或开槽至期望程度来使SCR增强至所要求的值。这种改型在设计中提供了灵活性并且能够基于性能、效率和成本需要进行优化。如所述的各个方面不限于2极圆柱形转子电动机器，并且因此能够推广至具有4个极的机器。 各个实施例都包括转子外表面，所述转子外表面可以被描述成单个平坦表面、多个平坦表面、凹形、凸形、椭圆形或多个凹槽。此外，转子主体的形状可以是椭圆形或卵形，因此在定子内表面与转子外表面之间产生非均匀径向距离。 在根据各个方面的电动机器的操作期间，场电流(field current)被施加于转子的励磁绕组(excitat1n winding),以在定子的开路条件下产生额定电压。本领域技术人员应当领会，额定电压(rated voltage)对于给定机器而言是特定的。额定电压典型地可以处于大约9kV至26kV之间，然而，这种值不应当被理解成是限制性的。 同样在操作期间，场电流被施加于转子的励磁绕组，从而在定子的短路状况下产生额定电流。额定电流对于给定机器而言是特定的，并且这种电流的值可以由于机器的不同而发生变化。在存在于定子中的电枢绕组(armature winding)中，SCR由被施加以在开路条件下产生额定电压的场电流的值除以用于在短路状况下产生额定电流的场电流的值来限定。根据各个方面，各个实施例的经过改型的磁路气隙能够对基线转子的SCR实现从6%到10%的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机器转子，所述电动机器转子包括：转子主体，所述转子主体包括：主轴；极区域，所述极区域具有从所述转子的旋转轴线至所述极区域的外表面的非均匀径向距离；以及多个槽，所述多个槽位于所述转子主体的外表面中，所述多个槽沿所述转子主体的周向方向间隔开，所述多个槽中的每一个槽都沿所述转子主体的轴向方向延伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：VSS德瓦拉康达，PR戴维斯，JJ格兰特，PA奎尔，JR亚吉尔斯基，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US