專利名稱：在電機(jī)的轉(zhuǎn)子芯上方施加保持系統(tǒng)的方法以及轉(zhuǎn)子組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電機(jī)的轉(zhuǎn)子芯上方施加保持系統(tǒng)的方法以及轉(zhuǎn)子組件。以下，以同步發(fā)電機(jī)例如渦輪發(fā)電機(jī)作為詳細(xì)參考，總之很清楚的是，本發(fā)明也可以在不同電機(jī)例如各種發(fā)電機(jī)(如異步發(fā)電機(jī))和電動(dòng)機(jī)中實(shí)施。
背景技術(shù)：
參考圖1-3，眾所周知，電機(jī)例如發(fā)電機(jī)包括具有轉(zhuǎn)子組件I的定子。轉(zhuǎn)子組件I包括具有轉(zhuǎn)子芯2的轉(zhuǎn)子以及位于其端部的轉(zhuǎn)子軸3 (僅示出一個(gè)端部)。在轉(zhuǎn)子軸3的端部設(shè)有聯(lián)軸器4 ;聯(lián)軸器4被用來(lái)與馬達(dá)例如燃?xì)饣蛘羝麥u輪發(fā) 動(dòng)機(jī)(未示出)連接。轉(zhuǎn)子組件I還包括線圈，該線圈具有放置在轉(zhuǎn)子芯2的槽內(nèi)的一部分5a和突出到該槽的外部的一部分5b (端部線圈)。由于在工作期間端部線圈5b會(huì)經(jīng)受較大的離心力，因此提供保持系統(tǒng)6來(lái)幫助固定它們。保持系統(tǒng)6 —般包括保持環(huán)7以及環(huán)形保持環(huán)蓋8，保持環(huán)7施加在轉(zhuǎn)子芯2的端部的上方并具有在轉(zhuǎn)子軸3上方突出的部分，環(huán)形保持環(huán)蓋8連接在保持環(huán)7的端部以封閉和保護(hù)保持環(huán)7的放置端部線圈5b的區(qū)域。與轉(zhuǎn)子芯的直徑相比，傳統(tǒng)的老發(fā)電機(jī)(圖I)的軸直徑和聯(lián)軸器直徑較小。為此，提供一種保持環(huán)蓋8，其內(nèi)直徑drrcid大于聯(lián)軸器4的外直徑dcod，并且為了將保持系統(tǒng)6連接在轉(zhuǎn)子芯2的上方，保持環(huán)7在轉(zhuǎn)子芯2的上方收縮，保持環(huán)蓋8在聯(lián)軸器4和轉(zhuǎn)子軸3上方插入(箭頭F)并且連接在保持環(huán)7內(nèi)。由于發(fā)電機(jī)輸出功率增大(因此從電動(dòng)機(jī)經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸3傳輸?shù)睫D(zhuǎn)子芯2的功率增大，新的發(fā)電機(jī)(圖2)具有較大的軸3，而且，在這種情況下，聯(lián)軸器4的直徑比轉(zhuǎn)子軸3的略大，從而可以提供一種內(nèi)直徑drrcid大于聯(lián)軸器4的外直徑dcod的保持環(huán)蓋8。為了將保持系統(tǒng)6連接在轉(zhuǎn)子鐵心2的上方，以下為圖I的實(shí)例所示出的相同步驟，于是保持環(huán)7在轉(zhuǎn)子鐵心2的上方收縮，保持環(huán)蓋8在聯(lián)軸器4和轉(zhuǎn)子軸3上方插入(箭頭F)并且連接在保持環(huán)7內(nèi)。由于發(fā)電機(jī)輸出功率進(jìn)一步增加(因此從電動(dòng)機(jī)經(jīng)由轉(zhuǎn)子軸3和聯(lián)軸器4傳輸?shù)睫D(zhuǎn)子芯2的功率進(jìn)一步增加)，導(dǎo)致聯(lián)軸器4的尺寸已經(jīng)增加，從而在一些情況下聯(lián)軸器4的直徑幾乎可以與轉(zhuǎn)子芯2的直徑相同。在這種情況下(圖3)，為了在轉(zhuǎn)子芯2的上方連接保持系統(tǒng)6，首先從轉(zhuǎn)子芯2的端部切割下保持環(huán)蓋8 (由箭頭Fl表示)，然后在轉(zhuǎn)子芯2的上方插入保持環(huán)7。因此，從轉(zhuǎn)子芯2切割下的保持環(huán)蓋8連接在保持環(huán)7內(nèi)。由于端部線圈5b被保持環(huán)7抑制，因此他們推動(dòng)保持環(huán)7 (離心力)，并且由于端部線圈5b沒有均勻分布在轉(zhuǎn)子芯2的圓周上，而是集中跨在磁極，所以作用于保持環(huán)7的力會(huì)集中在磁極上并因此在工作期間會(huì)引起保持環(huán)7變形。例如，在兩極電機(jī)中，在工作期間，保持環(huán)7采用橢圓形結(jié)構(gòu)。很清楚，這種變形會(huì)改變保持環(huán)和端部線圈相對(duì)于設(shè)計(jì)條件的情況，因此必須抵消。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的技術(shù)目標(biāo)包括提供一種方法和一種配置，與相應(yīng)的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件的保持環(huán)的變形相比，通過(guò)這種方法和配置，在工作期間保持環(huán)的變形減小了。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提供根據(jù)所附權(quán)利要求的一種方法和一種轉(zhuǎn)子組件來(lái)獲得連同這些和其他方面在一起的技術(shù)目標(biāo)。



從通過(guò)附圖中的非限制實(shí)例所示出的方法和配置的優(yōu)選而非限制的實(shí)施例的描述中可以較清楚本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1-3是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件的示意圖(僅示出其一部分)；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的轉(zhuǎn)子組件的視圖(僅示出轉(zhuǎn)子組件的一側(cè))；圖5示出了圖4的放大部分；圖6和7示出了轉(zhuǎn)子組件的不同實(shí)施例，圖8至17示出了外環(huán)的不同實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式參考圖4和5，首先描述轉(zhuǎn)子組件I。特別地，這些圖中的與圖1-3所描述的部件相同或者相似的部件具有相同的參考標(biāo)記。轉(zhuǎn)子組件I包括具有轉(zhuǎn)子芯2的轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸3以及一個(gè)或兩個(gè)聯(lián)軸器4。尤其地，轉(zhuǎn)子芯2在其每個(gè)軸向端部(附圖中僅示出一個(gè)端部)設(shè)有轉(zhuǎn)子軸3，并且一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸3可設(shè)有聯(lián)軸器4。聯(lián)軸器4被用來(lái)將轉(zhuǎn)子軸3連接到電動(dòng)機(jī)例如燃?xì)饣蛘羝麥u輪機(jī)或者任何旋轉(zhuǎn)輔助部件例如勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)軸，滑環(huán)軸或飛輪。例如，當(dāng)轉(zhuǎn)子芯2僅與一個(gè)電動(dòng)機(jī)(例如一個(gè)燃?xì)鉁u輪機(jī)或一個(gè)蒸汽渦輪機(jī))連接時(shí)，其僅一端部設(shè)有聯(lián)軸器4，并且當(dāng)轉(zhuǎn)子芯2與兩個(gè)電動(dòng)機(jī)(一般是位于轉(zhuǎn)子芯2 —側(cè)的燃?xì)鉁u輪機(jī)和位于另一側(cè)的蒸汽渦輪機(jī))連接時(shí)，兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸3設(shè)有聯(lián)軸器4。以下，僅示出了轉(zhuǎn)子I的一部分，因此僅示出位于一個(gè)轉(zhuǎn)子軸3上的一個(gè)聯(lián)軸器。很清楚，根據(jù)特定的結(jié)構(gòu)，其它轉(zhuǎn)子軸(未示出)可設(shè)有或不設(shè)聯(lián)軸器，并且聯(lián)軸器和保持系統(tǒng)可以與所示的聯(lián)軸器和保持系統(tǒng)相同或具有類似的特征，或者也可以不同，或者是傳統(tǒng)的類型。轉(zhuǎn)子芯2具有槽，其放置線圈的一部分5a，線圈的另一部分(端部線圈5b)被放置在槽的外部。轉(zhuǎn)子芯2設(shè)有保持系統(tǒng)6，該保持系統(tǒng)具有保持環(huán)7，該保持環(huán)連接在轉(zhuǎn)子芯2的上方并且其一部分在轉(zhuǎn)子軸3的上方延伸。此外，保持系統(tǒng)6包括從轉(zhuǎn)子切割下的內(nèi)環(huán)10。
例如，內(nèi)環(huán)10可以從轉(zhuǎn)子芯2 (參考標(biāo)記IOa表示當(dāng)內(nèi)環(huán)仍與轉(zhuǎn)子芯2集成在一起時(shí)的內(nèi)環(huán)初始位置，箭頭F2表示其不同的位置)切割下來(lái)?？蛇x擇地是，內(nèi)環(huán)10可以從聯(lián)軸器4(圖6)或者軸3上的任何位置(圖7，在這種情況下，可以除去部分IOb以獲得具有所需內(nèi)直徑的內(nèi)環(huán)10)切割下來(lái)。如所示的那樣，內(nèi)環(huán)10連接在保持環(huán)7的自由端部?jī)?nèi)(即，它與保持環(huán)7的端部相連接，該端部與連接在轉(zhuǎn)子芯2的上方的端部相對(duì))。此外，內(nèi)環(huán)10的一部分11從保持環(huán)7突出，并且外環(huán)12連接在內(nèi)環(huán)10的突出部分11的上方。優(yōu)選地，外環(huán)12的內(nèi)直徑dorid大于聯(lián)軸器4的外徑向尺寸；該外徑向尺寸一般是聯(lián)軸器4的外直徑dcod，很清楚，在聯(lián)軸器4不是圓形的情況下，該尺寸也可以是不同的尺寸。不過(guò)該特征是非強(qiáng)制性的。內(nèi)環(huán)10的內(nèi)直徑dirid小于聯(lián)軸器4的外徑向尺寸dcod并且大于轉(zhuǎn)子軸直徑
drsdo該特定結(jié)構(gòu)增加了保持環(huán)的硬度，因而明顯降低了操作期間的變形(特別是由于端部線圈5b推動(dòng)保護(hù)環(huán)7而導(dǎo)致的變形)。事實(shí)上，抵消變形的厚度是內(nèi)環(huán)10和外環(huán)12的整個(gè)軸向厚度(即它們之和)，然 而在傳統(tǒng)裝置(圖1-3)中僅保持環(huán)蓋8的厚度可以抵消保持環(huán)7的變形。在不同的實(shí)施例中，外環(huán)12可以具有-具有圓形形狀(具有直徑dorid，圖8)的內(nèi)表面13( S卩，與內(nèi)環(huán)10的部分11相接觸的表面)，-具有扇形的內(nèi)表面13，該扇形具有不同的內(nèi)直徑，從而改變朝向內(nèi)環(huán)10的收縮配合。例如兩個(gè)不同直徑可以設(shè)為dodidl和dorid2，這些直徑之間具有連續(xù)的和/或階梯式的過(guò)渡；該實(shí)施例也可以執(zhí)行橢圓形的內(nèi)表面(圖9，10，在這些圖中，為了清楚起見，夸大了直徑差異)，-具有扇形的外表面14，該扇形具有不同的內(nèi)直徑，它們之間具有連續(xù)的和/或階梯式的過(guò)渡，從而改變朝向內(nèi)環(huán)的收縮配合(圖11)，-具有扇形的內(nèi)表面13和外表面14,該扇形具有不同的直徑,這些直徑之間具有連續(xù)的和/或階梯式的過(guò)渡，從而改變朝向內(nèi)環(huán)10的收縮配合(圖12，13，為了清楚起見，夸大了直徑差異)，-具有不同軸向長(zhǎng)度的扇形15a、15b，這些軸向長(zhǎng)度之間具有連續(xù)或者階梯的過(guò)渡部分，從而改變朝向內(nèi)環(huán)10的收縮配合(圖14，15)。此外，外環(huán)12可以由與內(nèi)環(huán)10的材料不同的材料制成。例如，外環(huán)12可以由具有磁特性以優(yōu)化電場(chǎng)損失的材料(例如不銹鋼或者具有不同密度以優(yōu)化在離心負(fù)載下的機(jī)械強(qiáng)度和膨脹的材料例如碳纖維)制成。外環(huán)還可以包括用于保持環(huán)7、內(nèi)環(huán)10和外環(huán)12的套裝組件的平衡元件。平衡元件可以包括槽16以插入配重塊17。這允許額外的平衡表面(圖16，17)。用于在電機(jī)的轉(zhuǎn)子芯2上施加保持系統(tǒng)6的方法，包括-提供轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯2、該轉(zhuǎn)子芯具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子軸3，該轉(zhuǎn)子軸具有至少一個(gè)聯(lián)軸器4，
-從該轉(zhuǎn)子上切割下內(nèi)環(huán)10，-將保持環(huán)7連接在轉(zhuǎn)子芯2上方，其一部分在轉(zhuǎn)子軸3上方延伸，-將內(nèi)環(huán)10連接在保持環(huán)7的自由端部?jī)?nèi)，-將從保持環(huán)7突出的內(nèi)環(huán)10的一部分11留下，-將外環(huán)12插在聯(lián)軸器4和轉(zhuǎn)子軸3的上方(箭頭F3)，-將外環(huán)12連接在內(nèi)環(huán)10的突出部分11的上方。尤其是，內(nèi)環(huán)10通過(guò)收縮連接到保持環(huán)7，外環(huán)12通過(guò)收縮連接到內(nèi)環(huán)10。而且，根據(jù)該方法，可以從轉(zhuǎn)子芯2上和/或從聯(lián)軸器4上和/或從軸3上切割下 內(nèi)環(huán)10。優(yōu)選地，外環(huán)12的內(nèi)直徑dorid設(shè)置成大于聯(lián)軸器4的外徑向尺寸docd。該特征有助于外環(huán)12插在聯(lián)軸器4的上方。優(yōu)選地(如果例如聯(lián)軸器不是圓形的)內(nèi)直徑dorid也可以小于聯(lián)軸器4的外徑向尺寸dcod，但是外環(huán)12在聯(lián)軸器4上方在插入期間能被彎曲成可以以任何方式插入。當(dāng)然，所描述的這些特征互相可以獨(dú)立設(shè)置。實(shí)踐中，所使用的材料和尺寸可以根據(jù)需要和技術(shù)情況任意選擇。參考標(biāo)記I 轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)子芯3轉(zhuǎn)子軸4聯(lián)軸器5a槽2內(nèi)放置的一部分線圈5a槽2外放置的一部分線圈6保持系統(tǒng)7保持環(huán)8保持系統(tǒng)蓋(現(xiàn)有技術(shù))10 內(nèi)環(huán)IOa當(dāng)與2連接時(shí)10的初始位置IOb除去的部分9從7突出的10的一部分10 外環(huán)11內(nèi)表面12外表面15a 扇形15b 扇形16 槽17配重塊drrcid保持環(huán)蓋的內(nèi)直徑dorid, doridl, dorid2 外環(huán)的內(nèi)直徑dcod聯(lián)軸器的外直徑
dirid內(nèi)環(huán)的內(nèi)直徑drsd轉(zhuǎn)子軸的直徑F將8插在4上方Fl從2切割下8F2從2切割下10 F3將12插在4上方
權(quán)利要求
1.在電機(jī)的轉(zhuǎn)子芯(2)上方施加保持系統(tǒng)￠)的方法，該方法包括以下步驟 -提供轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯(2)、該轉(zhuǎn)子芯具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子軸(3)，該轉(zhuǎn)子軸具有至少一個(gè)聯(lián)軸器(4)， -從該轉(zhuǎn)子切割下內(nèi)環(huán)(10)， -將保持環(huán)(7)連接在轉(zhuǎn)子芯(2)上方，其一部分在轉(zhuǎn)子軸(3)上方延伸， -將內(nèi)環(huán)(10)連接在保持環(huán)(7)的自由端部?jī)?nèi)， 其特征在于 -將從保持環(huán)⑵突出的內(nèi)環(huán)(10)的一部分(11)留下， -將外環(huán)(12)插在聯(lián)軸器(4)和轉(zhuǎn)子軸(3)上方(F3)， -將外環(huán)(12)連接在內(nèi)環(huán)(10)的突出部分(11)上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，內(nèi)環(huán)(10)通過(guò)收縮連接到保持環(huán)(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，外環(huán)(12)通過(guò)收縮連接到內(nèi)環(huán)(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，從轉(zhuǎn)子芯(2)切割下內(nèi)環(huán)(10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，從聯(lián)軸器(4)切割下內(nèi)環(huán)(10)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，從軸(3)切割下內(nèi)環(huán)(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，提供外環(huán)(12)，所述外環(huán)(12)的內(nèi)直徑(dorid)大于聯(lián)軸器的外徑向尺寸(docd)。
8.一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(1)，包括 -轉(zhuǎn)子，其包括轉(zhuǎn)子芯(2)，該轉(zhuǎn)子芯具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子軸(3)，該轉(zhuǎn)子軸具有至少一個(gè)聯(lián)軸器⑷， -內(nèi)環(huán)(10)，從轉(zhuǎn)子切割下， -保持環(huán)(7)，連接在轉(zhuǎn)子芯(2)的上方，其一部分在轉(zhuǎn)子軸(3)上方延伸， -內(nèi)環(huán)(10)連接在保持環(huán)(7)的自由端部?jī)?nèi)， 其特征在于 -內(nèi)環(huán)(10)的一部分從保持環(huán)(7)突出， -設(shè)置外環(huán)(12)， -外環(huán)(12)連接在內(nèi)環(huán)(10)的突出部分(11)的上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(1)，其特征在于，內(nèi)環(huán)(10)的內(nèi)直徑(didir)小于聯(lián)軸器的外徑向尺寸(dcod)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(I)，其特征在于，內(nèi)環(huán)(10)的內(nèi)直徑(dirid)大于轉(zhuǎn)子軸的直徑(drsd)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(I)，其特征在于，外環(huán)(12)的內(nèi)直徑(dorid)大于聯(lián)軸器的外徑向尺寸(dcod)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(1)，其特征在于，外環(huán)(12)具有有著不同直徑的扇形的內(nèi)表面(13)和/或外表面(14)和/或外環(huán)(12)具有不同軸向長(zhǎng)度的扇形(15a,15b)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(I)，其特征在于，外環(huán)(12)由與內(nèi)環(huán)(10)的材料不同的材料制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(I)，其特征在于，外環(huán)(12)包括用于保持環(huán)⑵、內(nèi)環(huán)(10)和外環(huán)(12)的至少一個(gè)平衡元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件(I)，其特征在于，至少一個(gè)平衡元件包括槽(16),該槽包含至少一個(gè) 配重塊(17)。
全文摘要
在電機(jī)的轉(zhuǎn)子芯(2)上方施加保持系統(tǒng)(6)的方法包括提供轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子芯(2)、轉(zhuǎn)子軸(3)以及聯(lián)軸器(4)，從該轉(zhuǎn)子切割下內(nèi)環(huán)(10)，將保持環(huán)(7)連接在轉(zhuǎn)子芯(2)上方，其一部分在轉(zhuǎn)子軸(3)上方延伸，將內(nèi)環(huán)(10)連接在保持環(huán)(7)的自由端部?jī)?nèi)，將從保持環(huán)(7)突出的內(nèi)環(huán)(10)的一部分(11)留下，提供外環(huán)(12)，將外環(huán)(12)連接在內(nèi)環(huán)(10)的突出部分(11)上方。
文檔編號(hào)H02K3/51GK102801255SQ20121021856
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者R·羅特青格爾, C·帕茨, A·韋爾勒 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司