专利名称：包括带冷却通道的极靴的转子的制作方法
技术领域：
本实用新型的主题是ー种用于电动旋转机器的绕线转子、以及包括这种转子的机器。本实用新型具体地但并不唯一地适用于开放式、単相或多相式电动旋转机器的转子绕组的冷却，这种电动旋转机器具有的转速是在例如O转/分钟与10000转/分钟之间，并且具有的功率是在例如O. IMW与25MW之间。
技术背景“开放式电动旋转机器”的意思是ー种通过从机器外部抽吸的空气流动进行冷却的机器。为了对ー个转子进行冷却，已知的做法是在转子中安排多个冷却通道。因此申请GB 2 425 662披露了在带有多个凸出磁极的转子的极靴中制造小的切ロ，以便在每个磁极与这个磁极的那些绕线导电体之间安排ー个通道。从专利US 3 846 651已知的是将径向地取向的多个通道安排为穿过ー个转子的这些配合的磁极的极靴，以便产生多个通道来允许ー个冷却流体进行流动。专利US 3 633 054传授了抵靠着ー个凸出磁极的那些极靴而放置ー个金属杆，在这个金属杆中安排了多个孔ロ从而允许ー个冷却流体进行流动。公开WO 2010/079455披露了被设计为对ー种具有多个凸出磁极的转子进行冷却的多种不同安排。存在ー种需要来进ー步改进对电动旋转机器的转子的冷却。
实用新型内容本实用新型的目的是响应这ー需求，并且根据本实用新型多个方面之一，通过ー种用于电动旋转机器的、沿一条纵向轴线延伸的转子实现了这一目的，这个转子包括多个凸出磁极，这些凸出磁极具有多个极尖或极靴，以及至少ー个内部冷却通道，这个内部冷却通道轴向地延伸穿过至少ー个极靴、更佳的是穿过每个极靴。“内部通道”应理解为ー种在截面中闭合的、有轮廓的通道。本实用新型使之有可能改进这种机器的热性能并且减少转子绕组对于给定的铜量的加热。本实用新型还使之有可能通过减少在与已知机器相比较与已知机器相比较完全相同的热状态下的活性物质的量，来降低对于给定的铜量而言导电体和绝缘体的最高温度，并降低机器的总成本。在本说明书的剰余部分中，冷却流体优选是空气，但本实用新型不限于以空气作为冷却流体。转子允许冷却流体沿着这些通道流动。[0018]取决于所希望的转子冷却，更多或更少的冷却通道(例如数量在I与15个之间的通道)延伸穿过这些凸出磁极的极靴。这些不同的冷却通道可以被限定在安排于极靴中的多个鳍片之间。这些鳍片可以延伸过这个转子的全部或部分长度。具体而言，这些鳍片可以被中断，并且这个极靴于是就具有一种有齿的形状。
这些鳍片可以用多种不同的方式被放置在极靴内。每个冷却通道可以延伸过转子的磁性主体的整个长度。每个冷却通道可以连续地或者不连续地沿着这个转子的纵向轴线延伸穿过后者。这些极靴可以具有限定了多个齿的一种有齿的形状。这些冷却通道于是就被安排在这些齿中。这种构形允许这种冷却流体经历在这些通道内部的多个通路和轴向地延伸在这些齿之间的加宽区域中的多个通路的ー种交替。这使之有可能进ー步改进对流热交換。此外，冷却流体可以在这些齿之间横向地流动。在转子的外围上存在这些极靴使之有可能从冷却流体由径向动能到轴向动能的ー种转化中获益。这种有齿的形状可以通过多个金属片组的ー种交错的安排(通过交替地翻转这些组)而获得。在围绕转子的纵向轴线移动时，可能或可能不属于同一个磁极的两个顺序系列的多个齿可以被轴向地偏置了ー个齿，这些齿之间的空间例如等于ー个齿的轴向尺寸。这限制了压カ损失。每个极靴可以具有ー个切ロ的截面，由于这些冷却通道延伸穿其而过，这个切ロ的截面占其总截面的25%以上。这些凸出磁极各自包括一个磁极本体以及两个极靴。两个相邻的凸出磁极在它们之间限定了一个极间空间(interpolar space)。至少ー个冷却通道可以被安排在这个极间空间的底部之中，以便进ー步改进对转子的冷却。因此每个磁极都有可能获得冷却流体在这些极靴内的流动以及在极间空间中的流动。转子的这些凸出磁极可以是由一种多个磁性片的组件来形成的。每个磁性片可以与其所有的磁极一起处在ー个单件之中。转子的所有这些片可以是完全相同的，每个片具有多个凸出磁极，这些凸出磁极只具有ー个极靴，一个片的所有这些极靴都被定向在相同的圆周方向上。在对转子进行组装吋，这些片是通过如下方式来被组装的，即被准确地堆叠在多个具有上述一个齿厚度的组中，然后由相反地放置的多个片形成的另ー个组被并置在第一个组上，并且以此类推，以便沿着每个极靴形成齿与扩大的通路的ー种交替。这个转子可以包括多个拉杆用于保持这种具有多个磁性片的组件。这个转子可以在这些磁极本体的径向外末端处包括用于接收阻尼器的多个壳体。这个转子可以包括两个端板，以便使得绕线操作更加容易并且改进这个转子的总体机械强度。根据本实用新型的另ー个方面，本实用新型的另ー个主题是包括ー个如以上限定的转子的一种电动旋转机器。[0036]这种电动旋转机器包括ー个定子，转子在这个定子中旋转。这个机器可以包括ー个或多个风扇，该风扇可以或可以不由这个转子来驱动，以便在多种不同的冷却通道中产生ー种强制空气的流动。
通过阅读后面的非限制性的多个示例性实施方案的以下说明并且通过查看附图将会更好地理解本实用新型，在附图中图I是根据本实用新型的转子的磁性主体的一个实例的示意性的以及部分性的透视图，图2是沿着图I的II的正视图，图3是根据本实用新型的转子的磁性主体的另ー个实例的类似于图I的视图，图4分离地并且部分地展现了根据本实用新型的一个示例性实施方案的ー个凸出磁极，并且图5展现了制造一个根据本实用新型的电动机器的细节。
具体实施方式
图I示出了一个转子I的磁性体的ー个第一实例，这个转子沿纵向轴线X延伸并且包括ー个组件，这个组件具有多个磁性片2并形成了多个凸出磁极3，在所展示的实例中的数量为四个，然而本实用新型并不限于ー种特定的极性。如在图I中可见，每个磁极3包括一个磁极本体3b，这个磁极本体沿ー个中心线Y延伸；以及两个极靴3a，这些极靴伸出在圆周方向上。两个相邻的磁极3在它们之间限定了ー个极间空间E。导电体被缠绕在每个磁极3周围并且限定了多个绕组21，这在图5中可见。每个片优选地都是从同一个磁性的平带上切出的ー个件。转子I可以包括多个拉杆(未示出)用于通过位于这些磁极3上的开ロ 11而穿过转子体从而保持具有多个磁性片2的这种组件。一个装配有防转动装置9的中央壳体8被安排在转子体中以便接收ー个轴(未示出)。转子I的转子体还可以包括(如所展示的)用于接收阻尼器(未示出)的多个壳体10。根据本实用新型，至少ー个内部冷却通道5轴向地延伸穿过每个极靴3a。在ー个片内，这个通道不通到这个片的外轮廓上，这个通道的轮廓是闭合的。优选地，几个冷却通道5延伸穿过每个极靴3a，如图I和图2中所展示的例如是六个通道。在这些磁极3的极靴3a中制造的多个鳍片4将这些不同的冷却通道5分隔开。在图I和图2的实例中，每个冷却通道5连续而无中断地延伸穿过转子I的全长
し这个磁性体可以由多个完全相同的磁性片堆叠而成，这些通道5和这些鳍片4是通过在这些极靴内对该片进行切ロ而形成的。[0057]在每个极间空间E的基部处可以(如所展示的)提供ー个另外的冷却通道7。这个通道7例如具有圆形的截面，例如是在一个处于直角形式的延伸部18中制造的，这个延伸部的多个侧平行于这些与极靴3a相反的面19。在图3中所展示的变体中，这些极靴3a各自具有限定了多个齿6的一种有齿的形状，在所说明的实例中为每个极靴3a五个齿，然而本实 用新型不限于特定数量的齿。这些冷却通道5被安排在这些齿6中，并且在这些齿6之间的间隙20为这种冷却流体限定了具有加宽的截面的ー个通路。两个顺序系列的多个齿6在围绕转子I的纵向轴线X移动时被轴向地偏置了ー个齿，一个齿6沿轴线X的轴向尺寸La是能够等于两个齿6之间的间隙20的尺寸Le的。同一个磁极的那些极靴3a有利地在两个相反的轴向末端14、15处是没有齿的,如图3所示。这使得这些绕组的安装更容易，这种安装可以用预制的绕组来实现。每个极靴3a具有一个总截面St (在图4中用交叉影线示出)、以及ー个切ロ的截面sa，这个切ロ的截面是由延伸穿过极靴3a的多个冷却通道5来限定的。这个切ロ的截面sa优选地代表了极靴3a的总截面St的25%以上。这个截面st是由该靴3a的外轮廓以及由对这个磁极的本体3b进行延伸的一条想象的直线来界定的。这些通道5可以在同一个极靴3a内具有不同的截面。为了生产图3的磁性体，使用了完全相同的多个片但这些片在多个组中是被反向的，以便形成齿6与在两个顺序的齿6之间的加宽的通路20的ー种交替。转子I例如被结合在一个电动旋转机器(未不出)之中，这个电动旋转机器包括ー个离心式风扇。作为ー个变体，这个风扇是ー个多通道式风扇。在又另ー个变体中，这个风扇是通过将ー个离心式风扇和ー个轴流风扇布置在串联中来制造的。由这个风扇吸入的空气穿过位于每个凸出磁极3的这些极靴3a中的那些冷却通道5。此外，空气可以在空气间隙中流动并且流动通过在极间空间E的基部安排的那些通道7。当这些通道5不连续地延伸穿过这些极靴3a吋，也就是说当这些凸出磁极3的极靴各自具有一种如图3所展示的有齿的形状吋，这样ー种不连续性允许了空气从多个间隙20 (在两个齿6之间)横向地流动到极间空间E。图5部分地示出了根据本实用新型的电动旋转机器的定子和转子。这个图示出了图I和图3这些实例的这种单切ロ的延伸部18限定的通道7可以用多个鳍片23分隔开的多个通道7来替代。本实用新型不限于仅仅已经说明的这些实例。例如有可能的是，将參照不同实施方案进行说明的、在未展示的变体范围内的这些特征结合起来。这些鳍片4可以具有任何形状。本实用新型可以应用于具有配合的极靴的转子。本实用新型不限于特定的凸出磁扱。本实用新型可以应用于由ー实心块的磁性材料机加工而成的单件式转子。表述“包括一个”须理解为与“包括至少ー个”同义，除非指明了相反的情況。
权利要求1.一种转子(1)，所述转子(I)用于电动旋转机器且沿着纵向轴线(X)延伸，所述转子(I)包括 多个凸出磁极(3)，所述多个凸出磁极(3)具有多个极靴(3a)，以及 至少一个内部冷却通道(5)，所述内部冷却通道(5)轴向地延伸穿过至少一个极靴(3a)。
2.根据权利要求I所述的转子，其中，所述多个凸出磁极(3)的极靴(3a)各自具有延伸穿过该极靴(3a)的I个至15个冷却通道(5)。
3.根据权利要求2所述的转子，其中，所述内部冷却通道(5)在所述极靴(3a)内由鳍片(4)分隔开。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的转子，其中，所述内部冷却通道(5)延伸穿过所述转子(I)的磁性体的全长(L)。
5.根据权利要求I至3中任一项所述的转子，其中所述内部冷却通道(5)沿着所述转子(I)的纵向轴线(X)连续地延伸穿过所述转子(I)。
6.根据权利要求I所述的转子，其中，所述多个极靴(3a)各自具有限定了多个齿(6)的有齿的形状。
7.根据权利要求6所述的转子，其中，顺序的两个系列的齿(6)在围绕所述转子(I)的纵向轴线(X)移动时在轴向上偏置一个齿(6)。
8.根据权利要求6或7所述的转子，其中，一个齿(6)的轴向尺寸(La)等于两个齿(6)之间的间隙(20)的尺寸(Le)。
9.根据权利要求1_3、6、7中任一项所述的转子，其中，每个极靴(3a)具有切口的截面(sa)，所述切口的截面占该极靴(3a)的总截面(st)的25%以上。
10.根据权利要求1_3、6、7中任一项所述的转子，其中，两个相邻的凸出磁极(3)在它们之间限定了一个极间空间(E)，至少一个冷却通道(7 )延伸穿过位于所述极间空间E的基部处的延伸部(18)。
11.根据权利要求1_3、6、7中任一项所述的转子，其中，所述多个凸出磁极(3)是由多个完全相同的单件式的磁性片(2)的组件形成的。
12.根据权利要求1_3、6、7中任一项所述的转子，其中，所述转子是单件式的。
13.—种电动旋转机器，包括根据前述权利要求中任一项所述的转子(I )。
专利摘要本实用新型涉及一种用于电动旋转机器的、沿一条纵向轴线(X)延伸的转子(1)，该转子包括多个凸出磁极(3)，这些凸出磁极具有多个极靴(3a)，以及至少一个内部冷却通道(5)，该内部冷却通道轴向地延伸穿过至少一个极靴(3a)。
文档编号H02K1/32GK202651920SQ20112051304
公开日2013年1月2日 申请日期2011年12月9日 优先权日2011年10月6日
发明者亚历克西斯·迪托 申请人:利莱森玛电机公司