如变热的冷却空气流又通过开孔7和25离开壳体6或者说旋转的机电机器I。出于简明原因，示例性的冷却空气流走向仅仅在图1的上半部中示出。
[0042]颗粒随着进入到机器I中的冷却空气流也一同被引入，这些颗粒根据冷却空气流22的速度而或多或少集中地特别地撞击到绕组头部8上。由于空气的较小的热容，为了保持对机电机器I的相应的冷却作用，应确保有足够的体积通量通过机器。
[0043]由于所要求的体积通量以及与其相关的从外面输送的冷却空气流的高速度，通过冷却空气一同引入的颗粒也达到了较高的速度并且特别是撞击到绕组头部8上、特别是撞击到绕组头部8的绝缘上。这尤其在相应的、例如包含灰尘的运行环境中导致了绕组头部8的绝缘的过快磨损。基于绕组系统的、在绕组头部8中交叉和/或重叠的不同相，前述导致了机电机器I的故障。
[0044]现在，根据本发明在绕组头部8中或者直接在绕组头部8处设置监控部件20，也就是用于监控的部件，敷设至少一个金属线和/或至少一个光波导体，其同样承受磨损过程。一旦现在金属线或者光波导体由颗粒磨损，相应地改变了欧姆电阻或者穿过光波导体射出的光线，这在检验的范畴中作为明确的证据证实了在绕组头部8处的绝缘的持续降低的绝缘性能。
[0045]作为替代性的实施方式，这类金属线或者光波导体能够安装在绕组头部8的应自身设有的附加层19中，这类金属线或者光波导体由于所描述的物理状态而引起了对绝缘损耗的报告。金属线和/或光波导体布置在附加层19的一个或者多个位置中，其直接在绕组头部8处固定在绕组头部的绝缘上，优选是粘接或者通过绑带来保持。
[0046]在基本上自动化地监控时，通过例如能够定位在变流器中或者直接定位在电机I处的控制模块15以预设的时间间隔将相应的测量信号发送到金属线或者光波导体上。然后，利用返回信号将相应的测量值或报告例如存储在存储器中，该测量值或报告能随时调出。
[0047]测量数据在另外的实施方式中例如通过无线电17继续传输到控制位置16处，并分类和评估。
[0048]对于尤其是在绕组头部8处的绝缘电阻的报告能够传递到全体的上级系统控制装置，例如在牵引车或者采矿卡车的情况中，以便如此例如为驾驶员和/或控制位置16提供关于其驱动系统的状态的、特别是绝缘系统的状态的报告。
[0049]由此实现了对绕组头部8的绝缘的几乎永久的状态监控并且给出了早的故障识另IJ。由此能够避免机电机器1-线性和旋转的机电机器-在这类机器的所有使用情况中由绝缘决定的故障。
[0050]图2示例性示出了在绕组头部8的朝向气隙14的一侧处的这类附加层19。如果在短路环12处要安装附加的风扇叶片18，前述此时尤其具有重要意义，风扇叶片特别地用于径向的冷却空气引导并进而导致冷却空气流的颗粒在绕组头部8的该处已标记的位置处的加强的撞击。因此，现在通过附加层19或者在该处置入到绝缘材料中的金属线和光波导体对绕组头部8的绝缘进行监控。
[0051]图3以另外的实施方式示出了冷却空气22的另外的进入/走向。在该处也由于在绕组头部8的上侧上的增大的磨损而对绕组头部8的该区域进行逐点的和成面积的监控。
[0052]图4以另外的实施方式示出了在轴向流动时绕组头部8的应受保护的层，这同样能够通过具有金属线和光波导体的附加层19或者也通过已经在绕组头部8中置入的金属线和光波导体来实现。
[0053]图5以细节图示出了这类附加层19的构造，其包含多个单金属线20或者光波导体，并且其特别地根据图2的实施方案安装在绕组头部8处。
[0054]为了获得一连串的、描述了绕组头部8的不同磨损状态的报告，能够或者布置金属线或者光波导体的多个单层或者布置金属线或者光波导体的在一个层中依次连接的位置。该根据图5或者图6示出的实施例的原则性的图示也能够转置到根据图3和4的图示上。
[0055]用于绝缘的例如通过磨损的这类监控部件的应用也可以由图7获知，在该处例如示出了采矿卡车的驱动装置。原则上，该电动机基本上相当于图1中的电动机，仅仅特殊地构造了一定的空气导引通道并且冷却空气流22可能也通过未进一步示出的电动机接线盒来引导。
[0056]图8示出了在火车头的驱动装置中的根据图1的这类机电机器I的另外的应用领域，其中，机电机器I通过轴4驱动小齿轮30并进而驱动大齿轮32。该驱动装置在此通过转矩支架27与未进一步示出的转向架连接。大齿轮32与轮组轴28抗扭地连接，该轮组轴又与火车头的车轮(以虚线示出)抗扭地连接。不仅轮组轴28而且还有轴4都单独地通过纵向轴承29或者轴承13支承。大齿轮32在变速箱壳体31中运行，在该壳体中还设置有用于润滑大齿轮32的部件。
[0057]出于简明原因，火车头驱动装置仅仅原则性地示出，同样在那里也放弃了对各个冷却空气流的图示。
[0058]图9借鉴图2以另外的附图示出了嵌入在绕组头部8的绝缘中的金属线或者光波导体的布置。在那里，金属线或者光波导体尽可能地布置在绕组头部8的绝缘的表面处，以便能够尽早地确定磨损并进而确定绝缘的降低。
[0059]此外，对于上述实施方式所涉及的陈述和所涉及的布置和测量理论在其意义上也适用于对绕组头部8的绝缘的监控。同样，根据以上的实施方案的分级的监控方案、对绝缘的检验和在采矿卡车和轨道车驱动装置中的应用也能够在根据图9的布置中转换。
[0060]基本上，以上描述的实施方案的特征能够彼此组合。
【主权项】
1.一种气冷式的机电机器(I)，具有定子(2)，该定子具有绕组系统，该绕组系统在所述定子(2)的端面侧处形成绕组头部(8)，其中，至少所述绕组头部(8)在该绕组头部的绝缘层中或者在涂覆在该绝缘层上的附加层(19)中具有至少一个监控部件(20)，以用于对所述绕组头部(8)的绝缘强度进行监控。2.根据权利要求1所述的气冷式的机电机器(I)，其特征在于，所述气冷式的机电机器是强制通风的机电机器(I)。3.根据权利要求1或2所述的气冷式的机电机器(I)，其特征在于，所述监控部件(20)至少设置在所述绕组头部(8)的一个位置处，该位置经受了冷却气流(22)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的气冷式的机电机器(I)，其特征在于，所述监控部件(20)具有至少一个金属线和/或光波导体装置。5.根据前述权利要求中任一项所述的气冷式的机电机器(I)，其特征在于，通过所述监控部件(20)对在所述绕组头部(8)处的绝缘电阻进行状态识别。6.—种用于对根据前述权利要求中任一项所述的气冷式的机电机器(I)的绕组头部(8)的绝缘状态进行检验的方法，该机电机器具有定子(2)，该定子具有绕组系统，该绕组系统在所述定子(2)的端面侧处形成绕组头部(8)，其中，至少所述绕组头部(8)在该绕组头部的绝缘层中或者在涂覆在该绝缘层上的附加层中具有至少一个监控部件(20)，以用于对所述绕组头部(8)的绝缘强度进行监控，所述方法通过以下步骤实现: 在能预设的时间间隔中将信号发送到所述监控部件(20)中， 接收来自所述监控部件(20)的返回信号， 对所述返回信号进行评估，从而推断出所述绕组头部(8)的所述绝缘状态。7.根据权利要求6所述的对绝缘状态进行检验的方法，其特征在于，所述气冷式的机电机器是强制通风的机电机器(I)。8.根据权利要求6或7所述的对绝缘状态进行检验的方法，其特征在于，通过接收所述返回信号而对所述绕组头部(8)的所述绝缘状态进行分类。
【专利摘要】本发明涉及一种气冷式的机电机器(1)，尤其是强制通风的机电机器(1)，具有定子(2)，定子具有绕组系统，该绕组系统在定子(2)的端面侧处形成绕组头部(8)，其中，至少绕组头部(8)在其绝缘层中或者在涂覆在该绝缘层上的附加层(19)中具有至少一个监控部件(20)，以用于对绕组头部(8)的绝缘强度进行监控。
【IPC分类】H02K1/20, H02K11/20, G01R27/02
【公开号】CN105337460
【申请号】CN201510482793
【发明人】罗伯特·兰珀
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年8月3日
【公告号】EP2983276A1, US20160033579