定子中的支撑制造技术

本发明专利技术包括一种具有由板形成的定子（１０）的电机，所述定子（１０）具有外表面（１１）和在轴向（２）上的第一和第二末端（１２），并且所述定子支撑在所述电机的框架（１）上。定子（１０）通过所述外表面（１１）上的材料颈部（２１ａ－ｆ，３１ａ－ｄ，４０ａ－ｄ）而被支撑在定子的两端。在定子两端的颈部（４０ａ－ｄ）的数量是偶数。定子（１０）具有垂直于轴向（２）的垂直对称轴线（７）和垂直于轴向（２）的水平对称轴线（８），并且所述颈部（２１ａ－ｆ，３１ａ－ｄ，４０ａ－ｄ）相对于至少其中一条对称轴线（７，８）是对称地定位的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的目的是根据权利要求1的前序部分的用于支撑电机定子的装置。磁通的基波在电机的转子和定子之间的气隙中产生了旋转力场。这种谐波力场的空间波长是360/2p度，其中p是磁极对的数目。旋转力波是电机操作所需要的一部分，并且基本上不能被减小。另一方面，力波的范围很大，甚至会使很厚的定子背部发生变形。尽管定子组件在垂直于轴的平面上的弹性接近钢的相应值，但是，这种情况也会发生。另一方面，定子的变形具有准静态的性质，因为对应于力波特征形式的频率，例如400Hz，其明显高于激发频率，例如100Hz。激发频率是供给频率的二倍。大型电机的框架结构通常是盒状的。框架结构相对于包含轴线的垂直平面和垂直于穿过中间点的轴线剖面通常是相对称的。然而，电动机相对于包含轴线的水平面通常是不对称的。在这种结构中，存在于定子中的旋转的变形波由于结构和支撑的不对称而在框架结构中产生振动。这些变形表现为例如轴承振动。定子通常包括薄板，其利用例如后轴和焊接而连接在一起。定子最外面的部分形成了定子背部，并且在定子内部具有放置绕组的凹槽。通过使定子背部变厚，或者通过利用外部加强定子的强化结构，可减少定子的变形。然而，这将增加制造阶段的级数，生产成本，机器重量和其空间要求。解决这个问题的另一方法是使定子和框架隔离。隔离的目的是减少传递到框架上的定子变形，以及后续发生的轴承振动。一种用于构造机器的普遍方法是以柔性的方式将振动源悬起来。就定子而言，这受到了定子支撑装置必须能够承受各种情形下的准静态和动态载荷的阻碍。这类负载包括重力、额定转矩和短路转矩。此外，定子部件和其悬架对整个电动机的特征频率和振动性能具有极大的影响。在两倍于供给频率下的振动问题在大型双磁极异步电机中特别显著。更高磁极数量缩短了力场的空间波长，这就减少了定子的变形。本专利技术的目的是创造一种以制造技术方面有利的方式而用于减少电机中的框架和轴承振动的装置。为了达到这个目的，本专利技术由权利要求1的特征部分中所规定的特征来表征特征。本专利技术的一些其它优选的实施例具有从属权利要求中所规定的特征。根据本专利技术，定子支撑并固定在定子组件的末端。这种支撑通过位于定子的外圆周上且具有最小可能周向宽度的材料的周向狭窄的颈部(neck)来实现。同定子轴向长度比较而言，颈部至定子轴向的长度较短。在定子组件末端的颈部数量是偶数。定子具有垂直于轴向的垂直对称轴线和垂直于轴向的水平对称轴线。材料的颈部相对于至少一个对称轴线是对称定位的，或者颈部可相对于这两条对称轴线对称地定位。在优选的解决方案中，颈部定位成靠近垂直于轴向的垂直轴线和垂直于轴向的水平轴线附近。这种支撑装置通过利用框架结构的自然属性而将定子与框架隔离开。此外，支撑装置消除了将旋转的定子变形波传递到框架的水平振动中。一种特别优选的解决方案包括四个位于定子组件末端的材料颈部，该颈部定位在垂直于轴向的垂直轴线和垂直于轴向的水平轴线上。本专利技术并不致力于防止由于力场所造成的椭圆形运动。在根据本专利技术的解决方案中，由于对称和柔性的连接，因而只有少量的振动能量从定子传递到电机的框架上。根据本专利技术的解决方案极大地减小了由于电机的基波磁通而造成的框架和轴承的振动。本专利技术特别改进了在大型双磁极电机中的二阶振动的控制。本专利技术还可用于减少起源于定子中的更高频率的脉冲被传递到框架上而变成可听得到的噪音。根据本专利技术的解决方案并不局限于双磁极电机；其还适合于带更多磁极的异步或同步电机。就制造技术而言，优选具有带四个材料颈部的支撑装置。特别优选的解决方案可通过将四个材料颈部连接在定子端板和中间壁之间来实现。在颈部之间最初被加工成圆形形状的任一表面都可制得更薄。所需要的厚度减少是很小的，例如0.1至2mm。这对于结构刚度并不具有任何显著的影响。具体地说，中间壁的横向刚性仍保持没有变化。此外，狭窄的凹槽并不会造成冷却空气任何显著的穿通流量，否则这将需要堵塞该凹槽。在根据本专利技术的解决方案中，定子定位是简单的，因为连接表面是同心的。颈部的周向宽度和轴向长度由定子传递到电机框架上的极限负载来确定。从定子中心至周边看去的颈部的合适周向宽度是4°-20°，优选为5°-10°。在其中在颈部成形于中间壁上的一个实施例中，就制造技术而言，优选将颈部至轴向的长度尺寸制成与中间壁的厚度相等。在一个实施例中，在颈部是连接在中间壁或端板上的元件的情况下，将颈部的尺寸设置成比中间壁的厚度更长是有效的；例如，颈部的长度是中间壁或端板的厚度的1至6倍。本专利技术中所述的结构就准静态负载方面而言是优选的。当材料的颈部定位在垂直于轴向的垂直轴线和垂直于轴向的水平轴线附近时，它们也靠近框架的侧壁，底板和顶板。结果，在这些板的平面上的连接点的支撑是刚性的。当定子在两端受到四个狭窄的材料颈部的支撑时，可概括地说定子支撑在八个轴向刚性点以及四个垂直和水平的刚性点上。所有这八个连接点在径向方向上本来就是柔性的。如果有必要，通过在如上所规定的支撑点的固有刚性方向进行加强，还可进一步局部地改进这种连接。还可减小径向方向上的刚性。在径向方向上特别优选的解决方案是对框架的径向柔性支撑，所述框架在径向方向上是尽可能刚性的。当根据本专利技术的解决方案通过两个位于定子组件末端上的材料颈部来实现时，优选将颈部定位在垂直于轴向的水平轴线与定子的外表面及定子末端的交点上。在这种情况下，颈部相对于垂直于轴向的垂直对称轴线是对称定位的。在利用六个材料颈部来实现的解决方案中，优选将两个颈部定位在垂直于轴向的水平轴线与定子的外表面以及定子末端的交点上，或者定位在垂直于轴向的垂直轴线与定子的外表面及定子末端的交点上。其余四个颈部定位在定子的外表面与定子末端的交点上，使得所有六个颈部彼此对称。在利用八个颈部的解决方案中，优选将四个颈部定位在垂直于轴向的水平轴线与定子的外表面以及定子末端的交点上，使得这些颈部相互靠近地定位在交点的两边。剩余四个颈部定位在垂直于轴向的垂直轴线和定子的外表面以及定子末端的交点上，使得这些颈部相互靠近地定位在交点的两侧。在这种情况下，颈部相对于垂直于轴向的垂直对称轴线和垂直于轴向的水平对称轴线而对称地定位。本专利技术中所述的结构通过颈部而接受定子上的转矩所强加的负载，并将负载通过顶板，侧壁，底板和框架固定件而传递到底座上。下面将参照附图并借助于一些实施例来更详细地描述本专利技术。附图说明图1显示了框架结构和座标系统图2显示了现有技术的框架变形图3显示了框架变形图4显示了定子支撑的侧视5显示了中间壁上的支撑图6显示了止推环上的支撑图7显示了利用单独支撑部件的支撑图1中显示了电机的框架结构1和适用的座标系统(xyz)。框架被假定为一种盒状结构。框架结构相对于包含轴线2的垂直平面(yz平面)以及垂直于轴线2的剖面(xy平面)是相对称的，其中轴线2包含中间点。电动机及其支撑装置相对于包含轴线2的水平面(xz平面)是不对称的。在双磁极电机中，力场使定子变形，并使其变成椭圆形。图2显示了根据现有技术的、由旋转的椭圆形波强加于框架1上的变形。简单地说，旋转的定子变形椭圆将框架1弯曲成菱形形状，并且造成重力中心的水平的净运动。图3显示了在根据本专利技术的支撑下的框架变形。颈部40a-d的数量是四个。本专利技术并不致力于防止由于力场所造成的定子组件的椭圆形变形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有由板形成的定子（１０）的电机，所述定子（１０）具有外表面（１１）和在轴向（２）上的第一和第二末端（１２），并且所述定子被支撑在所述电机的框架（１）上，其特征在于，所述定子（１０）通过所述外表面（１１）上的材料颈部（２１ａ－ｆ，３１ａ－ｄ，４０ａ－ｄ）而在所述定子的两端（１２）受到支撑，在所述定子两端（１２）的所述颈部（２１ａ－ｆ，３１ａ－ｄ，４０ａ－ｄ）的数量是偶数，所述定子（１０）具有垂直于所述轴向（２）的垂直对称轴线（７）和垂直于所述轴向（２）的水平对称轴线（８），所述颈部（２１ａ－ｆ，３１ａ－ｄ，４０ａ－ｄ）相对于其中至少一条所述对称轴线（７，８）对称地定位。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：T霍洛派南，J罗瓦伊南，I沃尔特泽尔，J赫尔斯坦，
申请(专利权)人：ABB有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]