專利名稱：旋轉(zhuǎn)電機(jī)、尤其功率范圍在20mva與500mva之間的雙饋異步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到發(fā)電領(lǐng)域。本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)電機(jī)、尤其根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的功率范圍從20MVA到500MVA以上的雙饋異步電機(jī)。
背景技術(shù)：
功率范圍從20MVA至500MVA以上的雙饋異步電機(jī)可以用于變速能源生產(chǎn)。這種電機(jī)的特征是轉(zhuǎn)子上的分布式三相繞組。轉(zhuǎn)子繞組包括在轉(zhuǎn)子疊片堆中的槽中嵌入的導(dǎo)條。各導(dǎo)條在繞組頭連接以形成繞組。電流通過至少三個(gè)在電機(jī)端部固定至軸的集電環(huán)被供入。這種異步電機(jī)的橫截面在圖1中以高度簡化的形式被示出。如圖1所示的異步電機(jī) 10具有電機(jī)軸線13。具有軸的中心體11繞軸線13能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置，集電環(huán)12在所述軸上布置。輔助輪輞20在轉(zhuǎn)子繞組的繞組頭16下方連接至轉(zhuǎn)子疊片堆14，所述轉(zhuǎn)子疊片堆 14圍繞中心體11布置。轉(zhuǎn)子疊片堆14由定子疊片堆15同心地包圍，在所述定子疊片堆中安裝定子繞組，所述定子繞組在本體的端部處向外伸出有定子繞組頭17。轉(zhuǎn)子疊片堆14 在圖2的剖視圖中以放大的方式示出。因?yàn)殡p饋異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子承載轉(zhuǎn)子繞組18，所以所述繞組必須針對產(chǎn)生的離心力進(jìn)行保護(hù)。一方面，轉(zhuǎn)子疊片堆用于吸收這些力并且同時(shí)限定磁通量的路徑。輔助輪輞20 用于吸收在轉(zhuǎn)子繞組頭16上作用的離心力。輔助輪輞20像轉(zhuǎn)子疊片堆14那樣包括層疊的片材，其中所述層疊的片材沿軸向被擠壓，以形成復(fù)合組件。在這樣做時(shí)，已知使用壓板 19，所述壓板將由螺栓21和22施加的壓力分布在轉(zhuǎn)子疊片堆的各片材上(例如參見專利公開文獻(xiàn) DE-A1-195 13 457 或 DE-A1-10 2007 000 668)。不同的要求被強(qiáng)加給轉(zhuǎn)子疊片堆14。在圖2中示出了劃分成電部分1 和機(jī)械部分14b的原理。一方面，在各齒中在片材的各層之間必須具有足夠的軸向力，以確保本體的均勻性。因?yàn)楦鼾X與轉(zhuǎn)子繞組18之間的相對運(yùn)動能夠損害絕緣，所以為了避免振動，各層必須不會松動。另一方面，因?yàn)檫@種損害能夠?qū)е略黾拥某杀?，所以壓力不必太高，以避免各片材之間的絕緣層的損害。軸向力在輪輞的機(jī)械部分14b中必須比在電部分14a中更高，從而獲得各片材之間的特定的摩擦力。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是改進(jìn)背景技術(shù)部分中提到的這種電機(jī)，從而轉(zhuǎn)子疊片堆在不同區(qū)域中的夾持要求能夠顯著更好地得到滿足。該目的通過權(quán)利要求1的全部特征實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的重要特征在于， 轉(zhuǎn)子疊片堆(14)在機(jī)械部分中借助于軸向穿過所述轉(zhuǎn)子疊片堆的抗剪螺栓被擠壓并且在電部分中借助于附加的螺栓被擠壓。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，附加的螺栓能夠設(shè)置為沿軸向穿過轉(zhuǎn)子疊片堆的抗拉螺栓。
本發(fā)明的另一實(shí)施例的區(qū)別之處在于，壓板在本體的每端上設(shè)置，以將軸向壓力分布在所述轉(zhuǎn)子疊片堆上，并且所述附加的螺栓設(shè)置為從外壓靠所述壓板的加壓螺栓。在用于支承轉(zhuǎn)子繞組頭的輔助輪輞尤其在壓板外側(cè)安置時(shí)，加壓螺栓有利地能夠在輔助輪輞中容納。本發(fā)明的另一實(shí)施例的特征在于，至少一些抗剪螺栓設(shè)置為實(shí)心螺栓。然而，還可以想到的是并且針對使用不同的材料有利的是，至少一些抗剪螺栓設(shè)置為多件式螺栓，其包括外管以及穿過外管延伸的中央抗拉螺栓。特別地，在這種情況中，外管能夠沿軸向劃分成多個(gè)子區(qū)段，從而能夠更好地滿足所需的容限并且簡化電機(jī)的裝配與組裝過程。在這樣做時(shí)，有利的是，子區(qū)段在每端裝有匹配器具，以便將各子區(qū)段彼此相互同心對正。本發(fā)明的另一實(shí)施例的區(qū)別之處在于，與轉(zhuǎn)子疊片堆的徑向劃分相對應(yīng)地，壓板徑向劃分成單獨(dú)的內(nèi)壓板和單獨(dú)的外壓板，所述內(nèi)壓板與所述外壓板能夠釋放地彼此相連。該實(shí)施例的改進(jìn)的特征在于，外壓板沿周向劃分成各個(gè)相同的周向區(qū)段，所述外壓板的周向區(qū)段分別利用直傾斜邊緣抵接所述內(nèi)壓板，并且外壓板的周向區(qū)段分別借助于錘爪(hammer claw)在內(nèi)壓板中懸置。


以下將參考結(jié)合圖的示意性實(shí)施例更加詳細(xì)地說明本發(fā)明。在圖由圖1以最大簡化的方式示出了例如適于本發(fā)明應(yīng)用的異步電機(jī)的剖視圖；圖2示出了圖1的異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片堆的結(jié)構(gòu)的放大剖視圖，其中所述轉(zhuǎn)子疊片堆包括壓板，所述壓板用于利用根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的不同的螺栓夾持轉(zhuǎn)子疊片堆；圖3在兩個(gè)子圖3 (a)和圖3(b)中示出了兩種不同類型的用于轉(zhuǎn)子疊片堆電部分的螺栓；圖4示出了多件式抗剪螺栓的結(jié)構(gòu)原理；圖5在不同的子圖5(a)至圖5(d)中示出了不同類型的連接器具，其用于將抗剪螺栓的子區(qū)段與分隔管同心對正；并且圖6沿軸向以俯視圖的方式示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示意性實(shí)施例的夾持轉(zhuǎn)子疊片堆的壓板的扇面。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖2，不同類型的螺栓、即抗剪螺栓22和抗拉螺栓21用于軸向夾持轉(zhuǎn)子疊片堆14?？辜袈菟?2和抗拉螺栓21分別用于在轉(zhuǎn)子疊片堆14中產(chǎn)生必要的壓力。兩個(gè)基本原理能夠用于在齒區(qū)域或電部分14a中產(chǎn)生壓力抗拉螺栓所述抗拉螺栓(圖2和圖3(a)中的21)延伸超過轉(zhuǎn)子疊片堆14的整個(gè)軸向長度。因?yàn)榭估菟?1位于轉(zhuǎn)子疊片堆的磁性工作部分(高磁感應(yīng)強(qiáng)度部分)中，所以抗拉螺栓必須絕電。然而，為了防止絕緣體的機(jī)械受力，所述螺栓必須不承受剪力。壓板19上的壓力以及因此齒(如圖6中29)中的壓力能夠通過抗拉螺栓21中的拉緊力被“調(diào)整”。輔助輪輞20中的加壓螺栓輔助輪輞20中的加壓螺栓23能夠代替穿透的抗拉螺栓21 (如圖3(b))被使用。 如果輔助輪輞20中使用加壓螺栓23，則壓力經(jīng)由位于輔助輪輞20中的螺栓被傳遞到轉(zhuǎn)子疊片堆的齒區(qū)上。在此，加壓板25和螺母M位于加壓螺栓23與壓板19之間。通過加壓螺栓23被螺合到螺母M中的深度能夠“調(diào)整”壓板19上的以及因此齒上的壓力。另一方面，抗剪螺栓22承擔(dān)兩項(xiàng)任務(wù)第一，抗剪螺栓用于在轉(zhuǎn)子疊片堆14的機(jī)械部分14b中施加軸向力。第二，抗剪螺栓必須吸收轉(zhuǎn)子疊片堆14的各片材之間出現(xiàn)的剪力。為此原因，抗剪螺栓22不能被絕緣并且因此位于機(jī)械部分14b的弱磁性使用區(qū)段的內(nèi)邊緣處。所要傳遞的剪力限定了抗剪螺栓22的材料特性以及螺栓(外)直徑。轉(zhuǎn)子疊片堆14中的軸向力通過螺栓的延伸長度被調(diào)整。為了能夠在轉(zhuǎn)子疊片堆14中保證足夠的殘余壓力而與轉(zhuǎn)子疊片堆14的調(diào)整效應(yīng)無關(guān)，在初始狀態(tài)需要特定的最小延伸長度。這在大螺栓直徑的情況中能夠?qū)е路浅８叩膲毫?。因此根?jù)圖4有利的是，并非利用實(shí)心螺栓，而是將厚壁管27與中央抗拉螺栓沈一起使用，其中所述中央抗拉螺栓在管27的管孔中延伸。所要傳遞的剪力限定了材料特性以及管徑。同時(shí)，剪力由管27吸收。將要在轉(zhuǎn)子疊片堆上產(chǎn)生的壓力通過中央抗拉螺栓沈的延伸長度被調(diào)整。因?yàn)檫@種螺桿的直徑比實(shí)心螺栓的情況小，所以針對同樣的延伸長度能夠?qū)崿F(xiàn)足夠高的壓力。具有管27與中央抗拉螺栓沈的技術(shù)方案的特殊不利之處在于管27中的管孔的高精度要求。特別地，在較長的電機(jī)的情況中，達(dá)到所需的緊密度容限是非常費(fèi)力的。然而，同樣的技術(shù)方案還可以利用軸向分開的管27實(shí)現(xiàn)。對此，管27劃分成多個(gè)子區(qū)段(圖 5中的附圖標(biāo)記27a)，其中所述子區(qū)段明顯更加容易地以所需的容限制造。此外，該實(shí)施例簡化了電機(jī)的裝配和組裝過程。根據(jù)圖5，為了使得各子區(qū)段27a能夠以簡單的方式彼此相互同心地對正，端部能夠設(shè)有螺紋(圖5(d)、或者能夠設(shè)有偏置部(圖5(c))、或者能夠被倒角(圖5(b))或者圓錐縮窄(圖5(a))，其中這些技術(shù)方案的組合也是可行的。除了螺栓的設(shè)計(jì)之外，對于定子疊片堆14的電部分1 和機(jī)械部分14b的有沖突的要求能夠通過徑向分隔的壓板19被更好地解決。圖6沿軸向以俯視圖的方式示出了壓板 19的示意性實(shí)施例的示意圖。壓板19沿徑向并部分地沿周向被劃分成單獨(dú)的內(nèi)壓板19a 和單獨(dú)的外壓板19b。外壓板19b本身沿周向劃分成各個(gè)周向區(qū)段。因?yàn)閴喊?9劃分成內(nèi)部分19a和多個(gè)外部分19b遵循著轉(zhuǎn)子疊片堆14分成機(jī)械部分14b和電部分14a，所以針對轉(zhuǎn)子疊片堆14的不同區(qū)域的軸向夾持類型能夠單獨(dú)地被優(yōu)化。為了能夠?qū)崿F(xiàn)外壓板19b的專門傾斜，在外壓板19b與內(nèi)壓板19a之間的劃分部相應(yīng)地必須具有傾斜邊緣觀，其在各區(qū)段中是直的。因?yàn)閴喊?9的徑向分隔，所以可以在轉(zhuǎn)子疊片堆14的電部分1 和機(jī)械部分14b中相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)不同的壓力。附圖標(biāo)記列表10異步電機(jī)
11 (具有軸的)中心體12 滑環(huán)13 軸線14轉(zhuǎn)子疊片堆14a電部分14b機(jī)械部分15定子疊片堆16轉(zhuǎn)子繞組頭17定子繞組頭18轉(zhuǎn)子繞組19 壓板19a內(nèi)壓板19b外壓板20輔助輪輞21抗拉螺栓22抗剪螺栓23加壓螺栓24 螺母25加壓板26中央抗拉螺栓27 管27a子區(qū)段28傾斜邊緣29 齒
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)、尤其一種功率范圍從20MVA到500MVA以上的雙饋異步電機(jī)(10)，所述電機(jī)包括轉(zhuǎn)子(11、14)，所述轉(zhuǎn)子繞軸線(1 旋轉(zhuǎn)并由定子(15、17)同心地包圍，所述轉(zhuǎn)子(11、14)具有由片材組成的轉(zhuǎn)子疊片堆(14)，其中所述片材沿軸向被擠壓成復(fù)合組件， 所述轉(zhuǎn)子疊片堆(14)沿徑向分成內(nèi)機(jī)械部分(14b)和外電部分(14a)并且在所述電部分 (14a)中容納轉(zhuǎn)子繞組(18)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子疊片堆(14)在所述機(jī)械部分(14b)中借助于軸向穿過所述轉(zhuǎn)子疊片堆(14)的抗剪螺栓02)被擠壓并且在所述電部分(14a)中借助于附加的螺栓(分別為21和23)被擠壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述附加的螺栓設(shè)置為沿軸向穿過所述轉(zhuǎn)子疊片堆(14)的抗拉螺栓01)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，壓板(19)在本體的每端上設(shè)置，以將軸向壓力分布在所述轉(zhuǎn)子疊片堆(14)上，并且所述附加的螺栓設(shè)置為從外壓靠所述壓板 (19)的加壓螺栓(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，用于支承轉(zhuǎn)子繞組頭(16)的輔助輪輞OO)在所述壓板(19)外側(cè)安置，并且所述加壓螺栓03)在所述輔助輪輞OO)中容納。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述抗剪螺栓0 中的至少一些抗剪螺栓設(shè)置為實(shí)心螺栓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述抗剪螺栓0 中的至少一些抗剪螺栓設(shè)置為多件式螺栓，其包括外管(XT)以及穿過所述外管(XT)延伸的中央抗拉螺栓06)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述外管(XT)沿軸向劃分成多個(gè)子區(qū)段(27a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述子區(qū)段(27a)的每端裝有匹配器具，以便將所述子區(qū)段彼此相互同心對正。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，與所述轉(zhuǎn)子疊片堆(14)的徑向劃分相對應(yīng)地，所述壓板(19)徑向劃分成單獨(dú)的內(nèi)壓板(19a)和單獨(dú)的外壓板(19b)， 所述內(nèi)壓板(19a)與所述外壓板(19b)能夠釋放地彼此相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其特征在于，所述外壓板(19b)沿周向劃分成各個(gè)相同的周向區(qū)段，并且所述外壓板(1%)的周向區(qū)段分別利用直傾斜邊緣08)抵接所述內(nèi)壓板(19a)。
全文摘要
本發(fā)明涉及到旋轉(zhuǎn)電機(jī)，特別是功率范圍在20MVA和500MVA之間的雙饋異步電機(jī)，所述雙饋異步電機(jī)包括圍繞軸線旋轉(zhuǎn)并且被同中心的定子環(huán)繞的轉(zhuǎn)子，因而轉(zhuǎn)子具有由板片構(gòu)成的轉(zhuǎn)子疊片堆(14)，所述轉(zhuǎn)子疊片堆在軸向被壓入合成的組件里，上述的轉(zhuǎn)子疊片堆(14)在徑向被分成內(nèi)部的機(jī)械部件(14b)和外部的電氣部件(14a)，并且容納在所述的電氣部件(14a)中的轉(zhuǎn)子繞組(18)。在本機(jī)器中，轉(zhuǎn)子疊片堆的軸向夾緊被最優(yōu)化，是因?yàn)檗D(zhuǎn)子疊片堆(14)通過軸向穿過所述的轉(zhuǎn)子疊片堆(14)的抗剪螺栓(22)被壓入機(jī)械部件(14b)，并且所述的轉(zhuǎn)子疊片堆通過深層的螺栓(21)壓入電氣部件(14a)。
文檔編號H02K1/28GK102422509SQ201080018192
公開日2012年4月18日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者A·施韋里, B·邁爾, H·瓦爾澤, R·奧凱, S·齊菲爾迪茲 申請人:阿爾斯通法國水電公司