气冷式异步旋转电机的制作方法

本实用新型涉及一种气冷式异步旋转电机，具有：定子和转子，其分别具有轴向分层的叠片并且因此形成叠片组；多相的绕组系统，其至少在定子中布置在叠片组的槽中，并且在叠片组的端侧处分别构造绕组头，其中，绕组系统由线圈或杆组成并且在线圈或杆之间具有用于相位分离的元件。

背景技术：

电机中的绕组系统在特别是定子的叠片组的端侧处构造绕组头，其基本上表现了一个或多个线圈或杆的方向翻转，其中，其去路导体从槽中出来并且其回路导体伸入到其它的槽中。

该绕组头首先在高效的电机中是非常紧凑的并且因此几乎无法使相应的冷却介质穿过，从而在绕组头的内部由于缺少足够的热传输而布满相对平均绕组温度来说明显更高的温度。该局部的热的部位也被称为所谓的热点。

然而，为了控制绕组头之中的在电机的运行情况中所出现的、由于短路情况下的运行电流或者由于使转子中的绕组头中断的离心力而出现的力，需要强化和支撑绕组头。

通过绕组头的相应的支撑，能够仅非常有限地出现相应的冷却剂供应。这导致了绕组头的内部的局部的温度升高并且附加地也增大了线圈或定子的该部段的欧姆电阻，这导致了绕组布置的附加的加热。因此，温度监视装置已经在出现不允许的值的情况下做出反应，尽管平均绕组加热仍离允许的边界较远。这导致的是，电机效率下降。

此外，原则上应当通过有效的冷却也保护电机的绕组系统的绝缘，并且此外维持轴承的最大润滑剂温度。通过这样的冷却排出在电机中出现的热损失。越有效地设计从电机中进行热排放，就能够在相同的能耗情况下越小或者越紧凑地实施电机。

因此在绕组头中，不同的电相位的电导体直接地并且直接相邻地布置，从而必须保障各个相位之间的绝缘，以便避免由于电弧而在电机之中出现损坏情况。

从DE 195 44 699 A1中已知了具有间接冷却的定子绕组的电机，其中，通过由绕组杆组成的绕组头设置填充件，其压缩了在周向方向上相邻的绕组杆之间的自由的穿透面积，以使得冷却气体有针对性地引导至绕组杆的宽侧。

其缺点在于，通过附加的填充件压缩了穿透面积，并且通过绕组杆也能够得到窄的冷却通道，然而这在浇注的绕组头中是不可能的。

从DE 12 05 182中已知了在凸极转子的磁隙中用于引导冷却介质并且支持励磁绕组，其中，在磁隙中布置栅格。

其缺点在于，栅格仅能够在相应地间隔开的磁隙中使用，一旦线圈或杆相互定位地很近，那么就排除了该可行性方案。

技术实现要素：

由此出发，本实用新型的目的在于，提出一种气冷式异步旋转电机，其在紧凑的结构的情况下允许特别是绕组头的高效的冷却，其中，设置为同时使得绕组头紧凑。

所提出的目的的解决方案由此实现，气冷式异步旋转电机具有，

-定子和转子，其分别具有轴向分层的叠片并且因此形成叠片组，

-绕组系统、特别是多相的绕组系统，其在定子和/或转子中布置在相应的叠片组的槽中，并且在叠片组的端侧处分别构造绕组头，其中，绕组系统由线圈或杆组成，

-在绕组头中的在绕组系统的线圈或杆之间的张紧元件，绕组系统的张紧元件构造为刚性的和波浪状的，以便在电机的所出现的运行情况中接收力并且实现穿过相应的绕组头的径向的冷却气流。

通过根据本实用新型的设计方案的张紧元件，也在不同相位的线圈或杆之间有非常窄的间距的情况下进行在预定的间距中的足够冷却剂引导。该预定的间距也通过绕组头的张紧或者在电机的特殊的运行情况下、例如短路时，由于张紧元件的材料特性而保持。因此，也在任何时间保障了绕组头的足够的冷却。

根据本实用新型的张紧元件不仅在绕组头中能应用在定子的叠片组的端侧处，也能应用在电机的转子的绕组头中的叠片组的端侧处。在那里，由于转子的绕组头中的根据本实用新型的张紧元件，也在运行中接收离心力，而不妨碍冷却气体的穿过。

通过根据电机的实施方式的定子和/或转子的绕组头中的张紧元件的布置，改善了电机的整体的冷却方案，从而更好地充分利用了机器。这导致了在相同的机器功率的情况下的更小的结构大小，这另一方面导致了成本节约。

为了相应地将张紧元件实施为刚性的和波浪状的，张紧元件优选地由一层或多层玻璃布组成，其在高温下注入稳定的导电的合成树脂。因此完成了相对较硬的张紧元件，其此外构造为波浪状的并且因此为冷却气流提供尽可能小的阻力。

通过多次实验有利地表明的是，张紧元件根据电机的运行中的负载应当优选地具有2至10cm的波距，其在张紧元件的材料厚度方面小于等于1mm。这特别有利的是，绕组头范围中的杆和线圈的间距仅为2至3mm。

张紧元件的通过玻璃布的组成证明为特别有利的是，玻璃布具有张紧元件的总质量的大约2/3，其中，玻璃纤维的份额在玻璃布的纬向和经向上大小相同。这导致了张紧元件的稳定的结构，从而使不同的力方向在该张紧元件的刚性的情况下导致了不减小绕组头之中的预定的间距。

优选地，波浪状的张紧元件实施为正弦形状的或者矩形形状的，以便不仅满足机器的要求，还满足热电的要求。

附图说明

根据在附图中在原理上示出的实施例详细阐述本实用新型以及本实用新型的另外的有利的设计方案。在此示出：

图1是气冷式电机的纵截面，

图2，3是具有张紧元件的原理性的绕组头，

图4是在两个杆之间的张紧元件的详图。

具体实施方式

图1示出了旋转电机1，其实施为具有闭合的内部冷却循环的异步电机。在其它的具有绕组头7的旋转电机中，同样能够在定子2和/或转子3中实施根据本实用新型的构思。

图1还示出了定子2，其具有朝向气隙9的轴向延伸的槽10，其中，在槽10中设置由线圈或杆11组成的绕组系统。绕组系统、特别是线圈或杆11在定子2的叠片组的端侧处构造了绕组头7。绕组头7限定了电机1的充分使用，因为在以树脂浸泡的绕组系统中并且特别是在绕组头7中存在具有过热-所谓的热点-的局部区域，其在电机1的运行中向上限定了机器1的热力学上的充分使用。

通过气隙9与定子2分隔地存在转子3，其同样如定子2那样由轴向分层的叠片12组成。在特别的实施例中，转子3是具有短路笼的转子，其中，短路笼的短路环20仅原理性地示出。

本实用新型同样能用于具有绕组系统的转子3。绕组系统经由集电环供电。在转子3处同样在叠片组的端侧处构造绕组头7，其一方面应当允许冷却剂通过，并且另一方面应当保障绕组头7的杆或线圈的足够的机械稳定性。现在这通过根据本实用新型的张紧元件8实现。

定子2位于壳体5之中，其中，该壳体5经由轴4的轴承6支撑，其中，轴4与笼的转子3连接。在当前情况下涉及具有闭合的冷却循环的电机，即在壳体5之中流动的冷却气流16通过通风装置15又或者通风装置叶片保持在短路环20处。壳体2之中的冷却气流16的回冷却通过壳体5中的散热片或者通过液体冷却实现，其作为未详细示出的冷却罩配属于壳体5。

现在为了冷却绕组头7的热点，基本上引导冷却气流16通过绕组头7，其中张紧元件8构造为，在不同相位的两个线圈侧或者两个杆之间布置张紧元件8，并且如下地布置，即能够以简单的方式和方法使得冷却气流16穿流。为了在流动技术上迫使冷却气流16穿过绕组头7，在必要的情况下在附加的实施方案中预设叠片，特别是在电机1的壳体5之中布置引导装置17，其避免了不期望的流动技术上的旁路。因此，通过绕组头7以及通过张紧元件8强迫冷却气流16。

图2和3分别示出了绕组头7的局部，其中，在那里从定子2的叠片组中分别引导出杆，并且杆在此在绕组头区域中具有仅几毫米的间距14。现在为了在电机1的运行中接收电动力并且同时为了保证冷却气流尽可能均匀地引导穿过绕组头7的全部区域，由一层或多层玻璃布组成张紧元件8，玻璃布与耐高温的导电的合成树脂基体连接。

张紧元件8在此根据图2实施为正弦形状的或者根据图3实施为矩形形状的。在此重要的是，张紧元件8也能够在材料厚度最大为1mm的情况下接受电动力又或者机器的离心力。这特别地由此实现，即张紧元件8的波距为5至10cm，如在图4中原理性地示出的那样。根据绕组头的负载和/或轴向的卸载，波距也有利地为2至5cm。

在另一个有利的、未详细示出的实施方案中，张紧元件8的波距18在2和10cm之间变化。同样地，绕组头的张紧元件8并不必强制地具有相同的波距。绕组头7的张紧元件8具有在2和10cm之间的不同的波距，其中，每个张紧元件8对于其自身来说都分别具有恒定的波距18。

在此，现在根据图4在绕组头7中在电机1的绕组系统的杆11之间定位张紧元件8。由此引导例如在所示的示图中以标号21标注的冷却气流16。