旋转电机,特别是功率范围在20MVA和大于500MVA之间的双馈异步电机

摘要

本发明涉及一种旋转电机，特别是功率范围在20和500MVA之间的双馈异步电机，所述电机包括转子，所述转子绕轴线旋转并且被定子同心地环绕，所述转子具有转子叠片堆(14)，所述转子叠片堆(14)用叠片构成，所述叠片是分层的并且在轴向方向上用压板(19)挤压以形成复合体，所述转子叠片堆在径向方向上被分成内部机械区域(14b)和外部电区域(14a)，并且转子绕组(18)容纳在所述转子叠片堆的电区域(14a)。在这种电机中，所述转子叠片堆的轴向支撑借助于如下事实进行优化，即所述压板(19)对应于所述转子叠片堆(14)的径向分区而在径向上分成单独的内部压板和单独的外部压板。

说明书

技术领域

本发明涉及发电领域。本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的旋 转电机，特别是功率范围在20MVA和500MVA或者大于500MVA之间的 双馈异步电机。

背景技术

功率范围从20MVA到500MVA或者500MVA以上的双馈异步电机能 够使用多种转速来生产能源。这些电机的特征在于分布式三相转子绕组。 所述转子绕组包括嵌入转子叠片堆中的槽内的单独的棒。所述单独的棒在 端部绕组中互相连接形成绕组。电流经至少三个紧固在电机端部的轴上的 滑环流入。在图1中以非常简化的形式显示了这种电机的细节。图1中所 示的异步电机10具有电机轴线13。中央本体11具有其上布置滑环12的轴， 中央本体11能够绕着轴线13旋转。转子叠片堆14围绕中央本体11布置， 辅助边缘20在所述转子绕组的端部绕组16下面毗邻着所述转子叠片堆。 定子叠片堆15同中心地环绕转子叠片堆14，在定子叠片堆15中容纳向外 突出的定子绕组，定子绕组具有在所述堆的端部处的定子端部绕组17。图 2以放大的形式更详细地显示转子叠片堆14。

由于双馈异步电机的转子承载转子绕组18，所述转子绕组需要防止产 生离心力。所述转子叠片堆首先用来吸收这些力，同时限定磁通量的路径。 辅助边缘20用来吸收作用在转子端部绕组16上的离心力。辅助边缘20和 转子叠片堆14包括层叠叠片，所述层叠叠片在轴向方向上挤压形成复合体。 已知在这种情况下使用压板19，所述压板将通过螺栓21、22施加的力分布 在转子叠片堆的叠片之间(参见，例如DE-A1-195 13 457或者DE-A1-10  2007 000 668)。

在转子叠片堆14上设置各种需求。图2显示了基本分成电区域14a和 机械区域14b。首先，这样做的目的是在齿状物中提供在叠片层之间的足够 的轴向压力以保证所述堆的均匀性。为了避免振动，所述层不应该松散地 工作，因为在所述齿状物和转子绕组18之间的相对运动能够损坏绝缘体。 其次，为了避免损坏单独的叠片之间的绝缘层，所述压力不能过大，因为 这样的损坏将会导致损失增加。在边缘的机械区域14b中的轴向压力意图 大于在电区域14a中的轴向压力，以便在所述叠片之间获得一定的摩擦力。

发明内容

因此，本发明的目的在于改进在开头提到的类型的电机，以使得在不同 区域中的转子叠片堆的支撑上设置的不同需求能够得到显著的改善。

这个目的通过权利要求1中的特征的整体实现。根据本发明的解决方 案的重要因素是对应于所述转子叠片堆的径向分区，所述压板在径向上分 成单独的内部压板和单独的外部压板。借助于对应于所述转子叠片堆的不 同区域而分隔开的压板，作用在所述转子叠片堆上的力能够被单独地优化。

本发明的第一构造的特征是所述内部和外部压板彼此可分离地连接的 事实。这样能够有效地吸收作用在外部压板上的离心力。

另一构造的特征是如下事实，即所述内部和外部压板彼此毗邻并且彼 此连接，以使得所述外部压板能够相对于所述内部压板翻转(tip)。

如果所述外部压板沿着周缘分成单个的相同的周缘部分，其中，所述 外部压板的周缘部分毗邻所述内部压板，所述外部压板的周缘部分分别具 有直的翻转边缘，以及如果所述外部压板的周缘部分分别悬挂在所述内部 压板中，在这里是特别有利的。

优选地，所述外部压板的周缘部分能够利用锤形爪分别悬挂在所述内 部压板中。

本发明的又一构造的特征是所述内部压板具有第一孔，第一螺栓穿过 所述第一孔以在所述机械区域中挤压所述转子叠片堆的事实，以及所述外 部压板具有第二孔，所述第二螺栓穿过所述第二孔以在所述电区域中挤压 所述转子叠片堆的事实。

如果所述第一螺栓是抗剪螺栓的形式，并且所述第二螺栓是连接螺栓 的形式，在这里是有利的。

附图说明

下面将结合附图，参考示例性实施例，更详细地说明本发明，在附图 中：

图1显示适合用于实施本发明的异步电机的细节的非常简化示图；

图2显示图1中所示电机的转子叠片堆结构的放大细节图，其中包括 用于支撑转子叠片堆的压板；以及

图3显示根据本发明示例性实施例的、用于支撑转子叠片堆的压板的 扇形部分的轴向平面视图。

具体实施方式

如在开头所已经提到的，首先，本发明的意图在于在齿状物中提供在 叠片层之间的足够的轴向压力以保证所述叠片堆的均匀性。为了避免振动， 所述层不应该松散地工作，因为所述齿状物和转子绕组之间的相对运动能 够破坏绝缘。其次，为了避免损坏单个叠片之间的绝缘层，所述压力不应 过大，因为这样的损坏将会导致损失增加。该意图在于在边缘的机械区域 中的轴向压力大于在电部分中的轴向压力，以便在所述叠片之间获得一定 的摩擦力。

设置在定子叠片堆14的电部分和机械部分上的这些相互矛盾的需求能 够通过在径向上分隔开的压板19实现。图3以轴向平面视图的方式显示压 板19的示例性实施例的示意图。压板19在径向方向上和部分地在周向方 向上分成单独的内部压板23和单独的外部压板24。内部压板23既能够具 有实心结构，又可以根据补充类型的实施例，包括多个薄叠片。将所述薄 叠片单个地或成组地以相对于彼此偏移的方式在周向方向上布置，已经证 明在这里是特别有利的。内部压板23的这种分层形成自支撑的环，藉此能 够显著地减小所述抗剪螺栓上的力。外部压板24部分地在周向方向上分成 单个的周缘部分24a-d，所述外部压板优选由非磁性钢构成。由于以按照将 转子叠片堆14分成机械区域14b和电区域14a的方式，压板19分别分成 内部部分23和多个外部部分24a-d，对于所述转子叠片堆的不同区域能够 单独地优化轴向支撑的性质。

为了能够实现外部压板24的有针对性的翻转，在外部压板24和内部 压板之间的分隔开分别需要具有直的翻转边缘29。由于压板19径向分隔 开，能够分别在转子叠片堆14的电区域14a和机械区域14b实现不同的压 力。为了保护外部压板24免受离心力，如图3所示，外部压板24通过锤 形爪26悬挂在内部压板23中。

为了在转子叠片堆14中构建所需要的轴向压力，分别使用抗剪螺栓22 和连接螺栓21。连接螺栓21通过压板19中的孔27贯穿转子叠片堆14的 整个轴向长度。由于连接螺栓21安置于所述叠片堆的磁性活跃部分(磁感 应强度高)中，它们需要电绝缘。为了避免所述绝缘体的机械载荷，这些 螺栓无论如何不能承受剪切。由于螺栓中的应力，能够“调整”作用在外 部压板24上的压力以及因此作用在齿状物中的压力。

代替贯穿的连接螺栓21，然而，还能够在辅助边缘20中使用双头螺栓。 如果在辅助边缘20中使用双头螺栓，压力将被传输到转子叠片堆14的齿 状物区域。压力板和螺母安置于双头螺栓和压板19之间。所述螺栓旋拧到 螺母中的深度能够“调整”作用到压板19上的压力以及因此作用到所述齿 状物上的压力。

抗剪螺栓22完成两项任务。首先，所述抗剪螺栓用于将轴向压力施加 到转子叠片堆14的机械区域14b中。其次，所述抗剪螺栓需要吸收在所述 叠片之间产生的剪切力。由于这个原因，所述螺栓不能被绝缘并且因此安 置于内部周缘上，在转子叠片堆14的几乎不在磁方面使用的部分中。

附图标记列表

10异步电机

11中央本体(具有轴)

12滑环

13轴线

14转子叠片堆

14a电区域

14b机械区域

15定子叠片堆

16转子端部绕组

17定子端部绕组

18转子绕组

19压板

20辅助边缘

21连接螺栓

22抗剪螺栓

23    内部压板

24    外部压板

24a-d 周缘部分

25、27孔

26    锤形爪

28    齿状物

29    翻转边缘