专利名称：电机转子的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机，更具体地涉及电机转子中的装置。
背景技术：
在电机中，绕组经常布置在位于定子内表面和转子外表面的槽中。槽中绕组由位 于定子或转子的槽中的线圈形成。线圈由多个导线层组成。线圈侧部通过位于槽端部的线 圈端部而连接在一起。电机转子的线圈端部需要加强结构来对抗在转子旋转时产生的径向力。这种加强 通常是通过将玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维或碳纤维带或钢线缠绕到线圈端部来形成。在缠 绕的时候，转子绕其旋转轴线旋转，且纤维通过加热台和导向滚轮从供料线圈缠绕到线圈 末端周围。支撑圆柱体安装在线圈端部的内部，从而产生缠绕加强捆扎时的预张力。边缘 条带(edge tape)在进行缠绕前安装，这样缠绕的带不会散开。边缘条带常通过将玻璃纤 维硬环进行树脂化来形成。通过缠绕的加强在专利US 6，029，338中公开。通过缠绕的加强是费时的。在加强处理中的熔炼、加热或者镀锡也耗费制造工时。 由于复杂性，通过缠绕的加强还在质量上具有变化敏感性。转子线圈端部加强的耐用性在转子转速、转子线圈端部质量或者直径大的情况下 受到真正考验。例如，风力发电机要求的旋转速度范围大。阵风风速可能会快速增大，这种 情况下施加在捆扎上的力快速增长到三倍。当负载脱离电网时，转子的旋转速度会快速增 加到额定转速的1.75至2倍。在利用缠绕的加强中，对高速度的耐用性不良。缠绕材料属性是此中原因之一。CN 200610142225. 6公开了利用实捆绑带对线圈端部的加强。通过缠绕或实捆绑带而进行的加强容易干扰冷却气流到达线圈端部，或者在最糟 糕情形下会完全阻止冷却气流到达线圈端部。这造成在加强缠绕带或实捆绑带下方的线圈 端部温度上升。存在对一种允许有效冷却线圈端部的耐用的端部线圈加强的需求。
实用新型内容本实用新型的目的是创造一种用于加强电机转子的线圈端部的装置，其允许有效 冷却线圈端部。为了实现这一点，本实用新型通过本实用新型的特征部分中指定的特征来表征。 本实用新型的一些其他优选实施例还具有在本实用新型中指定的其他特征。在本实用新型的装置中，电机转子绕其旋转轴线旋转且至少包括转子体和线圈， 该线圈突出成线圈端部。捆绑带装配于转子线圈端部的外表面外部的突出梁上，以及在转 子的轴线方向上，捆绑带的第一边缘朝向转子体且捆绑带的第二边缘远离转子体。捆绑带 在内表面上是锥形的。至少两个捆绑带在轴线方向上一个接一个地装配在突出梁上。第一 捆绑带的第一边缘与第二捆绑带的第一边缘相比更靠近该转子体。用于冷却气流的间隙位
3于第一捆绑带的第二边缘和第二捆绑带的第一边缘之间。捆绑带是圆环形状，且是通过使之滑动而安装在线圈端部的外表面之上。在转子 中，捆绑带沿径向方向位于线圈端部之上。捆绑带传送径向力，例如，转子通过突出梁旋转 时产生的离心力。软材料位于突出梁之下，这促进了将捆绑带容易地安装在转子的线圈端部之上。 捆绑带是非弹性的，且根据尺寸精密制造。捆绑带在内表面上是锥形的。线圈端部最初不 是锥形的。当捆绑带在突出梁之上滑动时，突出梁之下的软材料压抵线圈端部。软材料允 许相对自由地选择捆绑带在线圈端部之上的轴向位置，因为它允许捆绑带容易地沿轴线方 向运动。在本实用新型的一个实施例中，捆绑带的第一边缘的内径不相等。第一捆绑带在 第一边缘的内径大于第二捆绑带在第一边缘的内径。这种尺寸确定允许沿轴线方向精确定 位捆绑带。在本实用新型的另一实施例中，捆绑带的轴向长度不相等。在本实用新型的再一实施例中，用于冷却气流的间隙位于转子线圈端部的最外点 和沿轴线方向的最近第二边缘之间。间隙宽度为沿轴线方向的最近捆绑带的20%至85%。在本实用新型的又一实施例中，用于冷却气流的间隙位于转子体和第一捆绑带的 第一边缘之间。间隙宽度为第一捆绑带的轴向长度的20%至85%。在本实用新型的又一实施例中，捆绑带的厚度从捆绑带的第一边缘向第二边缘基 本上恒定地增大。捆绑带的最大厚度于是位于最窄部分，且捆绑带因而在最重要端部是最 牢固的。在本实用新型的又一实施例中，三个捆绑带装配在突出梁上。在本实用新型的又一实施例中，突出梁为长槽楔。槽楔至少沿着线圈端部的绝缘 部分从转子体突出，使得在安装期间绝缘不受损以及捆绑保持就位。槽楔沿着整个转子长 度延伸且它们恰当地保持在槽内。在安装捆绑期间，槽楔作为滑动表面并保护线圈端部绝缘。槽楔可由玻璃纤维制 成，例如，具有需要的耐用性、足够的滑动表面质量以及所需的耐温性能的玻璃纤维。如果 捆绑是由导电材料形成，则槽楔也可以作为绝缘元件。捆绑带的优选锥形比率为1 40至1 50。捆绑带是自紧式的，S卩，捆绑并不需要独立地固定就位，尽管该结构不排斥使用轴 向固定。捆绑带通过张力装配在突出梁上。摩擦力和锥形形状将捆绑带保持就位。在例如 真空压力浸渍的浸渍期间，一些树脂将进入捆绑带和突出梁之间并用作胶剂。本实用新型的方案允许捆绑带根据应用由多种材料制成。本实用新型的线圈端部加强装置促进对线圈端部有效冷却，因为线圈端部并非被 单个捆绑带或缠绕带完全缠绕。线圈端部之上具有不被捆绑带覆盖的自由长度。对于高功 率电机而言，有效冷却是特别重要的。分开的捆绑带被支撑到突出梁，且不直接倚在线圈端 部上。冷却空气可以在捆绑带下方流动通过由两个突出梁、捆绑和线圈端部形成的空气通 道。当捆绑带旋转时，突出梁作为使空气运动更高效的翼部。可以通过对捆绑带制作气孔来加强线圈端部的冷却。对由例如金属纤维或者碳纤 维制成的捆绑带进行分别预制。这允许在将捆绑带安装到线圈端部之上之前对捆绑带打孔。捆绑带可以在安装之前用不同手段检查，例如利用超声波检查，因而改进风力发电机的 质量和可靠性。本实用新型的装置非常适于例如风力发电机。在飞逸情况下应变加载在转子上， 而根据本实用新型的方案可以显著地减少在超速情况下集中在转子上的损坏危险
下面，通过参照附图借助特定实施例，更详细描述本实用新型，其中图1示出具有两个捆绑带的转子；图2示出具有两个捆绑带的另一转子的截面；图3示出具有三个捆绑带的转子；图4a)_图4c)示出图3所示三个捆绑带的截面。
具体实施方式
图1和图2示出用以利用两个捆绑带加强电机转子的线圈端部的装置的实施例。 电机为例如绕线转子发电机。转子1在轴12上绕其旋转轴线r旋转。转子1至少包括转 子体2和线圈3。线圈3在转子1的端部突出为线圈端部4。两个捆绑带5a-5d沿轴线方 向a—个接一个地装配在突出梁6上。突出梁6基本上沿轴线方向a从转子体2突出。位 于突出梁6之下的是软材料11，其促进将捆绑带容易地安装在转子的线圈端部之上。捆绑 带5a-5d是通过使其滑动而安装于由转子线圈端部4形成的外环表面7外部的突出梁6上。 突出梁6作为滑动表面。捆绑带5a-5d沿着突出梁6的外表面平滑地移动，同时保持接触 该外表面。在转子5的轴线方向a中，捆绑带5a、5b的第一边缘8a、8b朝向转子体2且捆绑 带5a、5b的第二边缘9a、9b远离转子体2。捆绑带5a_5g在内表面10上是锥形的。第一捆绑带5a、5c的第一边缘8a、8c与第二捆绑带5b、5d的第一边缘8b、8d相比 更靠近转子体2。用于冷却气流的间隙16a位于第一捆绑带5a、5c的第二边缘9a、9c和第 二捆绑带5b、5d的第一边缘8b、8d之间。捆绑带的第一边缘8e_8g的内径C^dpd3不相等，如图4所示。第一捆绑带5e在 第一边缘8e的内径屯大于第二捆绑带5f在第一边缘8f的内径d2。在所有所示实施例中， 这种尺寸确定允许沿轴线方向a精确定位捆绑带5a_5g。在图1和图2所示装置中，捆绑带5&-5(1的轴向长度巧、 、《4、％不相等。在图3 和图4a)_图4c)中，捆绑带5e_5g的轴向长度W3基本上相等。在图1所示实施例中，用于冷却气流的间隙16b位于转子线圈端部的最外点15和 沿轴线方向的最近第二边缘％之间。间隙宽度L4为包括最近第二边缘9b的捆绑带5b的 轴向长度W4的20%至85%。图1所示的装置的优点为有效地冷却线圈端部4。在所有实施例中，第一捆绑带5a、5c、5e不超过转子体2。用于冷却气流的间隙16c 位于转子体2和第一捆绑带5a、5c、5e的第一边缘8a、8c、8e之间。间隙宽度L3、L5为第一 捆绑带5a、5c、5e的轴向长度w1,w3>w5的20%至85%。在所有实施例中，捆绑带的厚度s从捆绑带的第一边缘8a-8e到第二边缘9a_9e
5基本上恒定地增大。捆绑带的最大厚度s于是位于最窄部分，且捆绑带因而在最重要端部 是最牢固的。图3和图4示出三个捆绑带5e_5g装配在突出梁6上的实施例。转子体2和第一 捆绑带5e之间具有自由宽度L3，第一捆绑带5e和第二捆绑带5f之间具有自由宽度L2,以 及第二捆绑带5f和第三捆绑带5g之间具有自由宽度Liq捆绑带5的内表面10的直径dn、d22、d33从捆绑带5的第一边缘8向第二边缘9 基本上恒定地减小。在图中，突出梁是附加长度的槽楔，其沿轴线方向从转子体2持续延伸。槽楔布置 在槽的径向R外侧，以及在转子1旋转时，槽楔将线圈3保持就位。捆绑带5按压槽楔和线圈端部4，使得它们朝轴12向内轻微弯曲。定心 (centralization)是使用定心环13从转子线圈端部4的内部进行的。定心环13将线圈端 部4和轴12集中在一起，且线圈端部4被压抵定心环13。软构件14装配在定心环13和线 圈端部4之间，以在捆绑带5安装期间防止损伤线圈端部绝缘。图中的捆绑带被绘制为是实的。然而，捆绑带可包含一个或多个气孔。尽管上文描述作为发电机操作的电机，但本实用新型类似地可用于电动机。本实 用新型还可以作用在不同的电机类型和转子解决方案中，例如，直流电机和绕线转子。在上文中，借助特定实施例描述本实用新型。然而，该描述不应被认为是限制本专 利的保护范围；本实用新型的实施例可以在随后权利要求书的范围内变化。。零部件清单1转子；2转子体；3线圈；4线圈端部；5a_5g捆绑带；6突出梁；7外 表面；8a-8g第一边缘；9a-9g第二边缘；10内表面；11软材料；12轴；13定心环；14软构 件；15线圈端部的最外点；16a-16c间隙；a轴线方向；d” d2、d3、dn、d22、d33直径；L” L2, L3, L4、L5长度；R径向方向；r旋转轴线；s厚度；W1、W2、W3长度。
权利要求一种电机转子(1)中的装置，该电机转子绕其旋转轴线(r)旋转且至少包括转子体(2)和线圈(3)，该线圈突出为线圈端部(4)，以及捆绑带(5a 5g)装配于该转子线圈端部(4)的外表面(7)外部的突出梁(6)上，以及在该转子(1)的轴线方向(a)上，该捆绑带(5a 5g)的第一边缘(8a 8g)朝向该转子体(2)且该捆绑带(5a 5g)的第二边缘(9a 9g)远离该转子体(2)，且该捆绑带(5)在内表面(10)上是锥形的，其特征在于，至少两个捆绑带(5a 5g)沿该轴线方向(a)一个接一个地装配在该突出梁(6)上，以及第一捆绑带(5a 5g)的第一边缘(8a 8g)与第二捆绑带(5a 5g)的第一边缘(8a 8g)相比更靠近该转子体(2)，以及用于冷却气流的间隙(16a)位于该第一捆绑带(5a 5g)的第二边缘(9a 9g)和该第二捆绑带(5a 5g)的第一边缘(8a 8g)之间。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于，该捆绑带(5a-5g)的第一边缘(8a-8g)的内径 ((I1U2U3)不相等。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于，该捆绑带(5a-5g)的轴向长度(Wl、w2,w3)不相等。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于，用于冷却气流的间隙(16b)位于该线圈端部 (4)的最外点(15)和沿该轴线方向(a)的最近第二边缘(9a-9g)之间，该间隙(16b)的宽 度(L4)为包括该最近第二边缘(9a-9g)的该捆绑带(5a-5g)的轴向长度的20%至85%。
5.根据权利要求1的装置，其特征在于，用于冷却气流的间隙(16c)位于该转子体(2) 和该第一捆绑带(5a_5g)的第一边缘(8a-8g)之间，该间隙宽度(L3、L5)为该第一捆绑带的 轴向长度的20%至85%。
6.根据权利要求1的装置，其特征在于，该捆绑带(5a-5g)的厚度(s)从该捆绑带 (5a-5g)的第一边缘(8a_8g)向第二边缘(9a_9g)，恒定地增大。
7.根据权利要求1的装置，其特征在于，三个捆绑带(5a-5g)装配在该突出梁(6)上。
8.根据权利要求1的装置，其特征在于，该捆绑带(9)的锥形比率为1 40至1 50。
9.根据权利要求1的装置，其特征在于，该突出梁(6)为槽楔。
10.根据权利要求1的装置，其特征在于，该电机为绕线转子发电机或者绕线转子电动机。
专利摘要本实用新型公开了一种电机转子中的装置，其中电机转子绕其旋转轴线旋转且至少包括转子体和线圈，该线圈突出为线圈端部。捆绑带装配于转子线圈端部的外表面外部的突出梁上，以及在转子的轴线方向上，捆绑带的第一边缘朝向转子体，且捆绑带的第二边缘远离转子体。捆绑带在内表面上是锥形的。至少两个捆绑带沿轴线方向一个接一个地装配在突出梁上。与第二捆绑带的第一边缘相比，第一捆绑带的第一边缘更靠近该转子体。用于冷却气流的间隙位于第一捆绑带的第二边缘和第二捆绑带的第一边缘之间。
文档编号H02K3/51GK201656613SQ20102019081
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年4月19日
发明者O·科波南, Y·特伊利南 申请人:Abb有限公司