旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(1)。轉(zhuǎn)子(1)包括：轉(zhuǎn)子疊片組(3)，其具有平行于轉(zhuǎn)子(1)的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的槽(5)；和與槽(5)相對應(yīng)的產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件(7)，其中在每個(gè)槽(5)中布置一個(gè)轉(zhuǎn)子組件(7)。此外，在槽(5)中，在其槽底(11)的范圍中，平行于旋轉(zhuǎn)軸線地在槽(5)的整個(gè)縱向延展上延伸有至少一個(gè)冷卻通道(15)，以用于引流冷卻介質(zhì)。
【專利說明】
旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
[0002]本發(fā)明尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，其具有轉(zhuǎn)子疊片組，轉(zhuǎn)子疊片組具有軸向延伸的槽，在槽中布置有產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件，特別是繞組桿或是永久磁體。在電氣運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子發(fā)熱并因此被冷卻。為了冷卻轉(zhuǎn)子，尤其使用軸向或徑向的通風(fēng)裝置。徑向通風(fēng)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子疊片組具有徑向的冷卻縫隙，徑向的冷卻空氣通過該冷卻縫隙被引導(dǎo)，冷卻空氣將來自轉(zhuǎn)子疊片組和產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件的熱量排出。在軸向通風(fēng)的轉(zhuǎn)子中則取消這種冷卻縫隙。取而代之的是在轉(zhuǎn)子疊片組中設(shè)置軸向的冷卻通道，冷卻空氣能夠穿過這些冷卻通道流動(dòng)。這種過程被稱為貫流通風(fēng)。
【背景技術(shù)】
[0003]DE 102008002299 Al公開了一種發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子具有布置在轉(zhuǎn)子鍛件(Rotorballen)中的軸向槽，其具有在該軸向槽中軸向延伸的導(dǎo)體桿，導(dǎo)體桿分別具有兩個(gè)平行的軸向冷卻通道。
[0004]US 2011/0133580 Al公開了一種具有定子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，在定子中在定子的中心軸線的方向上延伸有至少一個(gè)用于冷卻介質(zhì)的冷卻通道。
[0005]DE 287 182 C公開了一種電機(jī)的交流電導(dǎo)體，其具有減少的電流位移，交流電導(dǎo)體嵌入到有效的鐵的槽中并具有離心的空心通道，其按照槽底布置。
[0006]EP 2 398 129 Al公開了一種具有定子的發(fā)電機(jī)，其具有用于定子繞組的槽，冷卻通道在其下方延伸。
[0007]WO 2004/017490 Al公開了一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子中，轉(zhuǎn)子激勵(lì)繞組的軸向?qū)w
(3)放入轉(zhuǎn)子體中的軸向槽(6)中，并且通過布置在邊緣的部件來抵抗在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的力。在導(dǎo)體中也能夠延伸有冷卻通道。
[0008]US 3 621 315 A公開了一種用于同步電機(jī)的減震繞組，同步電機(jī)帶有用于減震繞組的槽，并且在槽中延伸有冷卻管。
[0009]CH 397 842 A公開了一種用于同步電機(jī)的雙層減震繞組，同步電機(jī)具有位于槽中的桿，桿包含至少一個(gè)冷卻氣體通道。
[0010]GB 21822 A公開了一種電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子，其具有布置在槽內(nèi)的導(dǎo)體和冷卻通道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明基于以下目的，提供旋轉(zhuǎn)電機(jī)的特別是在冷卻方面得到改進(jìn)的轉(zhuǎn)子。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過權(quán)利要求1的特征來解決。
[0013]本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0014]旋轉(zhuǎn)電機(jī)的、根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子包括:轉(zhuǎn)子疊片組，其具有平行于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的槽；以及與槽相對應(yīng)的產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件。在此，在每個(gè)槽中都布置有產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件，并且，在每個(gè)槽中在其槽底的范圍中，平行于旋轉(zhuǎn)軸線地在槽的整個(gè)縱向延展上延伸有至少一個(gè)冷卻通道，以用于引流冷卻介質(zhì)。
[0015]通過在槽內(nèi)延伸的冷卻通道，熱量直接從轉(zhuǎn)子的以下區(qū)域排出，在該區(qū)域中有產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件。轉(zhuǎn)子的這種冷卻方式有利地考慮到了，轉(zhuǎn)子中的熱量首先在該轉(zhuǎn)子組件的區(qū)域中產(chǎn)生并且因此從該區(qū)域的直接排出熱量引起對轉(zhuǎn)子的特別有效的冷卻。特別地，這與具有在轉(zhuǎn)子疊片組內(nèi)軸向布置的冷卻通道的已知冷卻系統(tǒng)相比改進(jìn)了轉(zhuǎn)子的冷卻，已知冷卻系統(tǒng)的冷卻通道不與產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件直接接觸，從而在產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件處產(chǎn)生的熱量經(jīng)由對流首先傳遞到轉(zhuǎn)子疊片組的圍繞該轉(zhuǎn)子組件的區(qū)域，并且然后必須通過轉(zhuǎn)子疊片組引向冷卻通道，由此延長了到達(dá)冷卻通道的熱傳遞路徑并且阻礙了制冷效果。
[0016]總體來說，本發(fā)明改進(jìn)了轉(zhuǎn)子的冷卻并且由此也實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的軸向延長，因?yàn)檗D(zhuǎn)子的長度受到能排出的損耗熱量的限制并且因此通過改進(jìn)轉(zhuǎn)子的冷卻而能夠被擴(kuò)展。
[0017]在此，每個(gè)產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件的在槽底側(cè)的端部段構(gòu)造成冷卻接片，冷卻接片朝向包含該轉(zhuǎn)子組件的槽的槽底伸展并經(jīng)由槽的整個(gè)縱向延展延伸，從而在槽中，在冷卻接片的每一側(cè)上都產(chǎn)生用于形成一個(gè)冷卻通道的空腔。
[0018]由此，有利地以簡單的且進(jìn)而成本低廉的方式、即僅僅通過構(gòu)造產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件就在每個(gè)槽中生成了冷卻通道。在此，將產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件的端部段構(gòu)造成朝向槽底伸展的冷卻接片還有利地穩(wěn)定了該轉(zhuǎn)子組件在槽中的布置并且此外有利地?cái)U(kuò)大了其有效冷卻表面。
[0019]本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案提出，槽分別具有一個(gè)朝向轉(zhuǎn)子外側(cè)的槽開口，其中槽開口比位于轉(zhuǎn)子疊片組內(nèi)部的槽部段窄。在此優(yōu)選地，除了冷卻通道和槽開口之外，每一個(gè)產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件完全填充包含其的槽。由此，產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件有利地在槽中被保持和穩(wěn)定。
[0020]本發(fā)明的其他設(shè)計(jì)方案提出，每一個(gè)產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件或者構(gòu)造為繞組桿、例如成型的銅桿，或者構(gòu)造為永久磁體。
[0021]此外，本發(fā)明還提出將根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子特別地應(yīng)用為螺旋槳吊艙的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，螺旋槳吊艙也被稱為Pod驅(qū)動(dòng)器。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的這種應(yīng)用尤其對于螺旋槳吊艙直接位于水中的水上交通工具的螺旋槳吊艙而言是有利的，因?yàn)閷Υ硕哉螛?gòu)造的轉(zhuǎn)子在流動(dòng)技術(shù)上是特別有利的，并且本發(fā)明出于上面已述的原因而實(shí)現(xiàn)了更長的、且進(jìn)而在同等功率下更窄的轉(zhuǎn)子。在此有利地充分利用了:螺旋槳吊艙的軸向長度與其直徑不同地不會(huì)妨礙流體動(dòng)力的效率。
【附圖說明】
[0023]結(jié)合下面根據(jù)附圖詳細(xì)闡述的對實(shí)施例的說明，本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及如何實(shí)現(xiàn)這些的方式和方法更清晰易懂。在此示出:
[0024]圖1以橫截面示意地且截面地示出旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的第一實(shí)施例，并且
[0025]圖2以橫截面示意地且截面地示出旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的第二實(shí)施例。
[0026]彼此對應(yīng)的部分在附圖中配有相同的參考標(biāo)號。
【具體實(shí)施方式】
[0027]圖1示意地并且以截面示出旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子I的第一實(shí)施例，該圖示以具有與旋轉(zhuǎn)軸線正交的截面平面的橫截面示出。旋轉(zhuǎn)軸線定義了和它平行的軸向方向。
[0028]轉(zhuǎn)子I具有轉(zhuǎn)子疊片組3，其具有與旋轉(zhuǎn)軸線平行地延伸的槽5。在每一個(gè)槽5中都布置有一個(gè)與槽5相對應(yīng)的產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件7，其在槽5的整個(gè)縱向延展上延伸。
[0029]每個(gè)槽5分別具有一個(gè)朝向轉(zhuǎn)子I的外側(cè)的槽開口9，其中槽開口 9比位于轉(zhuǎn)子疊片組3內(nèi)部的槽部段窄。
[0030]每一個(gè)產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件7的在槽底側(cè)的端部段構(gòu)造成冷卻接片13，冷卻接片朝向包含該轉(zhuǎn)子組件7的槽5的槽底11伸展并經(jīng)由槽5的整個(gè)縱向延展延伸，從而在槽5中，在冷卻接片13的每一側(cè)上都產(chǎn)生空腔，其形成了用于引流冷卻介質(zhì)的冷卻通道15。
[0031]除了冷卻通道15和槽開口9之外，每一個(gè)產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件7都完全填充了包含其的槽5，并且產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件例如構(gòu)造成繞組桿、尤其成型的銅桿或是永久磁體。
[0032]FIG 2示意地且以截面示出了旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子I的第二實(shí)施例，該圖示以具有與旋轉(zhuǎn)軸線正交的截面平面的橫截面示出。
[0033]該實(shí)施例與圖1示出的第一實(shí)施例的區(qū)別僅僅在于產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件7的構(gòu)造，以及在于在每一個(gè)槽5中都布置了冷卻通道管17。
[0034]每一個(gè)冷卻通道管17都布置在槽5的槽底11處，其與旋轉(zhuǎn)軸線平行地在槽5的整個(gè)縱向延展上延伸，并且平坦地抵靠在槽底11處以及抵靠在布置于槽5中的轉(zhuǎn)子組件7處。為此，每一個(gè)轉(zhuǎn)子組件7都具有轉(zhuǎn)子組件槽19，該槽部分周向地包圍了冷卻通道管17，并且冷卻通道管17的外表面在槽底側(cè)的部分對應(yīng)于槽5的槽底11的形狀。
[0035]在圖2示出的實(shí)施例中，每一個(gè)冷卻通道管17都構(gòu)造成具有圓形橫截面的空心圓柱體。相應(yīng)地，槽5的槽底11和轉(zhuǎn)子組件槽19在與旋轉(zhuǎn)軸線正交的平面中具有半圓形的輪廓，其半徑對應(yīng)于冷卻通道管17的圓柱形外表面的半徑。
[0036]冷卻通道管17優(yōu)選由與轉(zhuǎn)子組件7—樣的材料制造，例如由銅制造，并且冷卻通道管還定義了貫穿其延伸的冷卻通道15，以用于引流冷卻介質(zhì)，例如引流水、油或空氣。
[0037]盡管本發(fā)明在細(xì)節(jié)上已經(jīng)通過優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)闡述和說明，但本發(fā)明并不局限于已公開的示例，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠由此推導(dǎo)出其他變體，而不離開本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子(I)，包括 -轉(zhuǎn)子疊片組(3)，所述轉(zhuǎn)子疊片組具有平行于所述轉(zhuǎn)子(I)的旋轉(zhuǎn)軸線延伸的槽(5)， -與所述槽(5)相對應(yīng)的產(chǎn)生磁極的轉(zhuǎn)子組件(7)， -其中在每個(gè)所述槽(5)中都布置一個(gè)產(chǎn)生磁極的所述轉(zhuǎn)子組件(7)， -并且，在每個(gè)所述槽(5)中，在所述槽的槽底(11)的范圍中，平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線地在所述槽(5)的整個(gè)縱向延展上延伸有至少一個(gè)冷卻通道(15)，以用于引流冷卻介質(zhì)， 其特征在于，每個(gè)產(chǎn)生磁極的所述轉(zhuǎn)子組件(7)的在槽底側(cè)的端部段構(gòu)造成冷卻接片(13)，所述冷卻接片朝向包含該轉(zhuǎn)子組件(7)的槽(5)的槽底(11)伸展并經(jīng)由所述槽(5)的整個(gè)縱向延展延伸，從而在所述槽(5)中，在所述冷卻接片(13)的每一側(cè)上都產(chǎn)生用于形成一個(gè)所述冷卻通道(15)的空腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子(I)，其特征在于，每個(gè)所述槽(5)分別具有一個(gè)朝向所述轉(zhuǎn)子(I)的外側(cè)的槽開口(9)，其中，所述槽開口(9)比位于所述轉(zhuǎn)子疊片組(3)內(nèi)部的槽部段窄。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子(I)，其特征在于，除了所述冷卻通道(15)和所述槽開口(9)之外，每個(gè)產(chǎn)生磁極的所述轉(zhuǎn)子組件(7)都完全填充包含所述轉(zhuǎn)子組件的所述槽(5)。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，每個(gè)產(chǎn)生磁極的所述轉(zhuǎn)子組件(7)都構(gòu)造成繞組桿。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子(I)，其特征在于，每個(gè)所述繞組桿都構(gòu)造為成型銅桿。6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，每個(gè)產(chǎn)生磁極的所述轉(zhuǎn)子組件(7)都構(gòu)造成永久磁體。7.—種具有旋轉(zhuǎn)電機(jī)的螺旋槳吊艙，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子(I)。
【文檔編號】H02K3/14GK105934869SQ201580005410
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年2月26日
【發(fā)明人】本杰明·巴爾克, 克里斯托夫·巴爾策, 弗蘭克·賽布伊克
【申請人】西門子公司