专利名称：具有模块化的有源线圈部分的电磁旋转机器以及用于这类机器的模块的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及电磁旋转机器的领域。具体来说，本发明针对于具有模块化的有源线圈部分的电磁旋转机器以及用于这类机器的模块。
进旦 冃月^例如发电机和电动机等某些旋转机器具有多个有源部分，这些有源部分是电磁有源的，用于实现参与电力和/或扭矩的产生的目的，这取决于机器的类型/用途。这些机器可以非常大，例如，具有数米以及甚至数十米左右的直径。这类大型机器在其建构、装运和安装方面会面临一些问题，尤其是在这些机器是在远离制造设施的场所而被建构时。当有源部分的若干零件失效并且需要更换时，这类大型机器还可能会产生维修方面的问题。
公开内容的概要在一个实 现方式中，本披露针对于一种电磁旋转机器。该电磁旋转机器包括第一有源部分和第二有源部分，其中该第一有源部分和第二有源部分中的至少一者在该电磁旋转机器的操作期间围绕一个操作旋转轴线相对于该第一有源部分和第二有源部分中的另一者旋转，该第一有源部分包括:一个有源线圈组件，该有源线圈组件具有被配置成面向该第二有源部分的一个第一侧和与该第一侧间隔开的一个第二侧，该有源线圈组件包括该第二侧上的多个凹进的插口片段；以及至少一个冷却剂导管，该至少一个冷却剂导管啮合在该多个凹进的插口片段中。在另一实现方式中，本披露针对于一种电磁旋转机器。该电磁旋转机器包括第一有源部分和第二有源部分，其中该第一有源部分和第二有源部分中的至少一者在该电磁旋转机器的操作期间围绕一个操作旋转轴线相对于该第一有源部分和第二有源部分中的另一者旋转，该第一有源部分包括:一个支撑框架，该支撑框架具有一个模块容纳区以及彼此间隔开的第一末端和第二末端；以及一个圆形有源部分，该圆形有源部分被该支撑框架支撑在该模块容纳区中，所述圆形有源部分包括:多个模块，每个模块形成该圆形有源部分的一个弓形片段并且经由一个滑动互锁系统与该支撑框架啮合，其中，在与该支撑框架啮合之前，该多个模块中的每一者包括:一个核心，该核心具有一个背部以及从该背部延伸的至少一个齿状物；以及至少一个电线圈，该至少一个电线圈对应地分别围绕该至少一个齿状物中的每一者。在再另一个实现方式中，本披露针对于一种用于电磁旋转机器的有源部分的模块，该电磁旋转机器具有用于支撑该有源部分的一个支撑框架，其中该有源部分具有圆形形状。该模块包括一个核心，该核心形成该有源部分的该圆形形状的一个弧形片段，该核心包括:一个背部，该背部具有一个第一侧，与该第一侧间隔开的一个第二侧、一个第三侧、与该第三侧间隔开的一个第四侧、一个第一末端、以及沿着该弧形片段与所述第一末端间隔开的一个第二末端；以及至少一个齿状物，该至少一个齿状物在该第一侧上从该背部延伸；至少一个电线圈，该至少一个电线圈对应地分别围绕该至少一个齿状物中的每一者；以及在该核心的第二侧上的至少一个滑动互锁特征，该至少一个滑动互锁特征被配置成对应地分别可滑动地啮合该电磁旋转机器的该支撑框架上的至少一个相配的滑动互锁特征。在又另一个实现方式中，本披露针对于一种用于电磁旋转机器的有源部分的模块，该电磁旋转机器具有用于该有源部分的一个支撑框架，其中该有源部分具有圆形形状。该模块包括一个核心，该核心形成该有源部分的该圆形形状的一个弧形片段，该核心包括:一个背部，该背部具有一个第一侧，与该第一侧间隔开的一个第二侧、一个第三侧、与该第三侧间隔开的一个第四侧、一个第一末端、以及沿着该弧形片段与该第一末端间隔开的一个第二末端；以及至少一个齿状物，该至少一个齿状物在该第一侧上从该背部延伸；至少一个电线圈，该至少一个电线圈对应地分别围绕该至少一个齿状物中的每一者；以及至少一个冷却剂导管，该至少一个冷却剂导管被集成到该核心中。
附图简要说明为了实现说明本发明的目的，附图示出了本发明的一个或多个实施方式的多个方面。然而，应该理解，本发明不限于附图中所示的精确的安排和器械，在附图中:
图1是具有模块化的有源部分的电磁旋转机器的部分图解视图/部分示意 图2是图1的有源部分的多个模块中的一者的放大透视 图3是沿着图2的线3-3取得的截面视 图4是沿着图2的线4-4进行切割的图2的有源部分模块的剖切透视 图5是经由滑动互锁系统与图1的支撑框架啮合的图2的有源部分模块的T形条中的一者的放大截面视 图6是沿着图1的线6-6取得的模块支撑框架的放大视 图7A至图7C是可以用于将一个有源部分模块紧固到对应的支撑框架上的替代性滑动互锁系统的截面视 图8是示出该冷却剂导管和冷却剂导管啮合在其中的对应的凹进插口片段的图4的部分核心的放大详细视 图9是包括大部分位于核心的界限内的冷却剂导管容纳凹进插口的替代性有源部分模块的背侧的平面 图10是具有由可滑动地安装在支撑框架的外周边上的多个有源部分模块构成的圆柱形有源部分的电磁旋转机器的多个部件的部分端视图/部分示意 图11是具有多个圆柱形有源部分的电磁旋转机器的多个部件的部分端视图/部分示意图，每个圆柱形有源部分包括与支撑框架可滑动地啮合的多个模块；
图12是具有环形有源部分的电磁旋转机器的多个部件的部分侧视图/部分示意图，该环形有源部分包括与一个支撑框架可滑动地啮合的多个有源部分模块；
图13是图12的机器的该多个有源部分模块中的一者的背侧的放大视 图14是从图13的有利位置VP的观察到的图13的有源部分模块的端视图；并且图15是与支撑框架啮合且被紧固到支撑框架上的一对替代性有源部分模块的截面部分视图。
详细说明现在参看附图，图1展示了根据本发明制成的电磁旋转机器100的主要部件。机器100包括第一有源部分104和第二有源部分108，这两个有源部分是圆形的，并且这两个有源部分中的至少一者可在操作期间围绕操作旋转轴线112相对于另一者旋转，从而促成机器的功能性。在所示的实例中，第一有源部分104包括多个电线圈116(这些电线圈中仅有一些被标记，以免混乱)，并且第二有源部分108包括在这里是由多个永久磁体124提供的多个极120 (类似地，仅有一些被标记)。(应注意，在其他实施例中，可以由电磁体或者永久磁体和电磁体的组合来提供多个极。)本领域的普通技术人员将了解，机器100可以充当发电机或充当电动机，这一般取决于是将外扭矩施加到机器，还是扭矩是由第一有源部分104与第二有源部分108之间的电磁相互作用产生。电磁旋转机器100包括众多有用特征，包括第一有源部分104被分段为多个可容易更换的模块，在此实例中被分段为六个等同的模块128 (示出了五个模块，未呈现第六个模块)，并且第一有源部分包括多个集成式冷却系统部件，在这里是被集成到这些单独模块中的冷却导管132。本披露所传授的模块性的优点包括以下事实:大型电磁旋转机器(例如，具有数米和数十米计的直径的机器)可以被模块化为大小可管理的而且是集成的多个模块。这些模块中的每一者可以包括完成有源部分所需的几乎全部必需的电气和/或冷却部件，在一些情况下，完成邻近模块之间的连接和/或完成到对应电气和/或冷却系统的连接所需的零件除外。这种模块性不仅有助于装运和处置，而且还有助于组装。这些优点对于各种类型的应用来说可以是非常重要的，例如对于用于商业规模的风电单元和水电站的大型发电机来说。下文详细描述前述和其他特征。然而，在描述这些特征之前，首先描述图1中所示的特定实例的额外细节，让读者对此实例以及此实例的特征如何可以被一般化到其他实施例有更好的理解。在此实例中，电磁旋转机器100`是三电相机器,其中三个相位A、B、C在第一有源部分104周围顺序地重复。第一有源部分104是总共具有60个电线圈116的固定的电线圈类型定子，这些电线圈被均匀地分在六个模块中，以使得每个模块128具有10个线圈。在此安排下，如下将相位安排在六个模块128中。
模块I模块2模块3
I ABCABCABCA | | BCABCABCAB | | CABCABCABC |
模块4模块5模块6
I ABCABCABCA | | BCABCABCAB | | CABCABCABC |
此相位安排(其中模块128之间的断点发生在不同对的相位之间)是基于在以下美国专利申请中所披露的原理来选择:2011年9月22日申请的并且标题为“具有低扭矩波动和低齿槽扭矩特性的电磁机器(Electromechanical Machines Having Low Torque Ripple AndLow Cogging Torque Characteristics)” 的第 13/240，731 号美国专利申请,该美国专利申请中关于模块化电磁旋转机器的有源部分(包括选择模块断点以及这些模块的设计)的传授以引用的方式结合在此。本领域的普通技术人员将了解，虽然本实例涉及三个电相位、60个电线圈116和六个等同模块128，但在此所披露的特征可适用于具有任何数目的电相位、任何数目的电线圈以及任何数目的模块的有源部分，前提是每个模块具有至少一个线圈。应注意，这些模块不需要在线圈的数目方面和/或在一个或多个其他特征(例如，冷却特征、支撑特征等)方面彼此等同。第一有源部分104以及因此每个模块128被一个合适的支撑结构136支撑。如将在下文示范，在此实施例中，模块128可经由滑动互锁系统140与支撑框架136个别地可滑动地啮合，滑动互锁系统140利用这些模块中的每一者上的滑动互锁特征144(出于方便起见，仅以虚线示出和标记了一个)以及支撑框架上的对应的相配的滑动互锁特征148 (同样，仅展示且标记了一些)。在此实施例中，滑动互锁系统140允许个别模块128在平行于操作旋转轴线112的方向上与支撑框架136可滑动地啮合和脱离。应注意，圆形的第一有源部分104在此被称作是“圆柱形的”，其中此术语是关于线圈116的纵向轴线平行于操作旋转轴线112。如下文结合图12到图14所看到，可以根据本披露而模块化的其他圆形有源部分包括:环形有源部分，即，其中电线圈的纵向轴线对于机器的操作旋转轴线大部分是径向的有源部分；以及截头圆锥有源部分，即，其中电线圈的纵向轴线相对于操作旋转轴线在沿着那个轴线的方向上是歪斜的有源部分。在所示的实施例中，支撑框架136是固定的，使得第一有源部分104是机器100的定子。对应地，含有多个极120的第二有源部分108可相对于第一有源部分104旋转，并且在此实例中形成由一个中心轴154支撑的整个转子150的部分。如上文所提到的，第二有源部分108包括提供多个极120的多个磁体124。在此特定实例中，机器100具有为1/2的q，即，每个极每个相位的槽的数目，使得第二有源部分具有40个极。当然，在其他设计中，极数目可以不同。如上文所提到的，第二有源部分108的极120不需要由多个永久磁体124提供。而是，极120可由多个电磁体(未示出)提供。在极是由多个电磁体提供的实施例中，也可将在此相对于第一有源部分104披露的特征(例如，模块性特征)应用于电磁体极类型的有源部分。出于完整性起见，示例性电磁旋转机器100的一些其他部分包括一个电气系统152、一个循环冷却剂类型冷却系统156，以及一个控制系统160。电气系统152与第一有源部分104电联结，并且处置提供给第一有源部分和/或从第一有源部分接收的电力。本领域的普通技术人员将了解，电气系统152的设计将受众多因素影响，包括(但不限于)机器100所属的机器类型(例如，发电机、电动机，或两者)、机器的额定功率/扭矩，以及第一有源部分104的配置(例如，叠绕组的数目、相位的数目、线圈的数目、线圈之间的电气连接性等)，以及其他。循环冷却剂类型冷却系统156也可以通过众多方式改变，包括所使用的冷却剂的类型、冷却容量，以及从第一定子部分104散热的方式，以及其他。应注意，在一些实施例中，讨论中的电磁旋转机器根本不需要包括循环冷却剂类型冷却系统。例如，在一些环境中，根据本披露制成的电磁旋转机器的一些实施方案可提供所需的任何以及全部散热，而不需要有源冷却系统，例如循环冷却剂类型冷却系统156。虽然在此实施例中机器100配备有循环冷却剂类型冷却系统156，但应理解，包括在此所披露的各种其他特征和方面的替代性实施方案可以通过其他方式来冷却，例如通过空气冷却或者热板冷却。本领域的普通技术人员将理解如何在本披露的指导下实施这些替代方案。控制系统160可以被设计成基于电磁旋转机器100的内部和外部的多种输入来控制电气系统152和冷却系统156中的一者、另一者或两者的操作。内部输入的实例包括来自一个或多个电流和/或电压传感器、一个或多个温度传感器以及一个或多个速度和/或加速度传感器以及其他传感器的传感器信号。外部输入的实例包括一个或多个操作参数值以及一个或多个环境传感器，以及其他。熟练的业内人士将理解，控制系统160的设计将取决于众多因素而变化，这些因素可以包括(例如)电气系统152的性质、冷却系统156的性质、机器100所属的机器类型(例如，发电机、电动机，或两者)、机器的额定功率/扭矩，以及第一有源部分104的配置(例如，叠绕组的数目、相位的数目、线圈的数目、线圈之间的电气连接性等)，以及其他。本领域的普通技术人员还将了解，机器100可以包括未示出的其他部件，例如各种内部壳体和外部壳体、内部支撑结构和外部支撑结构，以及其他物品。现在参看图2到图4，并且偶尔参看所述的图1，这些图说明以下其他特征:此实例的每个模块128包括并且示出如将被安装到第一有源部分104中的实质上整个模块(图2和图3)。出于方便起见，在此以及在所附权利要求书中针对根据本披露制成的模块128和类似模块的各种侧面和末端使用以下术语。模块128具有彼此间隔开的第一侧200和第二侧204 (图2)，其中第一侧200面向第二有源部分108 (图1)并且第二侧204面向支撑框架136 (图1)。模块128还包括沿着模块的弧形长度彼此间隔开的第一末端208和第二末端212 (图2)以及沿着该模块被插入到第一有源部分104 (图1)中所取的方向彼此间隔开的第三末端216和第四末端220 (图2)。如图2中所看到，模块128包括核心224，核心224在此实例中是由多个绝缘(例如，涂过漆的)金属层228 (出于方便起见，仅以间隔的方式标记了一些)构成的叠片，这些绝缘金属层例如通过沿着在第一末端208与第二末端212 (图2)之间的核心的弧形长度间隔开的多个贯穿螺栓230 (也参看图3和图4)而被紧固在一起。应注意，在其他实施例中，核心224可以是一个实心体。图4将核心224最清楚地说明为具有一个背部400和多个齿状物404、408，该多个齿状物远离该背部延伸，并且当将模块128安装到第一有源部分104 (图1)中时，朝向第二有源部分108 (图1)延伸。本领域的普通技术人员将理解，背部400实质上是个别金属层228 (图2)的背部部分的总和，并且每个齿状物404、408实质上是相同金属层的对应齿状物部分的总和。齿状物404是形成模块128的对应第一末端208和第二末端212的部分的末端齿状物，并且齿状物408是中央齿状物，即，位于末端齿状物404之间的齿状物。应注意，虽然示出了末端齿状物404，但是其他实施例可以不具有形成第一末端208和第二末端212的部分的齿状物。在此特定实例中，每个末端齿状物404实质上是一个中央齿状物408的一半，并且与紧邻的中央齿状物相隔一定距离，该距离小于中央齿状物中的紧邻者之间的距离。在此实例中，之所以提供此间隔是因为末端齿状物404不在完全组装好的第一有源部分104 (图1)中容纳对应的相应电线圈。在其他实施例中，特定设计可能需要末端齿状物来容纳对应的相应线圈。作为一个实例，这可通过以下操作来完成:将每个末端齿状物404与对应的紧邻的中央齿状物408之间的间隔增加到中央齿状物彼此之间的间隔，并且在来自邻近模块128 (见图1)的每一对面对面的末端齿状物周围啮合线圈。然而，这将一般需要在将模块安装在支撑框架136(图1)中之后添加这些线圈，这可为一个大工程。在所示的实例中，核心224具有10个中央齿状物408，每个中央齿状物被对应的一个电线圈116围绕。线圈116可以具有任何合适的设计，并且每个线圈可以是单导体绕组或具有适合特定设计所需的任何数目的叠绕组的多导体绕组。每个线圈116可在适当位置处缠绕在核心224上或从核心解开，并且在缠绕后与对应的中央齿状物408啮合。线圈116可以通过任何合适的方式被紧固到核心224上，例如使用齿尖(未示出)或本领域中已知的其他紧固手段。在一个实例中，每个线圈116是包括第一绕组和第二绕组的双路叠绕组，其中相同相位的线圈通过对应的相应换位跨接线(未示出)以换位的方式电连接。本领域的普通技术人员将容易了解，当使用换位跨接线时，可在模块128上的线圈116不需要电连接到邻近模块或电气系统152 (图1)的所有位置处提供换位跨接线。在将模块128安装在第一有源部分104 (图1)中之后，可形成遗漏的跨接线或其他连接。上文提到了模块128具有一个或多个滑动互锁特征144 (见图1)。在所示的实例中，模块128具有采取三个“T形条”244 (图2)的形式的三个此类特征。如图5中最佳看至IJ，模块128的每个T形条244滑动地啮合支撑框架136上的对应的滑动互锁特征148。参看图5，且还参看图6，在此实例中，滑动互锁特征148是在作为支撑框架136的多个部分的对应的相应肋状物600 (图6)中形成的一组三个T状凹口 500 (图5和图6)。三个T状凹口 500 —起形成容纳一个对应的T形条244的线性滑路604。T形条244和T状凹口 500的大小和形状经过协调以形成模块128与支撑框架136的紧贴但滑动的配合。应注意，虽然将T形条244示出为连续的细长构件，并且将对应的滑路604示出为由支撑框架136的对应的相应肋状物600中的间隔开的凹口 500构成(见图6)，但其他实施例可以具有其他配置。例如，在一些其他实施例中，每个滑路604可以是连续的。在连续滑路的情况下，模块128上的每个滑动互锁系统140可以是断续类型的特征。例如，读者应该能够想象到每个T形条244被一系列的两个或更多个间隔开的带头螺柱或取代T形条中的一者的功能性的类似结构所取代。如图4中最佳看到，在此实例中，每个T形条244是二头结构，该二头结构与核心224分开形成并且经由在核心内形成的对应的相应细长槽416内的滑动互锁配合与核心机械互锁。可容易想象到，由于核心224是由多个层228构成，所以每个槽416是由在这些层中的一些中形成的对应凹口的总和形成。在此实例中，每个T形条244是实心条型构件，该实心条型构件具有:第一头部420，用于以机械互锁方式滑动地啮合支撑框架136上的对应滑路604 (图6);第二头部424，用于以机械互锁方式紧贴地啮合核心224中的对应槽416(图4);以及颈部428，该颈部在第一头部420与第二头部424之间延伸。每个T形条244可以在需要时或必要时例如使用任何合适的手段紧固到核心224上，这些手段包括粘合剂、过盈配合、机械紧固件、焊接以及其任何组合。在一些实施例中，可能不需要将T形条244紧固到核心224上；可能仅需要宽松的滑动配合。在其他实施例中，每个T形条244不需要是实心构件，而是可以按核心224的方式由多个层组成，或者另外由多个部件制成。还要注意，第一头部420和第二头部424中的任一者或两者可以在沿着一些或所有T形条244的长度的方向上渐细以作为自对准系统的部分。还要注意，第一头部420和第二头部424不需要具有所示的T状和燕尾状，而是可以具有与对应的结构(即，分别为支撑框架136和核心224)形成机械互锁配合的任何形状。除了可对所提供的用于将有源部分模块可滑动地安装到对应的支撑结构的滑动互锁系统作出的前述和其他变化之外，图7A到图7C还说明可向根据本披露制成的替代性电磁机器的有源部分模块和支撑框架提供的滑动互锁特征的三个替代性安排。图7A展示具有与模块的核心708 —体地形成的滑动互锁构件704的模块700。滑动互锁构件704具有头部712和颈部716，其中该头部的大小和形状被设定成紧密地但滑动地啮合有源部分支撑框架724上的对应滑路720。本领域的普通技术人员将了解，如果核心708是由多个层以类似于图2的核心224的方式构成的叠层核心，那么滑动互锁构件可以由那些层的通过这些层一体地形成的延伸部构成。作为另一实例，如果核心708是实心核心，那么可使用铸造和/或机械加工工艺来形成滑动互锁构件704。图7B示出可用于每个有源部分模块的滑动互锁系统中的滑动互锁特征的另一安排。在此安排中，支撑框架740包括一体形成的滑动互锁构件744。滑动互锁构件744具有颈部748和头部752，该头部的大小和形状被设定成紧密地但滑动地啮合有源部分模块760上的对应滑路756。与图2的T形条244 —样，滑动互锁构件744可以被沿着滑动方向彼此间隔开的类似形状的构件取代。例如，本领域的普通技术人员应该能够容易想象到肋状物600 (图6)中的凹口 500 (图5和图6)被紧固到肋状物上并且远离肋状物突出的个别带头构件所取代。当然，其他安排也是可能的。图7C示出了可用于每个有源部分模块的滑动互锁系统中的滑动互锁特征的又另一个安排。此安排类似于上文结合T形条244 (图2)描述的安排，但在图7C的安排中，等效于图2中的一个T形条的滑动互锁构件780被紧固到支撑框架784而不是模块788。滑动互锁构件780以及该构件与其啮合的对应的相应通道792和滑路796的其他方面可以与上文相对于图1到图6所描述的对应的相应部件相同或类似。再次参看图2和图3，每个模块128包括位于核心224的所述第三末端216处的末端构件248，该末端构件248对该模块提供插入止挡部，以用于阻止该模块进一步插入到支撑框架136 (图1)和/或用于将该模块固定到支撑框架上的装置中。在此实例中，末端构件248包括众多的凸出支架252A-C，这些凸出支架支撑对应的间隔物256A-B，并且具有多个不带螺纹的螺栓孔260，这些螺栓孔容纳对应的相应螺栓(未示出)以用于将模块128紧固到支撑框架136 (图1)上。本领域的普通技术人员将容易了解，在其他实施例中，末端构件248可被一个或多个更小的构件取代和/或具有比所展示的凸出支架少的凸出支架。末端构件248经由多个贯穿紧固件264(在此实施例中，这些贯穿紧固件还用来将核心的多个层228固持在一起)以及众多螺栓268 (这些螺栓通过螺纹的方式啮合对应的相应T形条244)而紧固到核心128上。延伸穿过对应的相应螺栓孔260以及间隔物256A-B的这些螺栓(未示出)通过螺纹的方式啮合支撑框架136 (图1)中的对应的相应螺栓孔164。应注意，在其他实施例中，不需要提供间隔物256A-B，并且如果提供了间隔物，那么可以按与所示出的形状和大小不同的形状和大小来提供这些间隔物。在此实施例中，每个模块128仅在核心224的第三末端216处具有一个末端构件248。之所以这样是(例如)因为支撑框架136 (图1)的仅一个侧可接近来用于插入和移除模块，或者是因为仅在一个末端处需要末端构件所提供的附加。然而，在支撑框架136的相对侧可接近的其他实施例中，可在框架和模块128的相对侧上提供类似于末端构件248的一个末端构件(未示出)。在那种情况下，可在已经将模块128滑动地插入到支撑框架136中之后安装此末端构件。当然，将不使用多个贯穿紧固件230来将该第二末端构件紧固到核心224上，并且该构件可以容易地进行相应的修改，并且配备有用于在需要或必要时将该构件固定到核心上的额外紧固件。本领域的普通技术人员将理解可用于将模块128附加到支撑框架136上的多种末端构件，使得没有必要为了让熟练的业内人士理解所附权利要求书相对于该披露的此方面的较大宽度，而详尽地描述替代方案。如上文所提到并且如图1到图4以及图8中所看到，在此实施例中，模块128包括冷却剂导管132以用于在该模块安装在完成了的电磁旋转机器100 (图1)中并且该机器正在操作时容纳穿过该冷却剂导管的冷却剂流。如图2中最佳看到，在此实施例中，冷却剂导管132是形成为蜿蜒形状的一根管子，这根管子具有多个笔直部分272和超过核心224的对应的相应第三末端216和第四末端220的多个反向弯头276。参看图4和图8，每个笔直部分272与在核心224中形成的多个凹进的插口片段432中的对应一者啮合。由于每个凹进的插口片段432沿核心224的整个宽度延伸，并且该核心是由多个层228组成，所以每个插口片段是由在这些层中的每一者中的相同位置处形成的相同的个别凹口的总和来界定的。在本实例中，冷却剂导管132通过压力配合(S卩，需要导管的壁在将导管安装到该插口片段中期间在横截面方向上歪曲的配合)与每个凹进的插口片段432啮合。如在图8中最佳看到，每个凹进的插口片段432具有一个Ω形状(相对于图4和图8更精确，由于插口片段相对于这些图向上开放而形成的倒Ω形状λ“Ω形状”意味着每个凹进的插口片段432具有接近核心224的表面804的咽喉状开口 800，该咽喉状开口在与插口片段的纵向轴线横向的方向上比插口片段的本体808的最宽部分窄。在此实例中，每个凹进的插口片段432的形状是大体上圆形，但在咽喉状开口 800处除外，该咽喉状开口在该开口的两侧上配备有平滑过渡812以用于促进将冷却剂导管132压力配合到适当位置中。本领域的普通技术人员将了解，咽喉状开口 800的宽度、冷却剂导管132的材料和直径以及本体808的直径被设计成使得可将冷却剂导管压力配合到凹进的插口片段432中，而不压垮或者另外不可取地歪曲该导管的壁。例如，咽喉状开口 800的宽度以及冷却剂导管132的材料可被选择成使得在将冷却剂导管推动穿过咽喉状开口时，冷却剂导管大体上仅弹性变形。随后，当冷却剂导管132完全啮合在凹进的插口片段中时，冷却剂导管大体上返回到其原始的未变形形状，其中冷却剂导管填充插口片段的本体808，同时维持与核心224的良好的物理(和热)接触，从而在核心和导管以及在导管中循环的冷却剂之间提供良好的热传递条件。在本实例中，冷却剂导管132是由铜管道制成。当然，可以使用一种或多种其他合适的材料。在示例性实施例中，将冷却剂导管132被示出为具有与凹进的插口片段432的特定类型的压力配合啮合。此类型的压力配合啮合在此以及在所附权利要求书中被称作“陷型啮合”，因为该啮合不仅包括冷却剂导管132的弹性变形，而且还包括导管的永久变形。这在图8中最佳看到。在图8中，冷却剂导管132最初是圆柱形管子。然而，依靠冷却剂导管和凹进的插口片段432的相对适当的尺寸以及插口片段距表面804的深度，当将导管按压成与插口片段啮合时，该按压动作迫使导管与插口片段的壁牢固地啮合。这向组件提供了冷却剂导管132与核心224之间的优良的物理接触，并且因此提供优良的热接触。用于产生这种陷型啮合的锻造工艺的人为因素是冷却剂导管132不再是圆柱形的，而是具有与核心224的表面804大体上齐平的平坦部分812。在所示的实例中，槽截面的弯曲部分的周长的大小被设定成等于在将该管子按压在合适的位置中之后管子的剩余圆形截面的周长。在管子从圆形变形为Ω形状时，管子截面的总周长保持大致不变。参看图2，可以看到，在此实施例中，冷却剂导管132配备有多个连接配合件280以用于将此冷却剂导管流体地联结到在完成第一有源部分104时将会靠近模块128的紧邻的相同模块的相同导管。为了完成两个邻近模块的联结，与同多个配合件280互补的连接配合件(未示出)配合的单独的180弯头(未示出，但非常类似于反向弯头276)使用这些配合件而被流体地联结到邻近的冷却剂导管。本领域的普通技术人员将容易了解，邻近模块的冷却剂导管可以通过多种方式中的任一种方式进行流体地联结，但可容易脱离的联结件可以提供更容易的组装和拆卸。本领域的普通技术人员将认识到，可以通过广泛多种方式来展示刚刚相对于冷却剂导管132和凹进的插口片段432所描述的基本过程和结构。例如，这个冷却导管可以具有除了圆柱形之外的形状，该导管可以根据除了(例如)图2中所示的横向蜿蜒配置之外的配置来铺设。另外，冷却导管可以几乎完全铺设在对应核心的四个末端内(例如，见图2中的第一末端、第二末端、第三末端和第四末端208、212、216、220)。图9说明此最后一点的实例。在图9中，另一示例性模块904的冷却剂导管900具有众多笔直部分908和众多反向弯头912，就好像冷却剂导管132 (图2) —样，但在图9的冷却剂导管的情况下，反向弯头912不延伸超过核心916。在此实例中，可将凹进的插口片段920、924视为是由两种主要片段类型(即，笔直片段920和反向片段924)制成。模块904的其他方面可与图1到图4的模块128的相同方面相同或类似。在上文所描述的示例性电磁旋转机器100 (图1)中，第一有源部分104是从第二有源部分108向外径向定位的圆柱形定子，该第二有源部分包括被安装到转子150上的多个永久磁体124。然而，本领域的普通技术人员应该了解，其他机器配置可以受益于上文传授的模块化特征。图10到图14说明这些替代性配置的一些实例以及这些替代性配置对于对应的有源部分模块的设计的影响。图10说明具有从转子1008 (具有圆柱形的第二有源部分1012)向内径向定位的圆柱形定子(即，第一有源部分1004)的电磁旋转机器1000。第一有源部分1004是固定的，并且第二有源部分1012可相对于第一有源部分旋转，如由双向箭头1016所指示。第一有源部分1004是由多个有源部分模块1020构成，每个有源部分模块以与图1的有源部分模块128可与支撑框架136可滑动地啮合大部分相同的方式与对应的支撑框架1024可滑动地啮合。图10的模块1020相对于图1的模块128的主要差异在于，每个模块1020在相反方向上弯曲以适应该模块在支撑框架1024的外周边1028上的位置。换句话说，在图10的模块1020上，滑动互锁构件1032位于这些模块的凹入侧1036上，而图1的模块128的滑动互锁构件(即，T形条244)位于这些模块的凸起侧上。图10的模块1020的其他物理特征(未具体说明)(例如，核心的齿状物的配置、电线圈的配置和类型、冷却剂导管的类型和安排、滑动互锁构件1032啮合这些核心的方式、末端构件的类型和位置等)可以与上文相对于模块128所描述的一样。图11说明具有分段定子1102的电磁机器1100，该分段定子具有位于双边转子1120的第三有源部分1112和第四有源部分1116中的任一侧上的间隔开的圆柱形的第一有源部分1104和第二有源部分1108。在此实例中，第一有源部分1104和第二有源部分1108中的每一者各自被模块化为对应的多个模块1124、1128，这些模块以图1的模块128与支撑框架136可滑动地啮合的一般方式与共同支撑框架1132的多个部分可滑动地啮合。如图11中看到，模块1124与图1的模块128的相似之处在于，它们的滑动互锁构件(未示出，但在末端构件1136后方)位于模块1124的凸起侧上，并且模块1128与图10的模块1020的相似之处在于，它们的滑动互锁构件(未示出，但在末端构件1140后方)位于模块1128的凹入侧上。图11的模块1124、1128的其他物理特征(未具体说明)(例如，核心的齿状物的配置、电线圈的配置和类型、冷却剂导管的类型和安排、滑动互锁构件啮合核心的方式、末端构件1136、1140的类型和位置等)可以与上文相对于模块128所描述的一样。图1、图10和图11的电磁旋转机器100、1000和1100中的每一者分别具有模块化的有源部分104、1004、1104、1108，这些有源部分的构形大部分是圆柱形的。如图12到图14所说明，上文针对这些圆柱形有源部分所披露的模块化技术还可适用于具有环形有源部分的电磁旋转机器。首先参看图12，此图说明了电磁机器1200，该电磁机器包括具有环形的第一有源部分1208的第一转子1204。“环形”意味着线圈1212相对于转子1204的操作旋转轴线(未示出)径向延伸，这与平行于机器的操作旋转轴线延伸(这发生在图1、图10和图11的相应机器100、1000、1100中)相反。电磁旋转机器1200还包括具有第二有源部分1220的第二转子1216。在旋转机器1200的正常操作期间，第一转子1204和第二转子1216在相反方向上旋转。此类型的机器的一个实例是具有位于机舱的相对末端处的两个风力涡轮机的风电单元，其中该涡轮机是由相反方向上的风驱动。这两个风力涡轮机例如以直接驱动方式机械联结到第一转子1204和第二转子1216中的对应的相应者。在任何情况下，第一有源部分1208都根据上文披露的技术被模块化，以便由多个弧形有源部分模块1224构成，这些弧形有源部分模块中的一者在图13和图14中略微更具体地展示。如作为一个有源部分模块1224的背侧的视图的图13中所看到，这些模块中的每一者形成环形的第一有源部分1208 (图12)的弓形片段，且大小被设定成使得当安装好所有这些模块时，它们形成连续的环，邻近模块之间的间断除外。与图1的模块128 —样，可以按适合于讨论中的特定设计的任何数目来提供模块1224。在此实例中，存在12个模块1224，每个模块提供环形的第一有源部分1208的30°的弧。每个模块1224具有两个滑动互锁特征1300，这两个滑动互锁特征1300允许从第一转子1204 (图12)的径向向外的侧面将模块安装到第一转子上。这里，滑动互锁特征1300是类似于图2的T形条244的T形条。虽然未示出，但图12的第一转子1204上的支撑框架1228包括与滑动互锁特征1300互补的滑动互锁特征。每个模块1224还包括一对末端构件1304以用于以类似于图2的末端构件248的方式将那个模块紧固到第一转子1204的支撑框架1228 (图12)上。图14最佳地示出在此实施例中，每个有源部分模块1224具有在五个对应的相应中央齿状物1404周围卩齿合的五个电线圈1400。每个模块1224还包括位于该模块的第一末端和第二末端处的一对末端齿状物1408。与图4的末端齿状物404 —样，图14的末端齿状物1408实质上是在最终组件中未被缠绕的一半的齿状物。然而，在其他实施例中，一旦已经并排地安装两个模块1224，那么面对面的多对末端齿状物1408可以配备有一个线圈。在又其他实施例中，根本不提供末端齿状物。图14还示出每个末端构件包括一组螺栓孔1412以用于容纳对应的相应螺栓(未示出)，以用于将模块1224固定到支撑框架1228 (图12)上，这些螺栓孔将包括(例如)类似于图1的支撑框架136中的螺栓孔164的螺栓孔(未不出)。模块1224的未描述的多个方面可以与上文相对于图1和其他图所描述的模块128的那些方面相同。应注意，在此披露的模块化技术还可以用于模块化具有相对于操作旋转轴线歪斜的纵向电线圈轴线(例如，将发生在截头圆锥有源部分中)的有源部分。图15示出一对等同的有源部分模块1500，这些模块说明滑动互锁特征的另外一个实例以及如何可以将这些模块紧固到支撑框架(这里是支撑框架1504)上的另外一个实例。本领域的普通技术人员将容易了解，模块1500的下文未描述的一些或所有特征可以与图1到图4的模块128相同或类似，这些特征包括核心1508、齿状物1512、冷却导管1516和对应的导管插口 1520、绕组1524等的配置。类似地，支撑框架1504的下文未描述的一些或所有特征可以与图1、图5和图6中所示的支撑框架136相同或类似，这些特征包括肋状物1528 (仅展示了一个，但可以是如图6中所说明的两个或更多个)和背衬板1532的配置。因此，出于简明起见，在这里未重复这些特征。在此实例中，这些滑动互锁特征包括一对固定地与每个模块1500啮合的大体上L状滑轨1536和在每个肋状物1528中形成的对应的相应L状凹口 1540。每个凹口 1540被配置成共形地容纳对应的滑轨1536，其中有足够间隙来准许以图6的滑路604的方式将该轨道与支撑框架1504滑动啮合。一旦将每个模块1500完全插入到支撑框架1504中至模块的操作位置，便使用多个锚定螺栓1544在径向方向上将模块紧固到框架，这些锚定螺栓在此实例中径向地延伸穿过背衬板1532至该模块上的对应的相应带螺纹r容纳部1548。在本实例中，一些带螺纹的容纳部1548形成于滑轨1536中，这些带螺纹的容纳部靠近相应模块1500的横向末端而定位，并且其他带螺纹的容纳部形成于多个中央条1552 (仅在一个模块上示出)中，这些中央条在此实例中位于相应模块的中间。本领域的普通技术人员将容易了解，可以使用常规工程设计原理来确定锚定螺栓1544的圆周间隔。图15说明沿着平行于图15的平面的圈线的单行锚定螺栓1544。然而，本领域的普通技术人员将容易了解，典型的安装将通常包括多行的这些锚定螺栓。例如，在图6中所说明的三肋状物安排中，可以安排两行(未示出)锚定螺栓(未示出)，其中这些行位于多对邻近肋状物600之间的中间，或者这些行可以靠近外部肋状物而定位，或者这些行可以位于外部肋状物处，使得对应的螺栓孔延伸穿过那些肋状物。如果使用这样的三行，那么这些行可以例如位于肋状物600处，使得所有螺栓孔延伸穿过这些肋状物或者这些行可以邻近于这些肋状物而定位。本领域的普通技术人员将容易了解，其他锚定螺栓安排是可能的。另外，应注意，每个模块1500还可以含有用于在除了图15中所示的径向方向之外还在轴向方向(相对于支撑框架和模块是它的零件的机器的旋转轴线的轴向)上将该模块紧固到支撑框架1504上的多个特征。那些特征的实例在图2中被示出为凸出支架252A-C和间隔物256A-B。未示出对应的轴向紧固件。然而，本领域的普通技术人员将容易理解这些紧固件将如何啮合支撑框架1504上的对应的特征(未示出)，例如螺栓孔、带螺纹的螺柱等。以上已经披露并且在附图中说明了多个示例性实施方案。本领域的普通技术人员将理解，可以对在此明确披露的内容进行各种改变、省略和添加，而不背离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种电磁旋转机器,包括: 第一有源部分和第二有源部分，其中所述第一有源部分和第二有源部分中的至少一者在该电磁旋转机器的操作期间围绕一个操作旋转轴线相对于所述第一有源部分和第二有源部分中的另一者旋转，所述第一有源部分包括: 一个有源线圈组件，该有源线圈组件具有被配置成面向所述第二有源部分的一个第一侧和与所述第一侧间隔开的一个第二侧，所述有源线圈组件包括所述第二侧上的多个凹进的插口片段；以及 至少一个冷却剂导管，该至少一个冷却剂导管啮合在所述多个凹进的插口片段中。
2.根据权利要求1所述的电磁旋转机器，其中所述多个凹进的插口片段中的每一者具有大体上Ω形状的横截面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的压力配合啮合，以便符合所述大体上Ω形状。
3.根据权利要求2所述的电磁旋转机器，其中所述第二侧具有一个面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的陷型啮合，使得所述至少一个冷却剂导管具有与所述面大体上齐平的一个外表面。
4.根据权利要求1所述的电磁旋转机器，所述多个凹进的插口片段中的每一者具有大体上平行于所述操作旋转轴线的一个纵向轴线。
5.根据权利要求4所述的电磁旋转机器，其中所述至少一个冷却剂导管与所述多个凹进的插口片段中的多者啮合，以便形成一个蜿蜒形状，使得所述至少一个导管包括所述至少一个冷却剂导管在其中啮合的所述多个凹进的插口片段中的邻近多者之间的一个反向弯头。
6.根据权利要求5所述的电磁旋转机器，其中所述有源线圈组件在平行于所述操作旋转轴线的方向上包括一个第一末端和与所述第一末端间隔开的一个第二末端，并且所述多个凹进的插口中的每一者从所述第一末端延伸到所述第二末端，每个所述反向弯头定位成超过所述第一末端和第二末端中的对应一者。
7.根据权利要求6所述的电磁旋转机器，其中所述多个凹进的插口片段中的每一者具有大体上Ω形状的横截面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的压力配合啮合，以便符合所述大体上Ω形状。
8.根据权利要求7所述的电磁旋转机器，其中所述第二侧具有一个面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的陷型啮合，使得所述至少一个冷却剂导管具有与所述面大体上齐平的一个外表面。
9.根据权利要求1所述的电磁旋转机器，其中所述第一有源部分是一个圆柱形定子，所述有源线圈组件形成所述圆柱形定子的整体。
10.根据权利要求1所述的电磁旋转机器，其中所述第一有源部分包括多个有源部分模块，所述有源线圈组件形成所述多个有源部分模块中的一者。
11.根据权利要求10所述的电磁旋转机器，其中所述多个凹进的插口片段中的每一者具有大体上平行于所述操作旋转轴线的一个纵向轴线。
12.根据权利要求11所述的电磁旋转机器，其中所述至少一个冷却剂导管与所述多个凹进的插口片段中的多者啮合，以便形成一个蜿蜒形状，使得所述至少一个导管包括所述至少一个冷却剂导管在其中啮合的所述多个凹进的插口片段中的邻近多者之间的一个反向弯头。
13.根据权利要求12所述的电磁旋转机器，其中所述有源线圈组件在平行于所述操作旋转轴线的方向上包括一个第一末端和与所述第一末端间隔开的一个第二末端，并且所述多个凹进的插口中的每一者从所述第一末端延伸到所述第二末端，每个所述反向弯头定位成超过所述第一末端和第二末端中的对应一者。
14.根据权利要求13所述的电磁旋转机器，其中所述多个凹进的插口片段中的每一者具有大体上Ω形状的横截面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的压力配合啮合，以便符合所述大体上Ω形状。
15.根据权利要求14所述的电磁旋转机器，其中所述第二侧具有一个面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的陷型啮合，使得所述至少一个冷却剂导管具有与所述面大体上齐平的一个外表面。
16.—种电磁旋转机器,包括: 第一有源部分和第二有源部分，其中所述第一有源部分和第二有源部分中的至少一者在该电磁旋转机器的操作期间围绕一个操作旋转轴线相对于所述第一有源部分和第二有源部分中的另一者旋转，所述第一有源部分包括: 一个支撑框架，该支撑框架具有一个模块容纳区以及彼此间隔开的第一末端和第二末端；以及 一个圆形有源部分，该圆形有源部分被所述支撑框架支撑在所述模块容纳区中，所述圆形有源部分包括: 多个模块，每个模块 形成所述圆形有源部分的一个弓形片段并且经由一个滑动互锁系统与所述支撑框架啮合，其中，在与所述支撑框架啮合之前，所述多个模块中的每一者包括: 一个核心，该核心具有一个背部以及从所述背部延伸的至少一个齿状物；以及 至少一个电线圈，该至少一个电线圈对应地分别围绕所述至少一个齿状物中的每一者。
17.根据权利要求16所述的电磁旋转机器，其中所述至少一个齿状物包括位于所述核心的相对末端处的第一末端齿状物和第二末端齿状物以及位于所述第一末端齿状物与第二末端齿状物之间的至少一个中央齿状物，所述至少一个电线圈对应地分别围绕所述至少一个中央齿状物中的每一者。
18.根据权利要求16所述的电磁旋转机器，其中在与所述支撑框架啮合之前，所述多个模块中的每一者包括一个一体式冷却剂导管，该一体式冷却剂导管被配置成用于在该电磁旋转机器的操作期间容纳一种循环的冷却剂。
19.根据权利要求18所述的电磁旋转机器，其中所述一体式冷却剂导管被配置成在将所述多个模块安装到该电磁旋转机器中时流体地联结到所述多个模块中的对应的相应邻近模块的相同的一体式冷却剂导管。
20.根据权利要求18所述的电磁旋转机器，其中每个所述核心包括位于所述背部上并且与所述至少一个中央齿状物以及与所述第一末端齿状物和第二末端齿状物间隔开的一个面，其中所述面包括相对于所述面凹进所述背部中的多个插口片段，并且所述冷却剂导管包括与所述多个插口片段中的每一者啮合的管道。
21.根据权利要求20所述的电磁旋转机器，其中所述多个凹进的插口片段中的每一者具有大体上平行于所述操作旋转轴线的一个纵向轴线。
22.根据权利要求20所述的电磁旋转机器，其中所述管道是以蜿蜒方式与所述多个凹进的插口片段中的多者啮合的单根管子，使得所述单根管子包括所述单根管子与其啮合的所述多个凹进的插口片段中的每一对邻近插口片段之间的一个反向弯头。
23.根据权利要求22所述的电磁旋转机器,其中所述核心包括一个第一末端和一个第二末端，每个末端在所述核心的所述相对末端之间延伸，并且所述多个凹进的插口中的每一者从所述第一末端延伸到所述第二末端，每个所述反向弯头定位成超过所述第一末端和第二末端中的对应一者。
24.根据权利要求20所述的电磁旋转机器，其中所述多个凹进的插口片段中的每一者具有大体上Ω形状的横截面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的压力配合啮合，以便符合所述大体上Ω形状。
25.根据权利要求24所述的电磁旋转机器，其中所述第二侧具有一个面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的陷型啮合，使得所述至少一个冷却剂导管具有与所述面大体上齐平的一个外表面。
26.根据权利要求17所述的电磁旋转机器，其中，在完成该电磁旋转机器时，每个所述核心的所述第一末端齿状物和第二末端齿状物未被对应的相应电线圈围绕。
27.根据权利要求16所述的电磁旋转机器,其中所述多个模块中的每一者具有一个弓形区段长度，所述多个滑动互锁系统中 的每一者包括至少两个互连构件，这至少两个互连构件在所述多个模块中的对应一者与所述支撑框架之间延伸，并且沿着所述多个模块中的所述对应一者的所述弓形区段长度彼此间隔开。
28.根据权利要求27所述的电磁旋转机器，其中所述框架包括界定多个滑路的多个第一槽式容纳部，并且所述互连构件中的每一者被固定到所述多个模块中的所述对应一者，并且包括与所述多个第一槽式容纳部中的对应者滑动地啮合的一个第一带头部分。
29.根据权利要求28所述的电磁旋转机器，其中所述互连构件中的每一者与所述多个模块中的所述对应一者一体地形成。
30.根据权利要求28所述的电磁旋转机器，进一步包括一个冷却剂导管，该冷却剂导管以蜿蜒方式与所述核心啮合，以避免干扰所述互连构件。
31.根据权利要求28所述的电磁旋转机器，其中所述多个模块中的所述对应一者包括多个第二槽式容纳部，并且所述互连构件中的每一者包括固定地啮合在所述多个第二槽式容纳部中的对应一者中的一个第二带头部分。
32.根据权利要求31所述的电磁旋转机器，进一步包括一个冷却剂导管，该冷却剂导管以蜿蜒方式与所述核心啮合，以避免干扰所述多个第二槽式容纳部。
33.根据权利要求27所述的电磁旋转机器，其中所述多个模块中的每一者包括多个第一槽式容纳部，并且所述互连构件中的每一者固定到所述支撑框架上，并且包括与所述多个容纳部中的对应者滑动地啮合的一个第一带头部分。
34.根据权利要求33所述的电磁旋转机器，其中所述互连构件与所述支撑框架一体地形成。
35.根据权利要求33所述的电磁旋转机器，其中所述支撑框架包括多个第二槽式容纳部，并且所述互连构件中的每一者包括固定地啮合在所述多个第二槽式容纳部中的对应一者中的一个第二带头部分。
36.根据权利要求26所述的电磁旋转机器,其中所述多个模块中的每一者具有一个插入末端，以用于首先相对于所述多个模块中的那一者的其他部分插入到所述支撑框架中，并且在与所述支撑框架啮合之前包括与所述插入末端相对地固定到所述核心上的一个紧固末端构件，其中所述紧固末端构件被配置成用于将所述多个模块中的那一者紧固到所述支撑框架。
37.根据权利要求16所述的电磁旋转机器，其中所述圆形有源部分具有在所述环形有源部分周围顺序地且均等地重复的多个电线圈以及一定数目的电相位，其中所有所述多个模块彼此含有相同数目的所述多个电线圈，并且所述多个模块中的每一者上的所述多个电线圈的数量不是电相位的所述数目的整数倍。
38.根据权利要求37所述的电磁旋转机器，其中所述至少一个齿状物包括位于所述核心的相对末端处的第一末端齿状物和第二末端齿状物以及位于所述第一末端齿状物和第二末端齿状物之间的至少一个中央齿状物，所述至少一个中央齿状物中的每一者具有一个宽度，并且所述第一末端齿状物和第二末端齿状物中的每一者具有比所述至少一个中央齿状物的所述宽度小的一个宽度。
39.根据权利要求37所述的电磁旋转机器,其中所述多个模块中的每一者具有一个插入末端，以用于首先相对于所述多个模块中的那一者的其他部分插入到所述支撑框架中，并且在与所述支撑框架啮合之前包括与所述插入末端相对地固定到所述核心上的一个紧固末端构件，其中所述紧固末端构件被配置成用于将所述多个模块中的那一者紧固到所述支撑框架。
40.一种用于电磁旋转机器的有源部分的模块，该电磁旋转机器具有用于支撑该有源部分的一个支撑框架， 其中该有源部分具有一个圆形形状，该模块包括: 一个核心，该核心形成该有源部分的该圆形形状的一个弧形片段，所述核心包括: 一个背部，该背部具有一个第一侧，与所述第一侧间隔开的一个第二侧、一个第三侧、与所述第三侧间隔开的一个第四侧、一个第一末端、以及沿着所述弧形片段与所述第一末端间隔开的一个第二末端；以及 至少一个齿状物，该至少一个齿状物在所述第一侧上从所述背部延伸； 至少一个电线圈，该至少一个电线圈对应地分别围绕所述至少一个齿状物中的每一者；以及 在所述核心的所述第二侧上的至少一个滑动互锁特征，所述至少一个滑动互锁特征被配置成对应地分别可滑动地啮合该电磁旋转机器的该支撑框架上的至少一个相配的滑动互锁特征。
41.根据权利要求40所述的模块，其中所述至少一个齿状物包括分别位于所述背部的所述第一末端和第二末端处的第一末端齿状物和第二末端齿状物，以及位于所述第一末端齿状物和第二末端齿状物之间的至少一个中央齿状物。
42.根据权利要求40所述的模块，进一步包括集成到该模块中的至少一个冷却剂导管。
43.根据权利要求42所述的模块，其中所述核心含有容纳所述至少一个冷却剂导管的多个插口片段。
44.根据权利要求43所述的模块，其中所述多个插口片段中的每一者在所述核心中形成一个开放凹口。
45.根据权利要求44所述的模块，其中每个所述凹口具有大体上Ω形状的横截面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与每个所述凹口的压力配合啮合，以便符合所述大体上Ω形状。
46.根据权利 要求45所述的模块，其中所述核心的所述第二侧具有在所述第一末端与第二末端之间延伸的一个面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的陷型啮合，使得所述至少一个冷却剂导管具有与所述面大体上齐平的一个外表面。
47.根据权利要求43所述的模块，其中所述至少一个导管是以蜿蜒方式与所述多个凹进的插口片段中的多者啮合的一根管子，使得所述管子包括所述单根管子与其啮合的所述多个凹进的插口片段中的每一对邻近插口片段之间的一个反向弯头。
48.根据权利要求47所述的模块，其中所述多个凹进的插口中的每一者从所述第三末端延伸到所述第四末端，每个所述反向弯头被定位成超过所述第三末端和第四末端中的对应一者。
49.根据权利要求41所述的模块，其中所述至少一个中央齿状物中的每一者具有一个平均宽度，并且所述第一末端齿状物和第二末端齿状物中的每一者具有比所述至少一个中央齿状物中的每一者的所述平均宽度小的一个平均宽度。
50.根据权利要求40所述的模块，其中该有源部分具有在该有源部分周围顺序地且均等地重复的多个电线圈以及一定数目的电相位，其中所述模块含有该多个电线圈的一个整数被除数，并且所述整数被除数不是电相位的该数目的整数倍。
51.根据权利要求40所述的模块，进一步包括一个末端构件，该末端构件在所述第三末端处被紧固到所述核心上并且延伸超过所述第二侧以及所述至少一个滑动互锁特征中的每一者，从而在该模块与该支撑框架可滑动地啮合时提供对该支撑框架的干扰，以便对该模块提供一个滑动止挡。
52.根据权利要求51所述的模块，其中所述末端构件被配置成被固定地紧固到该支撑框架上。
53.根据权利要求40所述的模块，其中所述至少一个滑动互锁特征在所述核心中包括一对间隔开的干扰槽，所述间隔开的干扰槽中的每一者具有在所述核心的所述第三末端与第四末端之间延伸的一个纵向轴线。
54.根据权利要求40所述的模块，其中所述至少一个滑动互锁特征包括一对带头构件，该对带头构件被紧固到所述核心的所述第二侧上并且在平行于所述第三侧和第四侧的方向上彼此间隔开，所述一对带头构件中的每一者包括在远离所述多个齿状物的方向上与所述核心间隔开的一个第一干扰头。
55.根据权利要求54所述的模块，其中所述核心包括一对间隔开的干扰槽，每个干扰槽具有在所述核心的所述第三侧与第四侧之间延伸的一个纵向轴线，所述一对带头构件中的每一者包括共形地啮合在所述一对间隔开的干扰槽中的对应一者中的一个第二干扰头。
56.根据权利要求40所述的模块，其中所述核心包括彼此紧固的多个叠片。
57.—种用于电磁旋转机器的有源部分的模块，该电磁旋转机器具有用于该有源部分的一个支撑框架，其中该有源部分具有一个圆形形状，该模块包括: 一个核心，该核心形成该有源部分的该圆形形状的一个弧形片段，所述核心包括: 一个背部，该背部具有一个第一侧，与所述第一侧间隔开的一个第二侧、一个第三侧、与所述第三侧间隔开的一个第四侧、一个第一末端、以及沿着所述弧形片段与所述第一末端间隔开的一个第二末端；以及 至少一个齿状物，该至少一个齿状物在所述第一侧上从所述背部延伸； 至少一个电线圈，该至少一个电线圈对应地分别围绕所述至少一个齿状物中的每一者；以及 至少一个冷却剂导管，该至少一个冷却剂导管被集成到所述核心中。
58.根据权利要求57所述的模块，其中所述至少一个齿状物包括分别位于所述背部的所述第一末端和第二末端处的第一末端齿状物和第二末端齿状物，以及至少一个中央齿状物。
59.根据权利要求57所述的模块，其中所述核心含有容纳所述至少一个冷却剂导管的多个插口片段。
60.根据权利要求59所述的模块，其中所述多个插口片段中的每一者在所述核心中形成一个开放凹口。
61.根据权利要求60所述的模块，其中每个所述开放凹口具有大体上Ω形状的横截面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与每个所述开放凹口的压力配合啮合，以便符合所述大体上Ω形状。
62.根据权利要求61所述的模块 ，其中所述核心的所述第二侧具有在所述第一末端与第二末端之间延伸的一个面，并且所述至少一个冷却剂导管具有与所述多个凹进的插口片段的陷型啮合，使得所述至少一个冷却剂导管具有与所述面齐平的一个外表面。
63.根据权利要求59所述的模块，其中所述至少一个导管是以蜿蜒方式与所述多个凹进的插口片段中的多者啮合的一根管子，使得所述管子包括所述单根管子与其啮合的所述多个凹进的插口片段中的每一对邻近插口片段之间的一个反向弯头。
64.根据权利要求63所述的模块，其中所述多个凹进的插口中的每一者从所述第三末端延伸到所述第四末端，每个所述反向弯头被定位成超过所述第三末端和第四末端中的对应一者。
65.根据权利要求58所述的模块，其中所述至少一个中央齿状物中的每一者具有一个平均宽度，并且所述第一末端齿状物和第二末端齿状物中的每一者具有等于所述至少一个中央齿状物中的每一者的所述平均宽度的约一半的一个平均宽度。
66.根据权利要求57所述的模块，其中该有源部分具有在该有源部分周围顺序地且均等地重复的多个电线圈以及一定数目的电相位，其中所述模块含有所述多个电线圈的一个整数被除数，并且所述整数被除数不是电相位的该数目的整数倍。
67.根据权利要求57所述的模块,进一步包括一个构件,该构件在所述第三末端处被紧固到所述核心上并且延伸超过所述第二侧以及所述至少一个滑动互锁特征中的每一者，从而在该模块与该支撑框架可滑动地啮合时提供对该支撑框架的干扰，以便对该模块提供一个滑动止挡。
68.根据权利要求67所述的模块，其中所述构件被配置成被固定地紧固到该支撑框架上。
69.根据权利要求57所述的模块，进一步包括在所述核心的所述第二侧上的至少一个滑动互锁特征，所述至少一个滑动互锁特征被配置成对应地分别可滑动地啮合该电磁旋转机器的该支撑框架上的至少一个相配的滑动互锁特征。
70.根据权利要求69所述的模块，其中所述至少一个滑动互锁特征在所述核心中包括一对间隔开的干扰槽，所述间隔开的干扰槽中的每一者具有在所述核心的所述第三侧与第四侧之间延伸的一个纵向轴线。
71.根据权利要求69所述的模块，其中所述至少一个滑动互锁特征包括一对带头构件，该对带头构件被紧固到所述核心的所述第二侧上并且在平行于所述第三侧和第四侧的方向上彼此间隔开，所述一对带头构件中的每一者包括在远离所述多个齿状物的方向上与所述核心间隔开的一个第一干扰头。
72.根据权利要求71所述的模块，其中所述核心包括一对间隔开的干扰槽，每个干扰槽具有在所述核心的所述第三侧与第四侧之间延伸的一个纵向轴线，所述一对带头构件中的每一者包括共形地啮合在所述一对间隔开的干扰槽中的对应一者中的一个第二干扰头。
73.根据权利要求57所述的模`块，其中所述核心包括彼此紧固的多个层。
全文摘要
本发明披露具有被模块化为一组模块(128)的一个或多个有源部分的电磁旋转机器，例如发电机和电动机。这些模块(128)中的每一者经由一个滑动互锁系统(224)被紧固到一个支撑框架上，该滑动互锁系统(224)允许该模块与该支撑框架滑动地啮合。在一些实施例中，每个模块(128)可以包括一个集成式冷却剂导管(432)，该集成式冷却剂导管载运冷却剂以在操作期间冷却该有源部分。这些模块(128)就以下方面来说各自可以是自含式的形成该有源部分和该冷却系统的对应部分实质上需要做的只是安装这些模块且形成任何剩余的电气和冷却剂导管连接。
文档编号H02K1/18GK103210565SQ201180054687
公开日2013年7月17日 申请日期2011年9月23日 优先权日2010年9月23日
发明者加勒特·L·拜沃特斯, 特雷弗·H·科尔, 乔纳森·A·林奇, 杰弗里·K·彼得 申请人:北方动力系统效用公司