用于旋转电机的转子制造技术

本发明专利技术提供了一种用于旋转电机的转子（１），所述转子沿着纵轴（Ｘ）延伸，并且包括：至少两个磁极，在所述至少两个磁极之间界定极间空间（Ｅ）；以及绕组（５），由绕在所述磁极上的电导体（４）构成，所述绕组（５）包括沿着所述转子的纵轴（Ｘ）延伸的直部（６）；所述转子的至少一个磁极包括沿着至少部分所述直部（６）布置在所述绕组（５）的至少两个导体组（４１，４２）之间的间隔器（１０），从而在所述两个导体组（４１，４２）之间形成至少一个冷却通道（１２），使得冷却流体能够在所述绕组（５）内纵向和／或横向流动，所述间隔器（１０）包括呈现中空截面、至少部分界定所述冷却通道（１２）的至少一个间隔元件（１１，１１ｉ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供了一种用于旋转电机的绕线转子。更具体但非排他性地说，本专利技术应用于冷却转子绕组，特别是单相或多相、转速范 围为0到6000转每分(rpm)、运行功率小于或等于25兆瓦(MW)的开放式旋转电机中的转子绕组。
技术介绍
术语“开放式旋转电机”指的是用取自电机外部的气流进行冷却的电机。为了冷却转子绕组，已知的方式是在绕组上设置有通风的外伸部分和通过夹具固 定到位的平行于电机旋转轴延伸的绕组部分，也叫“直部”。美国专利No. 4513218公开了一种利用绕组的直部中留出的缝隙使冷却流体循环 的方法。美国专利No. 6661133披露了在绕组和构成转子磁极主体的磁片之间设置一个通 道，该通道沿绕组的直部延伸，其中流过冷却流体。专利申请GB2425662披露了一种用于旋转电机的转子，该转子的磁极外面绕有电 导体的绕组。在两组绕组导体之间设置有实心条。需要进一步改善对旋转电机绕组的冷却。
技术实现思路
本专利技术的某些方面提供了一种用于旋转电机的转子，该转子沿着纵轴延伸并且包 括至少两个磁极，在该至少两个磁极之间形成极间空间；以及电导体绕组，绕制在所述磁极周围，所述绕组包括沿所述转子的纵轴延伸的直 部；所述转子的至少一个磁极，特别是所述转子的每个磁极，包括一个间隔器，该间隔 器设置在所述绕组的至少两组导体之间的所述直部的至少一部分，从而在该两组导体之间 构成至少一个冷却通道，使得冷却流体能够在所述绕组内部纵向和/或横向流动。本专利技术意图改善绕组内部的热交换，并意图通过将绕组辟分为导体组，在该导体 组之间冷却流体可以流动，来显著改善转子冷却的热效力，同时实现起来相对简单。术语“导体组”要广义地理解，其中在本专利技术意义上的导体组从垂直于转子纵轴的 横截面看，其截面由一个或多个电导体构成，优选为10-300个电导体组成，这些导体在本 组中可以彼此接触。两个相邻组之间由于间隔器所形成的间隔范围可以是2-40mm，冷却流 体可以沿40-4000mm2截面的冷却通道流动。冷却通道的最大横向尺寸例如可以在10-200mm 范围内。当冷却流体为空气时，冷却通道称为“通风通道”。尽管本专利技术不限于用空气作为冷却介质，在下文中也采用术语“通风通道”。举例来说，转子的至少一个磁极，例如每个磁极，包括间隔器，该间隔器沿着绕组 直部的至少部分长度，例如一半甚至全部连续延伸，使得通风通道只允许冷却流体在绕组 内纵向流动。举例来说，间隔器包括沿着直部的至少部分长度，例如沿着直部的至少一半长度 连续延伸的支撑件，并且通风通道被所述支撑件侧向封闭，从而防止冷却流体横向流动。这样的间隔器可以具有全部沿着纵轴在两个导体组之间连续延伸的单个间隔元 件。在另一方案中，间隔器包括沿纵轴布置的多个间隔元件，这些间隔元件例如沿着 通风通道按照例如10到200mm范围的恒定间距(在两个相邻间隔元件的中心之间测量时) 分开布置。由于相邻间隔元件之间不连续，因此包括多个间隔元件的间隔器可以增加绕组的 电导体与冷却流体之间的热交换面积，进而可以进一步改善绕组的冷却。在另一方案中，结合以上所述，转子的至少一个磁极或者甚至每个磁极可以包括 沿着直部长度的至少一部分，特别是一半甚至全部断续延伸的间隔器，从而提供能够使冷 却流体在绕组内横向和纵向流动的至少一个通风通道。举例来说，间隔器包括例如沿着纵轴置于极间空间中的多个支撑元件，每个支撑 元件包括一个间隔元件，并且可以沿着纵轴有规则放置。禾Ij用这样的间隔器，通风通道可以在每个支撑元件的高度例如仅侧向封闭。在两 个支撑元件之间，可以使冷却流体在通风通道中例如横向流动，由此能够进一步改善对绕 组导体的冷却。间隔元件可以有中空的截面，至少部分界定通风通道。这有利于冷却流体流动并 且限制转子的压头损失。间隔元件在其部分长度上，特别是全部长度上可以存在扰流器，这些扰流器凸起 进入通风通道。这样的扰流器可以在通风通道内形成调节板，并起扰流器的作用，从而通过 增加间隔器与冷却流体之间的热交换率和热交换面积来进一步改善热交换。举例来说，扰流器可以在通风通道的至少部分高度上延伸，特别是在通风通道的 全部高度上延伸。在本专利技术的一个实施例中，所述间隔器包括利用插入绕组的两个导体组之间的直 部的一个或多个止动件形成的间隔元件。所述止动件可以是中空的，也可以是实心的。在本专利技术的另一实施例中，间隔器结合在用于将导体夹持到直部中的一个系统 中。在本专利技术的另一实施例中，间隔器包括由与转子的磁片(例如每层转子磁片)形 成整体的凸起构成的间隔元件，由此可以避免引入用于形成通风通道的附加部件，并进一 步改善转子的磁片与冷却流体之间的热交换。这些凸起可以是中空的，也可以是实心的。间隔器可以包括位于与转子的一个磁极关联的绕组的至少两个不同电导体组之 间的两个间隔元件，这些间隔元件界定至少两个叠置的通风通道。当平行于磁极延伸方向的轴线测量时，在磁极绕组的直部内形成的通风通道的累 积总高度与转子的对应槽中的绕组电导体的总高度的比值可以为例如到50%，特别是 10%到 30%。当垂直于磁极延伸方向的轴线测量时，在绕组的直部内形成的通风通道的宽度与 槽的宽度的比值可以例如大于20%，特别是大于70%，从而有利于冷却流体在通风通道内 流动。举例来说，转子磁极为凸极，每个磁极包括极身和极靴，并且转子的至少一个磁极 (特别是每个磁极)的绕组的直部中的间隔器可以包括沿着至少部分直部(特别是沿着直 部长度的至少一半或者全部)布置在绕组的导体组与极靴之间的至少一个第二间隔元件。转子的至少一个磁极(特别是转子的每个磁极)的绕组的直部中的间隔器可以包 括沿着至少一部分直部(特别是沿着直部长度的至少一半或者全部)布置在绕组的导体组 与极间空间的底部之间的至少一个第三间隔元件。转子的至少一个磁极(特别是转子的每个磁极)的绕组的直部中的间隔器可以包 括沿着至少一部分直部(特别是沿着直部长度的至少一半或者全部)布置在绕组的导体组 与极身之间的至少一个第四间隔元件。这样，每个磁极可以获得在绕组的直部内纵向和/或横向的冷却流体流，在绕组 与磁极极靴之间的冷却流体流、在绕组与极间空间的底部之间的冷却流体流以及在绕组直 部与极身之间的冷却流体流。磁极绕组的直部可以包括至少四个通风通道两个导体组之 间的至少一个通风通道、绕组与极靴之间的通风通道、绕组与极间空间的底部之间的通风 通道以及绕组与极身之间的通风通道。直部中的间隔器可以包括如上所述的仅一个第二间隔元件和/或仅一个第三间 隔元件和/或仅一个第四间隔元件。在另一方案中，直部中的间隔器可以包括沿着至少部分直部(例如沿着直部长度 的至少一半甚至全部)可选地有规律地分开布置的多个第二和/或第三和/或第四间隔元 件。所述第二和/或第三和/或第四间隔元件可以具有实心的或中空的截面。转子的至少一个磁极可以包括在绕组伸出部中的至少一个间隔器，该间隔器位于 绕组外伸部的至少两个导体组之间。绕组外伸部中这样的间隔器可以利用如固定到绕组外伸部的主托架上的端件形 成。按照其他方面，本专利技术还提供包括如上所述的转子的旋转电机。举例来说，所述冷却流体是空气。为了在各通风通道中建立压力气流，该电机可以 有一个或多个可选地由转子驱动的风扇。附图说明通过参照附图并且阅读以下对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于旋转电机的转子（１），所述转子沿着纵轴（Ｘ）延伸，并且包括：.至少两个磁极，在所述至少两个磁极之间界定极间空间（Ｅ）；以及.绕组（５），由绕在所述磁极上的电导体（４）构成，所述绕组（５）包括沿着所述转子的纵轴（Ｘ）延伸的直部（６）；所述转子的至少一个磁极包括沿着至少部分所述直部（６）布置在所述绕组（５）的至少两个导体组（４↓［１］，４↓［２］）之间的间隔器（１０），从而在所述两个导体组（４↓［１］，４↓［２］）之间形成至少一个冷却通道（１２），使得冷却流体能够在所述绕组（５）内纵向和／或横向流动，所述间隔器（１０）包括呈现中空截面、至少部分界定所述冷却通道（１２）的至少一个间隔元件（１１，１１↓［ｉ］）。

【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：亚历克西斯迪托，
申请(专利权)人：利莱森玛发电机有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]