电气机器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电气机器的组件，比如转子或者定子（1）。所述组件包括多个轴向邻近的叠片堆叠（4）。至少一对邻近的堆叠被间隔件装置（6）在轴向间隔开，从而用于冷却流体，例如空气，的通道或者管道在所述至少一对邻近的堆叠之间被形成。所述间隔件装置（6）包括金属纤维（10）的多孔结构垫（8）。所述冷却流体可以流动穿过在所述纤维（10）之间的空间或者空隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电气机器(例如，电动机或者发电机)，并且特别地涉及ー种具有冷却通道或者管道的电气机器。
技术介绍
通过将环形的叠片压在一起来生产用于电气机器的叠片组件是已知的。叠片典型地由一般被提供有绝缘涂层的电エ级钢(electrical grade steel)片组成。姆个环形的叠片可以由单ー构件形成或者所述每个环形的叠片的本身可以具有分段的构造，其中所述的该些分段例如在大体上径向延伸的边缘处彼此邻接。在常规的结构中，叠片以轴向段的方式被提供，在每个段中具有多个堆叠的叠片。在每个段之间，可以为冷却流体(例如，空气)提供通道或者管道，所述通道或者管道大体上径向延伸。更特定地，在具有转子和定子的电气机器中，通道的径向的内部或者外部端将与在转子和定子之间的空气间隙连通。通过使用如梁或者柱形构件(后一种类型通常被称作销)的间隔件来形成这些通道是已知的。这种间隔件以机械方式或者通过焊接(例如点焊)被附着到一个段的端叠片的表面。于是，间隔件邻接相邻段的邻近的端叠片的表面，来限定在所述相邻段的邻近的端叠片的表面之间的通道。这种间隔件的生产和附接是ー个复杂和昂贵的任务，即便是使用如销那样的单个通常大量生产的部件的情况也是如此。由多个以预先确定的模式排列的销限定的通道在冷却效率方面提供某些优点，但仍需要大的空气流率来冷却叠置的组件。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于电气机器的组件，所述组件包括多个轴向邻近的叠片堆叠，其中至少ー对邻近的堆叠被间隔件装置间隔开，间隔件装置典型地被排列在邻近堆叠的面对的叠片之间，从而用于冷却流体的通道在至少ー对邻近的堆叠之间被形成，间隔件装置包括金属纤维的多孔结构垫。间隔件装置优选地与邻近堆叠的面对的叠片邻接。在特定的结构中，间隔件装置还可以包括至少ー个金属面板，所述金属面板被连接到纤维垫以形成片材。ー对金属面板可以被连接到纤维垫的相反的表面，从而纤维垫被夹在所述对金属面板之间以形成片材的芯。金属面板可以由各种各样的金属(比如不锈钢、钢、铝和钛)来制成。金属面板的厚度可以依据特定的要求来选择。纤维垫由如在剑桥大学技术服务有限公司作为申请人的US 2003/0082335中大体上描述的纤维的多孔网状组织构成。纤维可以随机地或者有规律地被排列。如果纤维有规律地(或者非随机地)被定向，那么纤维垫的性能(例如，其热导性或者导电性)可以被选择为各向异性的。纤维垫的结构完整性是由这样的方式所致，即在所述方式中纤维被牢固地连接到相邻的纤維，并且在片材的情况下所述纤维被牢固地连接到金属面板。纤维可以通过任何适合的技术来连接，举例而言，比如粘合(例如，通过粘合剤)、钎焊或者烧结。纤维垫可以被预先成型并且然后被连接到金属面板以形成片材。纤维可以由不锈钢或者其他金属，比如钢、招和钛，来制成。用于纤维的特别适合的材料被认为是奥氏体不锈钢级316L。纤维的平均长度和直径可以依据特定的要求来选择。纤维垫优选地具有相对开放的结构(open structure),从而冷却流体可以通过在纤维之间的空间自由地流动。由纤维占据的体积百分比和纤维垫的厚度可以依据特定的要求来选择。纤维垫具有高的抗压强度，所述高的抗压强度是通过金属面板的添加来增强的。由于纤维垫的大的表面积，纤维垫还可以具有非常高的传热能力，并且，由于当冷却流体通过纤维之间的空间流动时纤维的多孔网状组织限制了热边界层的形成，所述纤维垫还可以具有闻的传热系数。提闻的热性能允许减小冷却流体通过组件的流率。提高的热性能意味着，当提供相当的冷却水平时，本专利技术的间隔件装置可以被制得薄于传统的间隔件装置(比如销)。这意味着组件的物理尺寸可以被减小，导致在体积和成本两者上都相应地减小。由于便于制造(由于不需要将间隔件装置点焊到端部叠片的表面，生产时间被显著地缩短)，进ー步的成本节约是可能的。间隔件装置可以由任何适合的方法形成，例如，激光切割或者诸如此类，或者所述间隔件装置可以从预成型的纤维垫或者预成型的片材冲压形成。一旦间隔件装置被形成，然后它们被放置在组件之内，典型地在每对轴向邻近的叠片堆叠之间以为冷却流体形成多个轴向间隔的通道。间隔件装置通常在一压カ载荷(compressive load)之下被保持在组件之内，所述压カ载荷将间_件装置和叠片堆叠整合成一核心件。在一些结构中，间隔件装置可以包括纤维垫的轴向堆叠，所述纤维垫的轴向堆叠中的一些可以选择性地被连接到至少ー个金属面板，即，依据特定的要求，轴向堆叠可以包括纤维垫和片材层的组合。这允许在不必增加纤维垫或者片材厚度的情况下，在邻近的堆叠之间提供更宽的通道。间隔件装置可以被固定到邻近堆叠的面对的叠片，或者简单地由施加的压カ载荷保持在组件之内的位置。间隔件装置可以被定形状和尺寸来填充在至少ー对邻近的堆叠之间的通道的全部或者仅填充所述在至少ー对邻近的堆叠之间的通道的一部分。间隔件装置将优选地被基本上均匀分布在通道之内并且必须能够承受任何施加的压カ载荷。如果通道包括间隙，在所述间隙没有纤维垫或者片材，那么冷却流体不但可以通过间隔件装置流动而且可以通过这些间隙流动。可替代地，任何在间隔件装置之间的间隙可以被填充，从而冷却流体仅被允许通过间隔件装置流动。间隔件装置和/或在间隔件装置之间的间隙可以以预先确定的模式被排列在通道之内，以实现预先确定的冷却效果。适合的纤维垫和片材分别是从英国，NG166NT，诺丁汉郡，平克斯顿，布洛克希尔路的纤维技术有限公司(Fibre Technology Ltd),以商品名FIBRESHEET和FIBREC0RE在市场上可获得的。虽然所述纤维垫和片材是已知的，但是它们的目的是被用于这样的构造(例如，飞机或者车辆零件的制造)中，其中特别强调它们的低体积以及高強度和刚度的机械性能。纤维垫的多孔开放结构先前没有被利用来用作冷却流体的通道。组件例如可以是用于电气机器的转子或者定子。本专利技术还提供ー种冷却用于电气机器的组件的方法，所述组件包括多个轴向邻近的叠片堆叠，其中至少ー对邻近的堆叠被间隔件装置间隔开，从而用于冷却流体的通道在所述至少一对邻近的堆叠之间被形成，所述间隔件装置包括金属纤维的多孔结构垫，所述方法包括使冷却流体穿过所述垫的所述金属纤维之间的空间来冷却所述邻近的堆叠。附图说明图1是通过旋转电气机器的定子芯(stator core)的横截面，所述旋转电气机器具有限定来用于冷却空气的通道的根据本专利技术的间隔件装置；图2是具有第一种类型的间隔件装置的图1的定子芯的详细视图；以及图3是具有第二种类型的间隔件装置的图1的定子芯的详细视图。旋转电气机器的定子芯I是由多个环形的叠片2建立的，所述多个环形的叠片2典型地由一般具有绝缘涂层的电エ级钢片组成。叠片以轴向段4的方式被提供，在每个段中具有多个堆叠的叠片2。叠片段4通过间隔件装置6是轴向间隔开的。在图2中，间隔件装置由单层FIBRESHEET材料构成，所述单层FIBRESHEET材料呈具有不锈钢纤维10的多孔网状组织的纤维垫8的形式。在图3中，间隔件装置由单层FIBREC0RE材料构成，所述FIBREC0RE材料呈具有不锈钢纤维14的多孔网状组织的纤维垫12的形式，所述纤维垫12被夹在ー对不锈钢金属面板16、18之间，并且被连接到所述对不锈钢金属面板16、18本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.06 EP 10003692.01.一种用于电气机器的组件(I)，所述组件(I)包括多个轴向邻近的叠片堆叠(4)，其中至少ー对邻近的堆叠被间隔件装置(6)间隔开，从而用于冷却流体的通道在所述至少一对邻近的堆叠之间被形成，所述间隔件装置(6)包括金属纤维(10 ;14)的多孔结构垫(8;12)。2.根据权利要求1的组件(1)，其中所述垫(12)被连接到金属面板(16)。3.根据权利要求1或2的组件(1)，其中所述垫(12)被夹在ー对金属面板(16、18)之间，并且被连接到所述对金属面板(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·格里尔，
申请(专利权)人：GE能源动力科孚德技术有限公司，
类型：
国别省市：