專利名稱：渦輪發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)的領(lǐng)域。其涉及的是按照權(quán)利要求1的前序 部分所述的渦輪發(fā)電機(jī)。
背景技術(shù)：
渦輪發(fā)電機(jī)例如在EP-A2-1 209 802中有所公開。其包括能夠圍 繞轉(zhuǎn)子軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子被定子同心地包圍。在該轉(zhuǎn)子中安置 了供應(yīng)恒定電流的轉(zhuǎn)子線圖，該轉(zhuǎn)子線團(tuán)聯(lián)合定子中的交流-定子線 圏開展電磁相互作用。該渦輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子由可磁化的鐵素鋼制成。 在大多數(shù)情況下，所述轉(zhuǎn)子由作為單體制成的鍛造件制成。當(dāng)然也可 以設(shè)想的是，對(duì)于大型渦輪發(fā)電機(jī)而言讓轉(zhuǎn)子由多個(gè)轉(zhuǎn)子部分組成， 就像是例如在文獻(xiàn)CH-A-150 099或者DE-PS-567 854中所描述的那 樣。轉(zhuǎn)子可以沿著軸線被劃分成中央的轉(zhuǎn)子本體和在轉(zhuǎn)子本體的末端 上連接的軸端，轉(zhuǎn)子利用軸端能夠轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在相應(yīng)的轉(zhuǎn)子軸承中。 轉(zhuǎn)子本體的中間區(qū)域是轉(zhuǎn)子的電磁的有效區(qū)域。
即使對(duì)于組裝或者說由多個(gè)部分組成的轉(zhuǎn)子而言，由于為所有轉(zhuǎn) 子部分都使用了相同的材料，所以轉(zhuǎn)子連續(xù)地具有相同的磁特性，這 隨后在轉(zhuǎn)子本體的本體末端的區(qū)域中或者說在設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體的末 端上的轉(zhuǎn)子端帽的熱裝位(Schrumpfsitz)的區(qū)域內(nèi)引起不利的電磁 比例，不利的電磁比例會(huì)誘發(fā)提高的渦流損耗和提高的溫度載荷，

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種轉(zhuǎn)子或者說渦輪發(fā)電機(jī)，其避免了已 知轉(zhuǎn)子或者說渦輪發(fā)電機(jī)的上述缺點(diǎn)并且通過降低轉(zhuǎn)子的端面區(qū)域 中的損耗和溫度并且通過在整體上提高極限功率或者說擴(kuò)寬功率范 圍來彰顯優(yōu)點(diǎn)。
該目的通過權(quán)利要求1的全部特征得以解決。對(duì)于本發(fā)明而言重 要的是，轉(zhuǎn)子本體在有效區(qū)域中由易磁化的材料尤其由第一鋼材形 成，并且轉(zhuǎn)子本體的處于有效區(qū)域之外的末端部段和鄰接于此的軸端 由具有降低的可磁化性的材料或者由無磁的材料尤其由第二鋼材形 成'其中本發(fā)明的一種構(gòu)成方案通過下述內(nèi)容彰顯優(yōu)點(diǎn)，即，轉(zhuǎn)子本 體在有效區(qū)域中由一個(gè)或多個(gè)鍛件形成，轉(zhuǎn)子本體的處于有效區(qū)域之 外的末端部段和軸端由一個(gè)或多個(gè)鍛件形成，并且在磁性方面不同的 鍛件通過熔焊法彼此材料配合地連接。作為替代方案也可以讓不同的 鍛件彼此材料配合或傳力地連接，作為鍛件的替代方案也可以使用粉 末冶金法制成的部件，所述部件同樣材料配合地或者形狀配合且傳力 地彼此連接。鍛件與粉末冶金法制成的元件的任意組合對(duì)于轉(zhuǎn)子來說 也是可以的。
另一種構(gòu)成方案的特征在于，在轉(zhuǎn)子本體上在末端處分別熱裝了 轉(zhuǎn)子端帽，并且轉(zhuǎn)子端帽被熱裝在轉(zhuǎn)子本體的末端部段的區(qū)域中。


下面借助實(shí)施例聯(lián)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)解釋。其中
圖1高度簡(jiǎn)化地示出了適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的渦輪發(fā)電機(jī)的縱向截
面；
圖2示出了圖l所示轉(zhuǎn)子的一個(gè)末端區(qū)域在公知情況中的情形， 其中整個(gè)轉(zhuǎn)子由一種唯一的可磁化的材料形成；
圖3以與圖2形成對(duì)比的視圖示出了按照本發(fā)明的實(shí)施例的轉(zhuǎn)子 的末端區(qū)域。
具體實(shí)施例方式
圖i非常簡(jiǎn)化地再度示出了適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的渦輪發(fā)電機(jī)的縱 向剖面。渦輪發(fā)電機(jī)10包括能夠圍繞軸線19旋轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)子ll和
將該轉(zhuǎn)子11同心地包圍的定子12。這兩者本身被外殼包圍，所述外
殼出于簡(jiǎn)化的原因在圖1中予以抹去。轉(zhuǎn)子ll作為中央部段具有圓
柱式的轉(zhuǎn)子本體13,其中間部分(處于圖1中虛線之間的部段)作 為有效區(qū)域23引發(fā)與定子12的電磁相互作用。為此，在轉(zhuǎn)子11中 安置了轉(zhuǎn)子線團(tuán)15并在定子13中安置了定子線團(tuán)18，所述轉(zhuǎn)子線 團(tuán)和定子線團(tuán)通常包括置入到相應(yīng)凹槽中的線團(tuán)導(dǎo)線。在轉(zhuǎn)子本體 13和定子12的端面上構(gòu)成線圏端頭。轉(zhuǎn)子本體13上的線團(tuán)端頭通 過從端面熱裝到轉(zhuǎn)子本體13上的轉(zhuǎn)子端帽16得到保持和保護(hù)。
轉(zhuǎn)子本體13在端部分別轉(zhuǎn)入軸端14。在軸端14的區(qū)域中通常設(shè) 置了鼓風(fēng)機(jī)17以用于使氣態(tài)的冷卻介質(zhì)發(fā)生翻滾.轉(zhuǎn)子11利用軸端 14能夠旋轉(zhuǎn)地支承在相應(yīng)的軸承中，軸端14同時(shí)還可以用作到驅(qū)動(dòng)的渦輪機(jī)例如氣體渦輪機(jī)的連接件。
按本發(fā)明，轉(zhuǎn)子11并不是(像圖2中所示的那樣)由唯一的具 有連續(xù)均勻的磁特性的材料即例如易磁化的鋼制成，而是由至少兩種 具有不同的磁特性的材料制成轉(zhuǎn)子11 (像圖3中舉例示出的那樣) 作為由轉(zhuǎn)子部分21、 22組成或組合的轉(zhuǎn)子構(gòu)成，這一轉(zhuǎn)子在有效區(qū) 域23中由具有良好的可磁化性的鍛件并且在轉(zhuǎn)子本體13的端部區(qū)域 (本體部段20、轉(zhuǎn)子端帽16的帽座)和軸端14中由具有降低的可 磁化性的鍛件或者由無磁的材料例如奧氏體鋼組成。類似的材料對(duì)于 技術(shù)人員而言是已知的。其中，磁性各異的鍛件的結(jié)合優(yōu)選通過熔焊 法實(shí)行，當(dāng)然也可以通過螺旋連接件或類似物進(jìn)行。其中不言而喻的 是，轉(zhuǎn)子部分21、 22本身可以分別由一個(gè)元件或者由多個(gè)元件組成。 轉(zhuǎn)子的有效區(qū)域23不必與定子12的有效區(qū)域一致.前者按照優(yōu)選的 方式略小于后者，正像在圖1中所示出的那樣，
本發(fā)明當(dāng)然不局限于所述的這一實(shí)施例。
作為上述鍛件的替代也可以使用粉末冶金法制成的部件，所述部 件同樣材料配合地或形狀配合以及傳力地彼此連接。對(duì)于轉(zhuǎn)子而言， 對(duì)鍛件與粉末冶金法制成的元件進(jìn)行任意的組合也是可以考慮的，其 中在轉(zhuǎn)子本體的有效區(qū)域23內(nèi)設(shè)置由具有良好的可磁化性的材料制 成的鍛件或者說粉末冶金法制成的元件并且在轉(zhuǎn)子本體13的端部區(qū) 域(本體部段20、轉(zhuǎn)子端帽16的帽座)和軸端14中設(shè)置由具有降
法制成的元件。粉末冶金法制成的元件優(yōu)選由粉末冶金法制成的鋼形 成，當(dāng)然也可以是粉末冶金法制成的超級(jí)合金.
通過按照發(fā)明地將轉(zhuǎn)子劃分成具有不同磁特性的部段，可以對(duì)轉(zhuǎn) 子和定子的端面磁場(chǎng)施加影響。其中具有下述特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)
-穿過帽座并始終具有一定程度的交變部分的場(chǎng)得以減小。由此
減小轉(zhuǎn)子帽座中電氣的渦流損耗。 -定子的末端在沿軸向進(jìn)入的場(chǎng)的方面得到大大的減負(fù)。由此減
小了定子板中磁軛和齒內(nèi)的渦流損耗。 -定子線團(tuán)導(dǎo)線在定子末端的區(qū)域中在穿過的磁場(chǎng)方面得到減
負(fù)。從而減小了在定子線團(tuán)導(dǎo)線中的渦流損耗。 -在轉(zhuǎn)子末端上的無磁并從而在橫截面中大面積地承受電流的本體材料可以用于在貫通的阻尼楔下的導(dǎo)電連接, -端面區(qū)域中的本地?fù)p耗和溫度降低。 -可以實(shí)現(xiàn)更高的極限功率或更廣的功率范圍，
附圖標(biāo)記列表
10渦輪發(fā)電機(jī)
11轉(zhuǎn)子
12定子
13轉(zhuǎn)子本體
14軸端
15轉(zhuǎn)子線圖
16轉(zhuǎn)子端帽
17鼓風(fēng)機(jī)
18定子線圏
19軸線
20本體部段
21， 22轉(zhuǎn)子部分
23有效區(qū)域(轉(zhuǎn)子本體)
權(quán)利要求
1.渦輪發(fā)電機(jī)，具有轉(zhuǎn)子(11)，所述轉(zhuǎn)子包括圓柱形的轉(zhuǎn)子本體(13)，所述轉(zhuǎn)子本體在兩端分別轉(zhuǎn)入軸端(14)并在中間的部段中具有轉(zhuǎn)子(11)的電磁的有效區(qū)域(23)，其中所述轉(zhuǎn)子(11)由多個(gè)在轉(zhuǎn)子軸線(19)中連續(xù)布置并相互連接的轉(zhuǎn)子部分(21，22)組成，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子本體(13)在有效區(qū)域(23)中由易磁化的材料尤其由第一鋼材形成，并且所述轉(zhuǎn)子本體(13)的處于有效區(qū)域(23)之外的末端部段(20)和軸端(14)由具有降低的可磁化性的材料或者由無磁的材料尤其由第二鋼材形成。
2. 按權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)電機(jī)(10)，其特征在于，所述 轉(zhuǎn)子本體(13 )在有效區(qū)域(23 )中由一個(gè)或多個(gè)鍛件形成，所述轉(zhuǎn) 子本體(13 )的處于有效區(qū)域(23 )之外的末端部段(20 )和軸端(13 ) 由一個(gè)或多個(gè)鍛件形成，并且不同的鍛件通過熔焊法彼此材料配合地 連接。
3. 按權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)電機(jī)(10)，其特征在于，所述 轉(zhuǎn)子本體(13)在有效區(qū)域(23)中由一個(gè)或多個(gè)鍛件形成，所述轉(zhuǎn)由一個(gè)或多個(gè)鍛件形成，并且不同的鍛件彼J^形狀配合且傳力地連 接。
4. 按權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)電機(jī)(10)，其特征在于，所述 轉(zhuǎn)子本體(13)在有效區(qū)域(23)中由一個(gè)或多個(gè)粉末冶金法制成的 部件形成，所述轉(zhuǎn)子本體(13)的處于有效區(qū)域(23)之外的末端部 段(20)和軸端(13)由一個(gè)或多個(gè)粉末冶金法制成的部件形成，并 且粉末冶金法制成的不同的部件通過熔焊法彼此材料配合地連接。
5. 按權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)電機(jī)(10)，其特征在于，所述 轉(zhuǎn)子本體(13)在有效區(qū)域(23)中由一個(gè)或多個(gè)粉末冶金法制成的 部件形成，所述轉(zhuǎn)子本體(13)的處于有效區(qū)域(23)之外的末端部 段(20)和軸端(13)由一個(gè)或多個(gè)粉末冶金法制成的部件形成，并 且粉末冶金法制成的不同的部件彼此形狀配合且傳力地連接.
6. 按權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的渦輪發(fā)電機(jī)(10),其特 征在于，所述轉(zhuǎn)子本體(13)和所述軸端(14)分別由一個(gè)或多個(gè)粉 末冶金法制成的部件或鍛件以任意組 的方式形成。
7.按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的渦輪發(fā)電機(jī)(10)，其特 征在于，在所述轉(zhuǎn)子本體(13)上在末端處分別熱裝了轉(zhuǎn)子端帽(16)， 并且所述轉(zhuǎn)子端帽(16)被熱裝在所述轉(zhuǎn)子本體(13)的末端部段(20) 的區(qū)域中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦輪發(fā)電機(jī)(10)，其具有轉(zhuǎn)子(11)，所述轉(zhuǎn)子包括圓柱形的轉(zhuǎn)子本體(13)，所述轉(zhuǎn)子本體在兩端分別轉(zhuǎn)入軸端(14)并在中間的部段中具有轉(zhuǎn)子(11)的電磁的有效區(qū)域(23)，其中所述轉(zhuǎn)子(11)由多個(gè)在轉(zhuǎn)子軸線(19)中連續(xù)布置并相互連接的轉(zhuǎn)子部分組成。對(duì)于這樣的轉(zhuǎn)子而言，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子的端面區(qū)域中的損耗和溫度的降低并且實(shí)現(xiàn)了在整體上更高的極限功率或者說更廣的功率范圍，這如下地實(shí)現(xiàn)，即，所述轉(zhuǎn)子本體(13)在有效區(qū)域(23)中由易磁化的材料尤其由第一鋼材形成，并且所述轉(zhuǎn)子本體(13)的處于有效區(qū)域(23)之外的末端部段和軸端(14)由具有降低的可磁化性的材料或者由無磁的材料尤其由第二鋼材形成。
文檔編號(hào)H02K1/00GK101606301SQ200880004082
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月5日
發(fā)明者M·斯托布利, R·喬霍, R·羅特辛杰 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆科技有限公司