專利名稱：具有轉(zhuǎn)子繞組頭保持系統(tǒng)的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的電機(jī)。
背景技術(shù)：
可以將功率范圍為20MVA到500MVA的雙饋異步電機(jī)用于變速的能量生產(chǎn)。這些電機(jī)以轉(zhuǎn)子上的分布式三相繞組為特征。轉(zhuǎn)子繞組包括嵌入在轉(zhuǎn)子疊片槽中的各個條。在繞組頭中連接這些單個條，從而形成繞組。條連接的布置均勻地分布在周圍。由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，繞組頭受到離心力的影響，為了抵抗離心力，必須借助于繞組頭保持系統(tǒng)來對繞組頭進(jìn)行機(jī)械固定。大體上，現(xiàn)今已知三種類型的繞組頭保持系統(tǒng)1、借助于鋼帽來固定，在渦輪式發(fā)電機(jī)中采用這種固定方式。2、圍繞整個繞組頭纏繞鋼纜、金屬絲或塑料膜來固定。3、借助于螺栓、螺釘或U型支架來固定。在圖1中，以高度簡化形式的截面再現(xiàn)了這樣一種異步電機(jī)10。該異步電機(jī)10包括轉(zhuǎn)子19，該轉(zhuǎn)子19可以圍繞軸18旋轉(zhuǎn)，并且該轉(zhuǎn)子19由具有相應(yīng)定子繞組和定子繞組頭17的定子疊片組14同心地環(huán)繞。轉(zhuǎn)子19包括中心體11，該中心體11與位于每個端部的軸11'合為一體。中心體11被轉(zhuǎn)子疊片組12包圍，轉(zhuǎn)子繞組13在轉(zhuǎn)子鐵芯組12中延伸。將用于向轉(zhuǎn)子繞組13供應(yīng)電流的滑環(huán)15布置在多個軸11'中的一個上。在圖2(a) 中再次示出了沿垂直方向被放大的轉(zhuǎn)子繞組頭16，該轉(zhuǎn)子繞組頭16配備了繞組頭保持系統(tǒng)四。根據(jù)圖2(a)，該繞組頭保持系統(tǒng)四裝配了保持元件，所述保持元件以螺桿20、螺栓或類似物的形式徑向貫穿轉(zhuǎn)子繞組頭16，并且所述保持元件裝配了螺母21。保持元件20、21吸收了在電機(jī)運(yùn)行期間作用于轉(zhuǎn)子繞組頭16上的離心力，并且將離心力傳遞到布置在繞組頭之下的轉(zhuǎn)子的固體部分。在較長時間段的運(yùn)行期間，沉重機(jī)械加載的保持元件20、21可能斷裂或者以一些其它方式喪失它們的機(jī)械完整性。然而，螺母 21或螺釘接頭也可能變松，這樣，保持元件20、21的功能喪失。如果作為該故障的部分，保持元件20、21中的一些變松并且向外甩出，則電機(jī)可能招致間接損壞，該損壞導(dǎo)致電機(jī)停機(jī)時間延長并由此導(dǎo)致高的間接成本。在所有情況中，期望完全地避免保持元件20、21的這種故障，或者期望至少將間接損壞保持在限度以內(nèi)。此外，如果能夠及時地檢測到繞組頭中的異常變化，并且能夠在早期關(guān)閉電機(jī)以便限制損壞或從一開始就避免損壞，這將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)是設(shè)計一種在介紹部分中提及的類型的電機(jī)，以便能夠避免或至少限制由于離心力作用所導(dǎo)致的轉(zhuǎn)子繞組頭的損壞。該目標(biāo)由權(quán)利要求1的全部特征來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的重要特征在于，保持元件設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)，該鎖定機(jī)構(gòu)對保持元件進(jìn)行固定以免其發(fā)生非預(yù)期的松動和/或在斷裂情況下飛出。
本發(fā)明的實(shí)施例的特征在于將保持元件設(shè)計為沿徑向延伸穿過繞組頭的螺桿或螺栓，并且所述螺桿或螺栓的外端設(shè)置有用于支持繞組頭的螺母或螺釘頭。在如此設(shè)計時，鎖定機(jī)構(gòu)可以包括織物鎖定裝置，所述織物鎖定裝置在螺母或螺釘頭的外側(cè)上延展，特別是以織物帶的形式在螺母或螺釘頭的外側(cè)上延展，所述織物鎖定裝置優(yōu)選與螺母或螺釘頭的外側(cè)緊密接觸，并且所述織物鎖定裝置沿圓周方向與螺母或螺釘頭的外側(cè)緊密接觸。然而，鎖定機(jī)構(gòu)還可以包括金屬絲鎖定裝置，所述金屬絲鎖定裝置以金屬絲的形式在螺母和/或螺桿或螺釘頭的外側(cè)上延展，所述金屬絲鎖定裝置優(yōu)選與螺母和/或螺桿或螺釘頭的外側(cè)緊密接觸，并且沿圓周方向與螺母和/或螺桿或螺釘頭的外側(cè)緊密接觸。在該情況下，優(yōu)選在所述保持元件上設(shè)置槽，在所述槽中插入所述金屬絲鎖定裝置，所述金屬絲鎖定裝置同時保護(hù)所述保持元件以免其扭曲。本發(fā)明另一個實(shí)施例的特征在于，繞組頭保持系統(tǒng)裝配有監(jiān)控機(jī)構(gòu)，利用該監(jiān)控機(jī)構(gòu)能夠監(jiān)控繞組頭的正常機(jī)能。所述監(jiān)控機(jī)構(gòu)優(yōu)選包括應(yīng)變測量裝置，所述應(yīng)變測量裝置對所述繞組頭保持系統(tǒng)中的鎖定機(jī)構(gòu)的機(jī)械應(yīng)變進(jìn)行測量，并且將測量的機(jī)械應(yīng)變傳送到處理單元以用于評估。


下文參考示例性實(shí)施例并結(jié)合附圖來更詳細(xì)地介紹本發(fā)明。在附圖中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有定子和轉(zhuǎn)子繞組以及用于轉(zhuǎn)子繞組頭的繞組頭保持系統(tǒng)的異步電機(jī)的截面的極簡化表示；圖2以兩個部分圖的方式示出了 在垂直方向上放大的圖1的轉(zhuǎn)子繞組頭的截面 (圖2a)和根據(jù)本發(fā)明不同示例性實(shí)施例的用于保持元件的兩種類型的安全裝置(圖2b)；圖3以兩個部分圖的方式示出了 根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的包括螺桿和螺母的保持元件的金屬絲鎖定裝置的截面圖(圖3a)和平面圖(圖北)；圖4以示例的形式示出了將監(jiān)控機(jī)構(gòu)并入到根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的保持系統(tǒng)；以及圖5示出了與圖4的監(jiān)控機(jī)構(gòu)一起工作的監(jiān)控裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明，必須將繞組頭保持系統(tǒng)四的螺栓或螺釘固定在轉(zhuǎn)子繞組頭16中。如果根據(jù)圖加和圖3的保持元件是具有螺母21的螺桿20，則必須固定螺母21以防止非預(yù)期的松動。然而，如果螺釘或螺栓意外地斷裂，則必須對脫開的部分進(jìn)行保持以防止對機(jī)器的損壞。根據(jù)本發(fā)明，可以由金屬絲(圖2b中的金屬絲鎖定裝置23)或織物(圖2b中的織物鎖定裝置22)實(shí)現(xiàn)防止飛脫，所述金屬絲或織物沿圓周方向在螺釘頭或螺母21上延展。 在正常操作中，螺釘(或螺桿20)不能沿徑向活動。螺釘(或螺桿20)吸收的力是大的，這是因?yàn)檫@些螺釘(或螺桿20)必須能夠承受由繞組頭16的重量所導(dǎo)致的離心力。如果螺釘(或螺桿20)斷裂，則僅有該脫開的螺釘?shù)拇蠖鄶?shù)碎片的離心力作用在安全裝置上。該離心力相對較小。由于這一原因，可以借助于金屬絲或織物來保持?jǐn)嗔训穆葆敾蚵輻U20?？梢詫⑸踔猎谳^高溫度下都穩(wěn)定的高抗撕裂的織物用作織物或織物帶的合適材料。雖然可以將根據(jù)圖2b的織物鎖定裝置22的織物帶設(shè)置在螺母21或螺釘頭的寬度上，但是當(dāng)使用金屬絲鎖定裝置23時，能夠有利的是提供槽M，根據(jù)圖3，在槽M中放置金屬絲鎖定裝置23，并且槽M沿著圓周方向在螺母21、螺桿20或者螺釘頭中延伸。作為金屬絲在槽M中延伸的結(jié)果，螺母21或螺栓無法轉(zhuǎn)動。同時，防止金屬絲本身滑動。有利地，可以同時將監(jiān)控與保持系統(tǒng)的保護(hù)結(jié)合在一起。該監(jiān)控被用于保護(hù)電機(jī)。 它對螺釘或螺栓的意外斷裂或者轉(zhuǎn)子繞組頭16的不可接受的膨脹進(jìn)行檢測并且用信號表示，使得可以及時停止電機(jī)并且開始修理。為這一目的，根據(jù)圖4和5，借助于合適的電子傳感器(應(yīng)變測量裝置2 (例如借助于測壓元件)來監(jiān)控金屬絲或織物帶中的應(yīng)變(張力)。如果由于斷裂導(dǎo)致部分螺釘變松，則在金屬絲(金屬絲鎖定裝置23)中的機(jī)械應(yīng)變增大，并且該機(jī)械應(yīng)變能夠被檢測到。同時，傳感器或應(yīng)變測量裝置25可以被直接集成到金屬絲中并圍繞圓周延伸(圖4的頂部)，或者由于傳感器被布置為垂直于金屬絲，因此傳感器或應(yīng)變測量裝置25可以測量兩根安全金屬絲的應(yīng)變(圖4的底部)。此外，通過繞組條的交叉點(diǎn)，金屬絲可以具有合適的撓曲，使得可以測量轉(zhuǎn)子體內(nèi)的應(yīng)變。將轉(zhuǎn)子繞組頭16中的不同傳感器或應(yīng)變測量裝置25所測量的信號饋送到中央處理單元沈中的適當(dāng)監(jiān)控裝置(圖5中的觀)，在該適當(dāng)監(jiān)控裝置中對這些信號進(jìn)行評估。 如果在運(yùn)行期間檢測到繞組頭保持系統(tǒng)四的安全裝置的應(yīng)變模式的異常改變，則輸出信號到下游的顯示單元27，并且將該信號顯示在下游的顯示單元27上。可以同時將信號饋送到電機(jī)的中央控制器，在該電機(jī)中，它能夠發(fā)起自動停機(jī)，從而可以及時地檢查電機(jī)。附圖標(biāo)記列表
10電機(jī)(異步電機(jī))
11中心體
11'軸
12轉(zhuǎn)子疊片組
13轉(zhuǎn)子繞組
14定子疊片組
15滑環(huán)
16轉(zhuǎn)子繞組頭
17定子繞組頭
18軸
19轉(zhuǎn)子
20螺栓
21螺母
22織物鎖定裝置
23金屬絲鎖定裝置
24槽
25應(yīng)變測量裝置
26處理單元
27顯示單元
28監(jiān)控裝置29繞組頭保持系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.一種功率在若干MVA范圍內(nèi)的電機(jī)(10)，尤其是異步電機(jī)，所述電機(jī)(10)包括圍繞軸(18)旋轉(zhuǎn)并且具有轉(zhuǎn)子繞組(1 的轉(zhuǎn)子(19)，所述轉(zhuǎn)子繞組被布置在轉(zhuǎn)子疊片組 (12)中，并且所述轉(zhuǎn)子繞組具有在所述轉(zhuǎn)子疊片組(1 外側(cè)暴露的繞組頭(16)，所述繞組頭(16)裝配有繞組頭保持系統(tǒng)(四)，所述繞組頭保持系統(tǒng)09)包括多個徑向?qū)虻谋３衷?0、21)，其特征在于，所述保持元件(20、21)設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)02、23)，所述鎖定機(jī)構(gòu) (22,23)對所述保持元件O0、21)進(jìn)行固定以免非預(yù)期的松動和/或在斷裂情況下飛出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其特征在于，所述保持元件O0、21)被設(shè)計為螺桿 (20)或螺栓，所述螺桿00)或螺栓沿徑向延伸穿過所述繞組頭(16)，并且所述螺桿OO) 或螺栓的外端設(shè)置有用于支持所述繞組頭(16)的螺母(21)或螺釘頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)(22、23)包括織物鎖定裝置 (22)，所述織物鎖定裝置0 在所述螺母或所述螺釘頭的外側(cè)上延展，特別是以織物帶的形式在所述螺母或所述螺釘頭的外側(cè)上延展，所述織物鎖定裝置0 優(yōu)選沿圓周方向與所述螺母或所述螺釘頭的外側(cè)緊密接觸地在所述螺母或所述螺釘頭的外側(cè)上延展。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其特征在于，所述鎖定機(jī)構(gòu)包括金屬絲鎖定裝置(23)， 所述金屬絲鎖定裝置以金屬絲的形式在所述螺母和/或所述螺桿OO)或所述螺釘頭的外側(cè)上延展，所述金屬絲鎖定裝置優(yōu)選沿圓周方向與所述螺母和/或所述螺桿OO)或所述螺釘頭的外側(cè)緊密接觸地在所述螺母和/或所述螺桿OO)或所述螺釘頭的外側(cè)上延展。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其特征在于，在所述保持元件(20、21)上設(shè)置槽(M)， 在所述槽04)中插入所述金屬絲鎖定裝置(23)，并且所述金屬絲鎖定裝置同時保護(hù)所述保持元件O0、21)以免其扭曲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其特征在于，所述繞組頭保持系統(tǒng) (29)裝配有監(jiān)控機(jī)構(gòu)(25)，利用所述監(jiān)控機(jī)構(gòu)0 來監(jiān)控所述繞組頭(16)的正常運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電機(jī)，其特征在于，所述監(jiān)控機(jī)構(gòu)包括應(yīng)變測量裝置(25)，所述應(yīng)變測量裝置0 測量在所述繞組頭保持系統(tǒng)09)中的所述鎖定機(jī)構(gòu)02，23)的機(jī)械應(yīng)變，并且所述應(yīng)變測量裝置0 將所測量的機(jī)械應(yīng)變傳送到處理單元06)以用于評估。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在若干MVA性能范圍內(nèi)的電機(jī)(10)，特別是一種異步電機(jī)，其中所述電機(jī)(10)包括圍繞軸旋轉(zhuǎn)并且具有轉(zhuǎn)子繞組的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子繞組被布置在轉(zhuǎn)子片金屬體中，并且在每一情況下，所述轉(zhuǎn)子繞組包括位于所述轉(zhuǎn)子片金屬體外側(cè)的暴露的繞組頭(16)。所述繞組頭設(shè)置有繞組頭保持系統(tǒng)(29)，用于吸收運(yùn)行期間出現(xiàn)的離心力。所述繞組頭保持系統(tǒng)包括多個徑向作用的保持元件(20、21)。由于所述保持元件(20、21)設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)(22、23)，而所述鎖定機(jī)構(gòu)(22、23)對保持元件(20、21)進(jìn)行固定以免其發(fā)生非預(yù)期的松動和/或在破裂情況下飛出，因此提高了電機(jī)的安全性。
文檔編號H02K3/51GK102414959SQ201080017929
公開日2012年4月11日 申請日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者A·施韋里, M·施密德, S·齊菲爾迪茲 申請人:阿爾斯通法國水電公司