專利名稱：環(huán)形電動機的制作方法
環(huán)形電動枳i
本發(fā)明涉及一種作為直接驅(qū)動裝置的環(huán)形電動機，尤其是用于礦 磨機或者棒磨機，具有定子和構(gòu)造成碾磨體的轉(zhuǎn)子。
在所謂磨機驅(qū)動裝置中，正如它們應用于碾磨水泥或礦石，尤其 是銅礦石那樣，很久以來就構(gòu)造有 一種平躺布置的碾磨體的直接驅(qū)動 裝置。此處將電動的驅(qū)動電動機布置成與碾磨體同心，其中轉(zhuǎn)子和定
子相比較來說具有大的直徑，在大于5 m的范圍里，(US 3,272,444 )。 轉(zhuǎn)子的軸由碾磨體本身構(gòu)成，碾磨體設有環(huán)形法蘭用來固定主動 的轉(zhuǎn)子部件。轉(zhuǎn)子具有多個節(jié)段，它們有一個或者多個磁性極。每個 節(jié)段設有布置于轉(zhuǎn)子的圓周方向上的支承板，此支承板與碾磨體的環(huán) 形法蘭機械連接。
這種型式的環(huán)形電動機的初級部分是定子，它構(gòu)造用來通過電 流。它為此具有分布于定子凹槽上的繞組系統(tǒng)，次級部分，如上所述 具有單個的轉(zhuǎn)子節(jié)段，這些轉(zhuǎn)子區(qū)段設有永磁體或者可以通過電流的
繞組。因此環(huán)形電動才幾具有初級部分和次級部分，它們分別具有活性 的磁性裝置，這些磁性裝置可以用于產(chǎn)生磁場。主動的磁性裝置例如 是可以通過電流的繞組、永磁體或者借助于感應可以引起電流的繞 組，其中通過所引起的電流可以產(chǎn)生磁場。不足之處是，尤其在于因 為這種直接驅(qū)動裝置的外形尺寸相比來說很大，現(xiàn)場安設困難，因為 這些部件，如定子或轉(zhuǎn)子都不能作為整個裝置來運輸。直接驅(qū)動的定 子和轉(zhuǎn)子因此也必須分成節(jié)段，以便得到適合于運輸?shù)耐庑纬叽纭，F(xiàn) 場進行裝配相應地就困難，這是因為必須在現(xiàn)場將繞組系統(tǒng)的超重部 件斂入在定子的凹槽里，進行絕緣和檢驗。同樣，主動的磁性裝置在 轉(zhuǎn)子上的定位操縱也使得裝配很麻煩并且化費時間多。
由于對繞組系統(tǒng)還有更高的介電要求，在工廠之外安設適合于操 作的絕緣則還由于有塵的環(huán)境也有許多問題。
因此本發(fā)明的任務是提出 一種環(huán)形電動機，它可以簡單地制造、 運輸，而且無需大量的裝配費用就可以安裝在設備上。整個電氣檢驗 應該可以在工廠內(nèi)進行，而無需在設備上裝入附加的繞組并進行校 驗。此外應該簡化轉(zhuǎn)子極的裝配，以便使現(xiàn)場的磁化或者使已經(jīng)預磁化的部件裝配更容易。
所提任務成功地用一種作為直接驅(qū)動裝置的環(huán)形電動機來解決， 它尤其用于礦磨機或者棒磨機，具有定子和構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)的碾磨體的轉(zhuǎn) 子，其中定子具有至少兩個不同的勵磁系統(tǒng)，而碾磨體具有齒形結(jié)構(gòu)， 此齒形結(jié)構(gòu)與定子的勵磁系統(tǒng)電磁交互作用，并因此引起碾磨體的轉(zhuǎn) 動。
通過按照本發(fā)明的環(huán)形電動機的構(gòu)造，定子具有兩個不同的勵磁 系統(tǒng)，它們以前都分布在定子和轉(zhuǎn)子上。因此不需要復雜的搬運處置 和將預磁化的極安裝在碾磨體上和/或也不需使這些轉(zhuǎn)子節(jié)段在現(xiàn)場 磁化。
在另一種優(yōu)選的實施方式中，定子設有繞組系統(tǒng)，它構(gòu)造成齒形 線圈系統(tǒng)，其中每個齒、或者在圓周方向上看定子的每隔一個齒具有 自身的成型線圈。因此定子節(jié)段的繞組系統(tǒng)的電氣檢驗就可以在工廠 里實施完成。
有利地將定子節(jié)段的分界部位設在在凹槽里，優(yōu)選在凹槽的中 間，因此通過定子節(jié)段的組裝絕對不會引起由于缺少齒形線圍而造成 》茲通改變。
如果只是每隔 一 個齒纏有繞組，那么將分界部位設在未被纏繞的齒里。
轉(zhuǎn)子的齒形結(jié)構(gòu)有利地構(gòu)造成實體的，并且以簡單的方式和方法 例如通過螺紋連接只是設置在碾磨體上。因此就不再需要磁化或者說 用已經(jīng)預》茲化的極元件裝配在碾磨體上。
在另外一種實施方式中，所述齒形結(jié)構(gòu)也可以構(gòu)造成層壓的。疊 板或者疊扭J殳更為有利地軸向?qū)盈B。
在另一種有利的構(gòu)造方案中，，碾磨體上的齒沿軸向方向構(gòu)造成
傾斜的，以便避免在轉(zhuǎn)子極和定子之間的制動現(xiàn)象，或者至少使之減 少，這種現(xiàn)象否則作為轉(zhuǎn)矩波動而在驅(qū)動系統(tǒng)里產(chǎn)生影響。
本發(fā)明以及本發(fā)明的其它有利構(gòu)造方案就在下面根據(jù)示意示出
的實施例詳細加以i兌明。附圖所示為


圖1:棒磨機直接驅(qū)動裝置的立體原理圖； 圖2:原理上示出的繞組系統(tǒng)； 圖3:按照現(xiàn)有技術(shù)的繞組系統(tǒng)；圖4:具有齒線圈的按本發(fā)明的繞組系統(tǒng)；
圖5至8、 12、 14至18:定子和轉(zhuǎn)子的采用不同原理的實施方式； 圖9、 10、 11、 13:用于說明按本發(fā)明的構(gòu)造的物理關系的簡圖。
圖1通過立體示意圖示出了環(huán)形電動機1的基本元件，其包括定 子6所在的固定部分以及旋轉(zhuǎn)部分，其中轉(zhuǎn)子12在該旋轉(zhuǎn)部分中位 于未詳細示出的碾磨體10上。
具有軸向疊板的定子6通過既適合作為轉(zhuǎn)矩支架、又適合用于減 振的支撐元件5固定在框架2上。定子6的端面設有封蓋3，用于在 繞組系統(tǒng)4的端部繞組和封蓋3之間形成冷卻通道7，該冷卻通道更 為有利地適用于對尤其是端部繞組進行空氣冷卻。氣流則通過一個或 者多個通風機產(chǎn)生，通風機布置在定子6的圓周上。
圖2示出環(huán)形電動機1的橫截面原理圖，其中環(huán)形電動機1用兩 個支承面置于基底15上，因此環(huán)形電動機1的定子6通過基底15自 由地懸掛。碾磨體10通過未詳細示出的支承結(jié)構(gòu)與基底相連接，這 些軸承結(jié)構(gòu)對于理解本發(fā)明來說并不重要，因此沒有詳細示出。
一種齒形結(jié)構(gòu)20作為轉(zhuǎn)子12設在碾磨體10上。轉(zhuǎn)子12因此在 圓周方向上看分成單個的轉(zhuǎn)子節(jié)段21,這些轉(zhuǎn)子節(jié)段本身分別可以方 便地進行運輸并安裝在碾磨體10上。轉(zhuǎn)子節(jié)段21是實體的，也就是 整體的或者是層壓的，和/或齒形結(jié)構(gòu)20的軸向走向構(gòu)造成相對于軸 線33為傾斜的。
由于齒形結(jié)構(gòu)20的傾斜走向，使扭矩波動降低，因此使碾磨體 IO產(chǎn)生均勻的轉(zhuǎn)動。
此外，定子6通過封蓋3來封閉，并且為了能夠有針對性地排出 熱量，單個風扇22分布在圓周方向上。
這些風扇22簡略示出，并且相比于布置在中央的風扇來說，由 于其數(shù)量多，保證了冷卻功率均勻。
封蓋3此外還尤其是防止定子6受到污染，這種污染有可能損害 繞組系統(tǒng)4的介電強度。
環(huán)形電動機1的固定部分例如分成四個定子節(jié)段23，其中單個定 子節(jié)段23通過分界部位24相互機械連接。環(huán)形電動機1的定子6按 圖2所示分成四個定子節(jié)段23,這是因為定子6作為整體由于其尺寸
6而不能再運輸，因此必須將定子分成單個節(jié)段。
,繞組系統(tǒng)4有利地通過齒線圏25構(gòu)成。齒線圏25分別只包圍住 一個齒27，因此如同圖2中所示那樣，每個凹槽26就只有齒線圏25 的一個去向?qū)Ь€或來向?qū)Ь€。因此有些齒27被齒線團25圍繞，而有 些齒28并不被齒線圏25圍繞。因此在圓周方向上看，纏繞的和未纏 繞的齒發(fā)生交替。分界部位24因此布置通過未纏繞的齒28。
在這種實施方式中，布置在氣隙上的永磁體由于繪圖的原因沒有 示出于圖2中。
未纏繞的齒的面朝氣隙的側(cè)面同未纏繞的齒 一 樣寬，或者更窄 些。此外這些未纏繞的齒構(gòu)造成與各自定子節(jié)段的疊板成整體，或者 作為一體件，因此它可以被定位于定子節(jié)段的軛背里。
在另一種實施方式中，每個齒27都被纏繞，因此在每個凹槽26 里都有不同的齒線圈25的去向和來向?qū)Ь€。如果每個齒27都具有一 個齒線圏25,那就使分界部位24這樣來定位，即分界部位24在中間 延伸通過凹槽26，并因此在環(huán)形電動機1組裝的狀態(tài)下，在分隔凹槽 里有不同的齒線圏25的去向和來向?qū)Ь€。
通過定子節(jié)段的繞組系統(tǒng)的這種按照本發(fā)明的構(gòu)造方案，在現(xiàn)場 的設備上就不必將繞組系統(tǒng)4裝入在與分界部位24相鄰的凹槽里。
因此可以將整套的繞組系統(tǒng)4在工廠里裝入在各自的定子節(jié)段24 里，進行澆鑄、檢驗并接著運輸?shù)皆O備上。
就不再需要如圖3所示將繞組裝入到定子6的圍繞分界部位24 的凹槽26里。因此對設備的絕緣檢驗就成為多余的了 。
按圖3所示裝入了大量的成型線圏*，從而使它們延伸越過分界 部位24,并因此只是在現(xiàn)場才能裝入。
在設備上只需實現(xiàn)單個定子節(jié)段23的僅一個電路，優(yōu)選通過本 身就已知的12脈沖的變流器。
因此每個定子節(jié)段23在工廠里就可以全套地在凹槽26里設置繞 組系統(tǒng)4，和在定子6里或定子6上設置永磁體，并在那里進行質(zhì)量 和絕緣檢驗。
在以下的圖示中，由于圖示原因局部地選擇了直的、也就是不彎 曲的圖示形式，但它從技術(shù)物理方面與如環(huán)形電動機1所呈現(xiàn)那樣的 彎曲的形式并沒有區(qū)別。為了進一步簡化環(huán)形電動機1的裝配，轉(zhuǎn)子12按照本發(fā)明具有 一種按圖5所示的齒形結(jié)構(gòu)20，它在轉(zhuǎn)子基體29的部位里和在凸起 30的部位里都是層壓的。此外為了進一步簡化環(huán)形電動機1的裝配， 將永磁體31布置在定子6或者說定子節(jié)段23上。永磁體31在定子 節(jié)段23上尤其是條帶狀地布置在氣隙平面里。永磁體31在這種縱向 磁通的方案中基本上平行于凸起，凸起起到導磁塊的作用。為了減小 轉(zhuǎn)矩波動，永磁體31然而可以有針對性地相對于真正的軸向走向定 位成傾斜位置。
這種傾斜通過疊板段并因此通過凹槽26的軸向走向來確定。
在另一種有利的構(gòu)造方案中，齒形結(jié)構(gòu)20由疊板制成，它們在 轉(zhuǎn)子12的軸向長度上相繼地堆疊。轉(zhuǎn)子節(jié)段21的各個疊板包括轉(zhuǎn)子 基體29和凸起30由一個部件構(gòu)成，也就是一個的。通過疊板的相繼 堆疊就形成了轉(zhuǎn)子節(jié)段21的帶有凸起30的齒形結(jié)構(gòu)20。圖5示出了 層壓結(jié)構(gòu)的型式。
轉(zhuǎn)子12的齒形結(jié)構(gòu)20在圓周方向上由轉(zhuǎn)子節(jié)段21構(gòu)成，因此 一個轉(zhuǎn)子節(jié)段21鄰接于下一個轉(zhuǎn)子節(jié)段21。依此類推沿著運動方向、 也就是沿著圓周方向鄰接的轉(zhuǎn)子節(jié)段21在圖5所示中并沒有示出。 圖5還示出永》茲體31。永》茲體是N-S永,茲體或者是S-N永,茲體。這 些永磁體31例如在定子6的整個軸向板疊寬度61上延伸。為了減小 漏磁設有極隙62。
在按圖6所示的另外一種實施方式中，定子6構(gòu)造成具有向著氣 隙的極靴55。極靴55加寬了用于永磁體31的支承面。因此可以提高 環(huán)形電動機1的力生成。
其它的電動機繞線組(例如V和W)結(jié)構(gòu)相同。在所示位置上， 永磁體31產(chǎn)生勵磁磁通，其總和構(gòu)成了繞組系統(tǒng)4的磁通鏈^F。
每個繞線組U、 V、 W構(gòu)造用于三相交流電網(wǎng)的一個相位。所需 的相移通過繞線組彼此之間的幾何偏移來達到。幾何偏移Ax對于例如 三相電動機來"i兌在電方面相當于120。。每個繞線組U、 V和W不l又 配有繞組系統(tǒng)4的一個齒線圏25,而是分別為環(huán)形電動機1的繞組U、 V和W設有兩個或多個齒線圈25。
齒形結(jié)構(gòu)20對于每個轉(zhuǎn)子節(jié)段21構(gòu)造為整體的。
圖7明確示出了一種按照本發(fā)明可能的環(huán)形電動機1的環(huán)形形狀?？梢詷?gòu)造成同步電動機的環(huán)形電動機1具有定子6和轉(zhuǎn)子12。轉(zhuǎn) 子12可以圍繞軸線33旋轉(zhuǎn)，軸線33也就是在此情況下未加詳細示 出的碾磨體IO的軸線。定子6具有圍繞齒布置的、帶有極靴55的齒 線圏25以及永磁體31。定子節(jié)段23在分界部位24處相互對接并在 那里相互機械連接一起。
圖8所示為圖7所示的細節(jié)剖視圖。在圖8中示出了永磁體31 在氣隙中的定位，在物理上類似于前面那些實施方式。
圖9所示為定子節(jié)段23的一個部分和轉(zhuǎn)子節(jié)段21的齒形結(jié)構(gòu)20。 這個部分簡略反映了磁場如何分布在定子6里，在此選擇了側(cè)視圖 的形式。在圖9中示出了繞組系統(tǒng)4的一個線匝。此外還示出定子 6的這個部分以及齒形結(jié)構(gòu)20可以分成區(qū)段。定子6具有初級區(qū)段 50、 51、 52和53，其中這些初級區(qū)段涉及到永》茲體31。這些區(qū)段在 此是這樣的區(qū)域，在這些區(qū)域里，對應于永磁體31的磁化方向，磁 通或者從轉(zhuǎn)子區(qū)段21離開，或者向著轉(zhuǎn)子區(qū)段21運動。運動走向用 箭頭38示出。
所有與繞組系統(tǒng)4鏈合的磁通的總和形成鏈合磁通甲。鏈合磁通 主要通過永磁體產(chǎn)生，這些永磁體在轉(zhuǎn)子節(jié)段21上方形成磁軛。不 同長度的磁通箭頭36、 37對于每個永磁體31來說示出了與繞組系統(tǒng) 4 (齒線圏)鏈合的磁通。轉(zhuǎn)子節(jié)段21對應于現(xiàn)有的凸起30也具有 區(qū)段。這些次級區(qū)段40、 41、 42和43也就是說對應于那些在其中已 有或者沒有凸起30的部段。借助于凸起30可以導通磁通。例如通過 N-S永磁體所引起的勵磁磁通通過凸起30和定子6在區(qū)段50里結(jié)合 區(qū)段40形成閉合。定子6例如在第一 N-S永磁體后面具有另一個永 磁體，該永磁體在相反方向上磁化，因此該永磁體是S-N永磁體。這 樣的永磁體然而并沒有示出于圖9中，因為它布置在后面。
在凸起30位于永磁體31的對面的位置處，形成了窄的氣隙35。 在相鄰位置上沒有凸起33，形成了另一種氣隙35。由于氣隙35和37 不等，因此在區(qū)段50、 52和51、 53里通過永磁體31產(chǎn)生不同強弱 的磁通36和37。產(chǎn)生的磁通63是所有^t通36和37的總和。
圖9示出了某個時刻的和對于定子節(jié)段23和轉(zhuǎn)子節(jié)段21的位置 的勵磁磁通，在此時刻繞組系統(tǒng)4里的電流經(jīng)過零點。勵f茲/磁通的或線示出在圖11中。對于圖9中所示的轉(zhuǎn)子節(jié)段21的位置X-0來說， 形成負的鏈合磁通？，對于在圖10中所示的位置X-tm來說，形成正 的磁通甲。圖10示出了轉(zhuǎn)子節(jié)段21，也就是說在位置X巧m上。如果 轉(zhuǎn)子節(jié)段21移動一個磁極距，那么因此齒線圖25 (繞組系統(tǒng)4)的 磁通鏈63逐漸地從負值變?yōu)檎怠?br> 變化的情況可能受到幾何參數(shù)，如永磁體寬度、氣隙、齒寬(凸 起30的寬度)等等的影響。在一種有利的構(gòu)造方案中，力求是一種 盡可能為正弦的變化。
圖11用三個線圖示出了繞線組/繞組的鏈合磁通^、由此產(chǎn)生的 感應電壓Ui和電功率Pel,str，表示為隨時間的變化曲線。隨時間變化 的曲線通過電壓的相位來示出。磁通^F的曲線也反映了磁場的變化曲 線，這種磁場例如可以借助于永磁體31產(chǎn)生。為了最佳地形成繞線 組的力，必須使電流按相位作用感應電壓。此外示出了位置X-O和
X="cm，其中這些位置與其它所示的磁通T，電壓Ui和電功率Pe,，str的
變化曲線一起涉及圖9和10的符號圖示。由第三個線圖可見，在此 圖中電功率為座標，對于一種恒定的功率來說(-力)，電動機繞線 組的數(shù)量m必須大于和/或等于2。更有利地選擇三個繞線組，因為三 繞線組的變流器需要比兩個或多個繞線組更少的半導體閥。
然而也可以在環(huán)形電動沖幾中4吏用多繞線組系統(tǒng)。
圖13用于說明技術(shù)原理和力F的產(chǎn)生。為了對在環(huán)形電動機1 的圓周方向上的力形成過程說明得更加直觀，提出了輔助模型。永磁 體31通過在附屬其周邊表面上的電流來代替。永^茲體31可以例如可 以通過長方體假想地來代表，其中在長方體44的側(cè)面上(如圖所示) 有電流流動。在模型45里，也就是說可以通過繞組來代表永磁體31， 其中按照模型通過點48或叉47示出在繞組內(nèi)的電流方向。在2D圖 中永磁體被減少到等效電流的導線橫截面。如果在定子的側(cè)視圖中替 換掉永磁體，那就形成以下結(jié)構(gòu)。
由繞組系統(tǒng)4所產(chǎn)生的磁場集中在氣隙35里在凸起30的位置上， 這些凸起用作為導磁塊，因為這里磁阻最小。虛構(gòu)的導線位于相線圏 的磁場里，在一側(cè)使其加強，在另一側(cè)使其減弱。導線在磁場強度較 小的區(qū)域里"讓開"，這用圖13中作用于定子的力F的方向來示出。 這種關系也通過"右手規(guī)則"來說明，其中電流、磁場和力F成直角。在圖13所示的定子6和轉(zhuǎn)子節(jié)段21的相互位置X-tm/2上，相電流， 也就是說通過繞組、即通過齒線圏25的電流達到最大值。
圖12示出了定子節(jié)段23和轉(zhuǎn)子節(jié)段21，它們都是環(huán)形電動機的 簡化示出的部件。
轉(zhuǎn)子節(jié)段21，按照圖12所示，在轉(zhuǎn)子基體29的部位里和在凸起 30的部位里都是層壓的。永磁體31條帶狀地布置在氣隙平面里。永 磁體31在這種縱向磁通的方案中基本上平行于凸起30 (導磁塊)。 為了減小轉(zhuǎn)矩波動，可以使永磁體31并因此使凹槽26的走向布置成 相對于其軸向方向傾斜可預定的角度。
定子節(jié)段23的部件包括有齒線圏25、永磁體和構(gòu)造成直的齒27, 其具有平行的槽側(cè)面并被纏繞。
永磁體31是N-S永磁體或者S-N永磁體。這些永磁體31例如在 定子6的整個板疊寬度77上延伸。但是永磁體31原則上也可以在其 軸向長度上和/或在其圓周方向的延展尺寸上分成多個分磁體。這對于 減小永磁體31內(nèi)的渦流尤其是有利的。
圖14簡略示出了環(huán)形電動機1的另外一種可能的實施方式。定 子節(jié)段23具有極孰55。極靴55加寬了用于永磁體31的支承面。因 此可以提高電機的,力生成。因為通過加大用于使永磁體31定位的面 積，例如相比于按圖12所示的實施方式，使該部位變窄了，在這個 部位里可以裝入繞組系統(tǒng)4，尤其是在定子6或在定子節(jié)段23里的齒 線圏25，因此齒更為有利地構(gòu)造成繞線模56。
繞線模56既具有極靴55,也有繞線模頸57。圍繞繞線模頸57 可以纏繞繞組或者可以定位預制的齒線圏25，其中被纏繞的繞線模 56接著可以定位在定子節(jié)段23里。繞線模56更有利地借助于卡鼻或 者類似于燕尾榫的元件固定在定子節(jié)段23上。
圖14示出了作為環(huán)形電動機1的繞線組U的一個繞組。其它的 電動機繞線組(例如V和W)可以通過結(jié)構(gòu)相同的定子節(jié)段23來實 現(xiàn)，但未示出。在所示的位置上，永磁體31產(chǎn)生勵磁磁通，其總和 構(gòu)成了齒線圏25的^茲通f連中。
在另一種實施方式中，繞線模56同樣也分成兩部分，以保證使 齒線圈簡單地裝配在定子節(jié)段23上。繞線模頸57與軛背65形成一 個單元，并且在將齒線圖25裝到繞線模頸57上之后，通過上面所述的固定機構(gòu)使極靱55定位和固定在繞線模頸57上。
圖15簡略示出了具有一種縱向》茲通,茲回路的環(huán)形電動機1的定 子和轉(zhuǎn)子節(jié)段21的部分，這個部分對應于按圖14所示，其中只是繞 線模56整體地與定子節(jié)段23連接，這使得齒線圈25必須通過凹口 64裝入凹槽26里。
圖16示出了環(huán)形電動機1的一種多繞線組結(jié)構(gòu)。每個繞線組構(gòu) 造用于多相電網(wǎng)例如三相交流電網(wǎng)的一個相位。所需的相移通過繞線 組的相互的幾何偏移來達到。幾何偏移Ax對于所示的三相電機來說在 電方面相當于120。。定子節(jié)段23的每個繞線組U、 V和W在此圖中 配有兩個齒線圈25。繞線組的數(shù)量和/或每個相的齒線圈25的數(shù)量原 則上不受限制，但通過實際的可實施性向上受到限制。
圖17示出了環(huán)形電動機1的另外一種實施方式，其中這里作為 永》茲體31應用了齒形/磁體。齒形石茲體58,它們也是永/磁體，它們位 于例如層壓的軟鐵材料之間。由齒形磁體58所產(chǎn)生的另外的磁場54 用帶箭頭的線來示出。永磁體31的磁化方向59同樣也用箭頭來說明。 齒形磁體基本上定位于一個齒的中間，并且基本上平行于齒線圈25 的線圏軸線延伸。齒27被齒線圏25包圍。勵磁磁場是所述另外的磁 場，它借助于齒形磁體58而產(chǎn)生。這種結(jié)構(gòu)布置在氣隙處導致了磁 通集中。^茲通集中由》茲回路幾^f可形狀來確定。影響因素例如是永石茲體 31的外形尺寸和疊板段尺寸。齒形磁體58 (齒形磁體是永磁體31 ) 磁化方向59主要平行于氣隙的氣隙平面。
圖17所示的環(huán)形電動機1的轉(zhuǎn)子節(jié)段21的齒距不是定子節(jié)段23 的磁極節(jié)距的整數(shù)倍。這尤其是對于平均值而言，如果齒距或者磁極 節(jié)距并不是恒定的。
繞組系統(tǒng)4，尤其是齒線圏25的布置，同樣也構(gòu)造成單繞線組或 多繞線組的。齒線圍25與單個電動機相位的配屬關系取決于在定子6 和轉(zhuǎn)子12之間的所選擇的齒距比。圖17示出了定子6的齒27的齒 距與轉(zhuǎn)子6的齒不同，轉(zhuǎn)子的齒由凸起30構(gòu)成。
一種多繞線組的環(huán)形電動機1既可以用于在定子6和轉(zhuǎn)子12上 實現(xiàn)相等的、也可用于實現(xiàn)不等的齒距。相等的齒距例如示出于圖14 和15中。
圖18與圖n的區(qū)別主要在于替代齒形磁體58,而采用了軛磁體60，作為用來產(chǎn)生另外的磁場的另外的措施。軛磁體60也是永磁 體31并且定位于磁軛部位里。磁軛用于連接齒27。由這種磁體的定 位情況，與圖17相比，在圖18中也得出另一種勵磁磁場。
圖17、 18示出了環(huán)形電動機1的定子6，它由單個的齒組成，其 中每個齒具有一個齒線圍，而且其中齒元件通過磁體元件連接。因此 可以加強磁通，并且在碾磨體10上無需設置永磁體或者構(gòu)造有另外 的電勵磁系統(tǒng)。在那里只設有齒形結(jié)構(gòu)20。
如圖14和15所示，每個齒頂也可以有多個永磁體31。但在對于 加寬的齒頂產(chǎn)生了如何將齒線圏25裝入到現(xiàn)有凹槽26里的問題。這 個問題可以如下來解決齒的繞線模頸57作為整體與其永磁體事先 裝有齒線圏，并通過燕尾連接在軛背65里進行定位。
在這種情況下也可以有利地在具有不同的磁化方向的極靴55的 永磁體31之間設有磁阻32，用于避免"磁短路"。
按照本發(fā)明，環(huán)形電動機1作為礦磨機或者棒磨機的直接驅(qū)動裝 置，定子6和轉(zhuǎn)子12在圓周方向上看都構(gòu)造成節(jié)段式的。
轉(zhuǎn)子在裝配狀態(tài)下，也就是說，如果轉(zhuǎn)子節(jié)段21并排安裝在碾 磨體10上，那么只有一個齒形結(jié)構(gòu)20。
這種齒形結(jié)構(gòu)20通過轉(zhuǎn)子基體29和在其上面徑向指向環(huán)形電動 機的空隙方向的凸起30構(gòu)成。每個轉(zhuǎn)子節(jié)段21的齒形結(jié)構(gòu)20構(gòu)造 成整體和實心的，可以>說形成一體部件。
此外，轉(zhuǎn)子節(jié)段21的齒形結(jié)構(gòu)20也可以通過軸向相繼地布置的 疊板來形成。每個疊板也構(gòu)造成一體的， 一個疊板的轉(zhuǎn)子基體29和 凸起30構(gòu)成一個部件。
此外凸起30和轉(zhuǎn)子基體29也可以構(gòu)造成分開的部件，這與轉(zhuǎn)子 節(jié)段21、也就是說轉(zhuǎn)子基體和凸起30所形成的一體部件是否構(gòu)造成 實心的和/或是層壓的無關。
轉(zhuǎn)子節(jié)段21的以下方案由此可以實施。轉(zhuǎn)子基體29和作為單獨 的部件凸起30構(gòu)造成層壓的。轉(zhuǎn)子基體29構(gòu)造成實心的，而凸起30 是層壓的。轉(zhuǎn)子基體29是層壓的，而至少一個凸起30構(gòu)造成實心的。
環(huán)形電動機1的定子6由定子節(jié)段23構(gòu)成，其中每個定子節(jié)段 23都具有齒線圏25。至少一個齒線圈25位于每個齒上或者每隔一個 齒上。這些齒因此都至少分別都被一個齒線圏25纏繞，或者在圓周方向上看，只是每隔一個齒至少分別被一個齒線圈25纏繞。 定子節(jié)段23是層壓的或者燒結(jié)而成。
定子6的凹槽或者在側(cè)面是平行的，或者被纏繞的齒在氣隙方向 上具有極靴55的加寬。
齒線圏25在定子節(jié)段23的齒上的裝配通過從后面的氣隙側(cè)起越 過極孰25進行，并在凹槽口 64較窄時通過斂入或者通過將繞線模56 的齒構(gòu)造成多件式的來進行?；蛘呤菢O靴55可以定位于繞線模頸57 上，或者是繞線模頸57可以定位在軛背65上。
永磁體31位于面朝氣隙的側(cè)面，或者作為齒形磁體58在定子6 里在齒27里，或者作為軛磁體60在軛背中，并且可以構(gòu)造成整體的 或者多件式的。永磁體31的磁化方向可以自由選擇，根據(jù)布局情況 可以設有磁阻32。
轉(zhuǎn)子12的齒形結(jié)構(gòu)20的齒距是定子6的磁極節(jié)距的整數(shù)倍，例 如在圖14和圖15中那樣，但或者轉(zhuǎn)子12的齒形結(jié)構(gòu)20與定子6的 磁極節(jié)距的整數(shù)倍不同，例如在圖16中所示那樣。
因此可以有意地選擇一種可以預先規(guī)定的轉(zhuǎn)矩波動，或者對應地 可以避免轉(zhuǎn)矩波動。
此外，齒形結(jié)構(gòu)20在凸起30之間裝填有合適的材料，例如填有 塑料，以避免污物積聚。
齒形結(jié)構(gòu)20可以彼此相距的凸起30構(gòu)成，其中在凸起30之間 的空隙與凸起30的寬度相當。但這種空隙也可以小于或者大于凸起 30的寬度。
此外也可以，在圓周方向上看，實現(xiàn)不同的凸起間距。這尤其是 通過單個的分別具有不同的凸起間距的轉(zhuǎn)子節(jié)段21來實現(xiàn)。
因此可以通過替換具有不同的凸起間距的轉(zhuǎn)子節(jié)段21來形成不 同的電動機性能。
這些所述的定子6、定子節(jié)段23的方案，定子6的齒的實施方式， 轉(zhuǎn)子12、轉(zhuǎn)子節(jié)段21、齒形結(jié)構(gòu)20、定子6和轉(zhuǎn)子12的材料、永磁 體31的實施方式，凸起30的材料和間距等等，在實現(xiàn)環(huán)形電動機l 時，在MW范圍里(從幾MW直至高于20MW)，可以通過已經(jīng)示 出的實施方式以任意的組合來應用。
權(quán)利要求
1.作為直接驅(qū)動裝置的環(huán)形電動機(1)，尤其用于礦磨機或者棒磨機，所述環(huán)形電動機具有定子(6)和構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)的碾磨體(10)的轉(zhuǎn)子(12)，其中所述定子(6)具有至少兩個不同的勵磁系統(tǒng)，而且所述碾磨體(10)具有齒形結(jié)構(gòu)，這種齒形結(jié)構(gòu)與定子(6)的勵磁系統(tǒng)電磁交互作用，并因此使碾磨體(10)旋轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的環(huán)形電動機(1),其特征在于，所述勵 /磁系統(tǒng)構(gòu)造成通電流的繞組系統(tǒng)(4)和構(gòu)造成永/磁體系統(tǒng)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的環(huán)形電動機(1 ),其特征在于，所 述繞組系統(tǒng)(4)裝在定子(6)的凹槽(26)里，并且永久勵磁系統(tǒng) 以永磁體(31)的形式布置在定子(6)里，和/或布置在由凹槽(26) 構(gòu)成的齒(27)所形成的極靴(55)的向著環(huán)形電動機(1)的氣隙 的側(cè)面上。
4. 如權(quán)利要求3所述的環(huán)形電動機(1)，其特征在于，所述永 磁體(31 )在定子(6)里定位在定子(6)的齒(27)里和/或定位在 扼背(65)里。
5. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的環(huán)形電動機(1 ),其特征在 于，所述繞組系統(tǒng)(4)由齒線圏(25)形成，其中所述定子(6)的 至少每隔一個齒具有至少一個包圍著該齒(27)的齒線圏(25)。
6. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的環(huán)形電動機(1 ),其特征在 于，所述定子(6)和/或轉(zhuǎn)子(12)由節(jié)段構(gòu)成。
7. 如權(quán)利要求6所述的環(huán)形電動機(1 )，其特征在于，所述構(gòu) 造成齒線圏的繞組在從一個定子節(jié)段(23)至另一個定子節(jié)段的分界 部位(24)處這樣構(gòu)造，使得在單個的定子節(jié)段(23)接合時在分界 部位(24)處形成凹槽，兩個不同的齒線圏(25)各有一半處在該凹 槽中。
8. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的環(huán)形電動機(1),其特征在 于，所述轉(zhuǎn)子(12)的齒形結(jié)構(gòu)構(gòu)造成實心的和/或?qū)訅旱暮?或斜的。
9. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的環(huán)形電動機(1 ),其特征在 于，每個齒(27)設有一個或者多個永磁體(31 )。
10. 如上述權(quán)利要求中任一項所述的環(huán)形電動機(1 ),其特征在 于，所述轉(zhuǎn)子(12)的齒形結(jié)構(gòu)(20)是定子(6)的磁極節(jié)距的整數(shù)倍，或者與定子(6)的磁極節(jié)距的整凄t倍不同。
全文摘要
作為直接驅(qū)動裝置的環(huán)形電動機(1)，尤其是用于磨礦機或者棒磨機，它具有定子(6)和構(gòu)造成旋轉(zhuǎn)的碾磨體(10)的轉(zhuǎn)子(12)，其中定子(6)具有至少兩個不同的勵磁系統(tǒng)，而且碾磨體(10)只具有齒形結(jié)構(gòu)，這種齒形結(jié)構(gòu)與定子(6)的勵磁系統(tǒng)電磁交互作用，并因此使碾磨體(10)旋轉(zhuǎn)。
文檔編號H02K1/16GK101610849SQ200880003768
公開日2009年12月23日 申請日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者M·霍斯爾 申請人:西門子公司