專利名稱：帶有一個(gè)具有被冷卻的線圈條的定子的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)冷卻的領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的電機(jī)。
這樣一種電機(jī)例如從文獻(xiàn)EP-B1-0 172 397中已知。
背景技術(shù)：
大型的轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)例如用于產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)包括一個(gè)轉(zhuǎn)子和一個(gè)定子，該定子同心地包圍所述轉(zhuǎn)子。定子通常是由單個(gè)的薄板構(gòu)造的薄板體(Blechkoerper)。在大功率情況下，安裝在定子中的定子繞組具有單個(gè)的線圈條(Wicklungsstab)，該線圈條設(shè)置在定子的薄板體的相應(yīng)的槽中，并且在槽中通過(guò)槽閉合楔(Nuten-abschlusskeil)固定。
在圖1中局部地示出穿過(guò)按照背景技術(shù)的一個(gè)定子的一個(gè)被線圈條填充的槽的一個(gè)橫截面。圖1中的定子10’的下部的橫向延伸的界限同時(shí)相對(duì)于位于其下的、在圖1中沒(méi)有示出的轉(zhuǎn)子限定了間隙，該定子在薄板體11中具有一個(gè)從間隙起沿軸向向外延伸的槽12，其中設(shè)置了在徑向上下疊放的兩個(gè)線圈條14和13。線圈條13、14本身具有一個(gè)在圖1中畫(huà)出的復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這里對(duì)此結(jié)構(gòu)沒(méi)必要作進(jìn)一步描述。
在所述兩個(gè)線圈條13、14之間是一個(gè)槽中間層17，該中間層用于改善線圈的電的和機(jī)械的性能。線圈條13、14在槽12中以本身已知的方式通過(guò)一個(gè)楔15固定。在楔15和上面的線圈條14之間附加地大都設(shè)置了一個(gè)楔底板16。
在電機(jī)工作期間，在線圈中產(chǎn)生一個(gè)顯著的電損失功率，該功率產(chǎn)生了熱量并且必須從線圈中向外導(dǎo)出。為了進(jìn)行冷卻通常有一種冷卻介質(zhì)、主要是空氣或者另外一種氣體穿過(guò)在定子-薄板體中專用的徑向冷卻縫隙以及在徑向還穿過(guò)間隙或者軸向通道流動(dòng)，該通道在薄板體中的槽之間延伸。但是一直以來(lái)的問(wèn)題是，在線圈條中產(chǎn)生的熱量從線圈槽穿過(guò)薄板體輸送到下一個(gè)冷卻通道內(nèi)。
改善線圈條冷卻的另一種方案在于，線圈條是局部空心的并且因此本身形成冷卻通道(例如參見(jiàn)DE-A1-196 21 058)。但是，由此減少了導(dǎo)體橫截面。此外把空心的線圈條連入到一個(gè)相應(yīng)的冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)中是費(fèi)事的。
另外一種方案在于，在線圈槽上側(cè)面設(shè)置通道形的凹槽，通過(guò)這些凹槽使冷卻介質(zhì)可以直接接觸線圈條地側(cè)面沿著該線圈條流動(dòng)(為此參見(jiàn)EP-A1-0 684 682)。一種類似的方案在開(kāi)頭所述EP-B1-0172 397中進(jìn)行說(shuō)明，其中同樣在槽中在線圈條的側(cè)面上形成了冷卻通道。
這些已知的方案的缺點(diǎn)是，專門(mén)設(shè)計(jì)的線圈槽以及附加的待構(gòu)建的用于使冷卻介質(zhì)流動(dòng)轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)用的相對(duì)高的費(fèi)用，這極大地延長(zhǎng)了裝置的組裝時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具有一個(gè)被冷卻的定子線圈的電機(jī)，該裝置避免了已知電機(jī)的缺點(diǎn)，并且本身特別在減少安裝費(fèi)用和改善熱機(jī)械性能的同時(shí)通過(guò)一種明顯改善的對(duì)線圈條的冷卻來(lái)表明其特征。
本任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的特征的整體來(lái)解決。本發(fā)明的核心在于，線圈條之間的傳統(tǒng)的、由實(shí)心材料制成的間隔機(jī)構(gòu)通過(guò)在軸向延伸的管形的間隔元件所代替，該間隔元件的內(nèi)部空間分別形成一條用于冷卻介質(zhì)的通道。由此在實(shí)際上不改動(dòng)槽和沒(méi)有附加位置需求的情況下可以以最簡(jiǎn)單的方式在線圈條之間直接構(gòu)建一條非常有效的冷卻通道，該通道可以把損失熱量從線圈條中有效地導(dǎo)出。
另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)管形的間隔元件沿軸向設(shè)計(jì)得具有彈性，那么在線圈條中的振動(dòng)和膨脹可以被吸收。這特別通過(guò)使間隔元件具有一種透鏡形的橫截面而實(shí)現(xiàn)。
可特別簡(jiǎn)單地將冷卻用的間隔元件集成在電機(jī)的冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)中，此時(shí)在定子的薄板體中橫向于線圈條沿徑向延伸地以均勻一致的間距布置流過(guò)冷卻介質(zhì)的冷卻縫隙，并且間隔元件在冷卻縫隙的部位上分別具有開(kāi)口，通過(guò)該開(kāi)口使冷卻介質(zhì)可以從間隔元件的內(nèi)部空間流動(dòng)到冷卻縫隙中、或者從冷卻縫隙流動(dòng)到間隔元件的內(nèi)部空間中。
特別有利的是，在冷卻縫隙中具有使冷卻介質(zhì)的流動(dòng)從冷卻縫隙轉(zhuǎn)向到間隔元件的開(kāi)口中的機(jī)構(gòu)。有利的是借助于設(shè)置在冷卻縫隙中的間隔支架作為所述流動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。


接下來(lái)借助于實(shí)施例連同附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖示出圖1是按照背景技術(shù)的在一個(gè)定子-薄板體中被線圈條填滿的槽的橫截面圖；圖2是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例與圖1可作比較的視圖；圖3是在按照本發(fā)明的間隔元件和定子的(已有的)徑向冷卻縫隙之間的一個(gè)優(yōu)選形式的耦合機(jī)構(gòu)的透視的局部剖面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
圖2中又示出按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的可與圖1相比較的視圖。定子10在它的板垛(Blechpaket)里具有多個(gè)沿徑向延伸的用于容納(沿軸向延伸的)線圈條13、14的槽12。在槽12中上下堆疊地布置的線圈條13、14在槽12中通過(guò)一個(gè)(彈性的)楔(Keil)固定。在線圈條13、14之間取代了傳統(tǒng)的由實(shí)心材料制成的槽中間層而設(shè)置了一個(gè)空心的具有透鏡形橫截面的間隔元件19。該間隔元件19的空心的內(nèi)部空間形成了一個(gè)通道20，通過(guò)該通道在線圈條13、14之間流淌著冷卻介質(zhì)，并且熱量可以以更高的效率從線圈條13、14吸取出。間隔元件19的透鏡形的橫截面具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)第一是在合適的材料時(shí)間隔元件19可以得到一種彈簧效應(yīng)，該彈簧效應(yīng)可以以一個(gè)預(yù)應(yīng)力沿軸向施加到線圈條上。因此，在線圈條13、14中的振動(dòng)或者熱膨脹等可以被吸收或者不起作用，這明顯地改善了工作可靠性。第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是“透鏡”的平的側(cè)面以一個(gè)更大的面積貼靠在相鄰的線圈條上，這明顯地提高了在線圈條13、14和間隔元件之間的熱傳導(dǎo)。
間隔元件19的通道20按照?qǐng)D3以一種簡(jiǎn)單的方式有利地與定子10的已有冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)如此相連使得在槽12與定子的薄板體11中已有的(徑向)冷卻縫隙21、22的相交叉的位置上在間隔元件19中設(shè)置了相應(yīng)的開(kāi)口25...28，通過(guò)這些開(kāi)口使間隔元件19中的通道20與冷卻縫隙21、22在所述一個(gè)或者另一方向上可以交換冷卻介質(zhì)。
在圖3中借助于箭頭表示了一種流動(dòng)方向，其中冷卻介質(zhì)從冷卻縫隙21、23中穿過(guò)開(kāi)口25...28流入到通道20中，并且沿軸向方向從通道20中又流出。這種流動(dòng)可以如此加強(qiáng)設(shè)置在冷卻縫隙21、22中的用于使冷卻縫隙21、22機(jī)械穩(wěn)定的間隔支架23、24以導(dǎo)流的方式向著開(kāi)口25...28彎曲。同樣設(shè)置相反的流動(dòng)方向。哪個(gè)流動(dòng)方向剛好占優(yōu)勢(shì)取決于電機(jī)或者定子的整個(gè)流動(dòng)規(guī)劃。
總的說(shuō)來(lái)通過(guò)本發(fā)明可獲得一種具有被冷卻的定子線圈的電機(jī)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)·改善了線圈條的熱傳導(dǎo)系數(shù)。
·安裝時(shí)間通過(guò)取消槽中間層而縮小了。
·減少了沖壓材料的數(shù)量。
·通過(guò)一種彈簧效應(yīng)可以吸收線圈條的振動(dòng)和膨脹。
附圖標(biāo)記列表10，10’ 定子11 薄板體12 槽13，14 線圈條15 楔16 楔底板17 槽中間層18 楔19 間隔元件(管形)20 通道21，22 冷卻縫隙23，24 間隔支架25...28 開(kāi)口
權(quán)利要求
1.包括一個(gè)具有一個(gè)薄板體(11)的一個(gè)定子(10)的電機(jī)，在該薄板體中設(shè)置了多個(gè)沿軸向延伸的槽(12)，在該槽中多個(gè)線圈條(13、14)分別沿徑向疊放地布置并且通過(guò)位于其中間的間隔機(jī)構(gòu)(19)相互分開(kāi)，并且在該間隔機(jī)構(gòu)中設(shè)置了平行于線圈條(13、14)延伸的通道(20)，一種用于冷卻線圈條(13、14)的冷卻介質(zhì)通過(guò)該通道流動(dòng)，其特征在于，沿軸向延伸的管形間隔元件(19)用作為間隔機(jī)構(gòu)，該間隔元件的內(nèi)部空間分別形成了一個(gè)用于冷卻介質(zhì)的通道(20)。
2.按照權(quán)利要求1的電機(jī)，其特征在于，所述間隔元件(19)沿徑向是彈性的。
3.按照權(quán)利要求1或2中任意一項(xiàng)的電機(jī)，其特征在于，所述間隔元件(19)具有一個(gè)透鏡形的橫截面。
4.按照權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)的電機(jī)，其特征在于，在定子(10)的薄板體(11)中橫向于線圈條(13、14)沿徑向延伸地以均勻一致的間距設(shè)置流過(guò)冷卻介質(zhì)的冷卻縫隙(21、22)，并且間隔元件(19)在冷卻縫隙(21、22)的部位上分別具有開(kāi)口(25...28)，通過(guò)所述開(kāi)口使冷卻介質(zhì)可以從間隔元件(19)的內(nèi)部空間流動(dòng)到冷卻縫隙(21、22)中、或者從冷卻縫隙(21、22)流動(dòng)到間隔元件的內(nèi)部空間中。
5.按照權(quán)利要求4的電機(jī)，其特征在于，在冷卻縫隙(21、22)中具有使冷卻介質(zhì)的流動(dòng)從冷卻縫隙(21、22)轉(zhuǎn)向到間隔元件(19)的開(kāi)口(25...28)中的機(jī)構(gòu)(23、24)。
6.按照權(quán)利要求5電機(jī)，其特征在于，將設(shè)置在冷卻縫隙(21、22)中的間隔支架(25...28)作為流動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種電機(jī)包括一個(gè)具有一個(gè)薄板體(11)的一個(gè)定子(10)，在該薄板體中設(shè)置了多個(gè)沿軸向延伸的槽(12)，在該槽中多個(gè)線圈條(13、14)分別沿徑向疊放地布置并且通過(guò)位于其中間的間隔機(jī)構(gòu)(19)相互分開(kāi)，并且在該間隔機(jī)構(gòu)中設(shè)置了平行于線圈條(13、14)延伸的通道(20)，一種用于冷卻線圈條(13、14)的冷卻介質(zhì)通過(guò)該通道流動(dòng)。在這樣一種電機(jī)中如此以較少的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)對(duì)于線圈的明顯改善的冷卻沿軸向延伸的管形間隔元件(19)用作為間隔機(jī)構(gòu)，該間隔元件的內(nèi)部空間分別形成了一個(gè)用于冷卻介質(zhì)的通道(20)。
文檔編號(hào)H02K9/00GK1685588SQ03822653
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2003年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月23日
發(fā)明者P·戈麥斯德利馬 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆科技有限公司