專利名稱：包括帶冷卻通道的極靴的轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是一種用于電動旋轉(zhuǎn)機器的繞線轉(zhuǎn)子、以及包括這種轉(zhuǎn)子的機器。本發(fā)明具體地但并不唯一地適用于開放式、單相或多相式電動旋轉(zhuǎn)機器的轉(zhuǎn)子繞組的冷卻，這種電動旋轉(zhuǎn)機器具有的轉(zhuǎn)速是在例如0轉(zhuǎn)/分鐘與10000轉(zhuǎn)/分鐘之間，并且具有的功率是在例如0.1麗與25麗之間。
背景技術(shù)：
“開放式電動旋轉(zhuǎn)機器”的意思是一種通過從機器外部抽吸的空氣流動進行冷卻的機器。為了對一個轉(zhuǎn)子進行冷卻，已知的做法是在轉(zhuǎn)子中安排多個冷卻通道。因此申請GB 2 425 662披露了在帶有多個凸出磁極的轉(zhuǎn)子的極靴中制造小的切口，以便在每個磁極與這個磁極的那些繞線導電體之間安排一個通道。從專利US 3 846 651已知的是將徑向地取向的多個通道安排為穿過一個轉(zhuǎn)子的這些配合的磁極的極靴，以便產(chǎn)生多個通道來允許一個冷卻流體進行流動。專利US 3 633 054傳授了抵靠著一個凸出磁極的那些極靴而放置一個金屬桿，在這個金屬桿中安排了多個孔口從而允許一個冷卻流體進行流動。公開WO 2010/079455披露了被設計為對一種具有多個凸出磁極的轉(zhuǎn)子進行冷卻的多種不同安排。存在一種需要來進一步改進對電動旋轉(zhuǎn)機器的轉(zhuǎn)子的冷卻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是響應這一需求，并且根據(jù)本發(fā)明多個方面之一，通過一種用于電動旋轉(zhuǎn)機器的、沿一條縱向軸線延伸的轉(zhuǎn)子實現(xiàn)了這一目的，這個轉(zhuǎn)子包括多個凸出磁極，這些凸出磁極具有多個極尖或極靴，以及至少一個內(nèi)部冷卻通道，這個內(nèi)部冷卻通道軸向地延伸穿過至少一個極靴、更佳的是穿過每個極靴?！皟?nèi)部通道”應理解為一種在截面中閉合的、有輪廓的通道。本發(fā)明使之有可能改進這種機器的熱性能并且減少轉(zhuǎn)子繞組對于給定的銅量的加熱。本發(fā)明還使之有可能通過減少在與已知機器相比較與已知機器相比較完全相同的熱狀態(tài)下的活性物質(zhì)的量，來降低對于給定的銅量而言導電體和絕緣體的最高溫度，并降低機器的總成本。在本說明書的剩余部分中，冷卻流體優(yōu)選是空氣，但本發(fā)明不限于以空氣作為冷卻流體。轉(zhuǎn)子允許冷卻流體沿著這些通道流動。取決于所希望的轉(zhuǎn)子冷卻，更多或更少的冷卻通道(例如數(shù)量在I與15個之間的通道)延伸穿過這些凸出磁極的極靴。這些不同的冷卻通道可以被限定在安排于極靴中的多個鰭片之間。這些鰭片可以延伸過這個轉(zhuǎn)子的全部或部分長度。具體而言，這些鰭片可以被中斷，并且這個極靴于是就具有一種有齒的形狀。 這些鰭片可以用多種不同的方式被放置在極靴內(nèi)。每個冷卻通道可以延伸過轉(zhuǎn)子的磁性主體的整個長度。每個冷卻通道可以連續(xù)地或者不連續(xù)地沿著這個轉(zhuǎn)子的縱向軸線延伸穿過后者。這些極靴可以具有限定了多個齒的一種有齒的形狀。這些冷卻通道于是就被安排在這些齒中。這種構(gòu)形允許這種冷卻流體經(jīng)歷在這些通道內(nèi)部的多個通路和軸向地延伸在這些齒之間的加寬區(qū)域中的多個通路的一種交替。這使之有可能進一步改進對流熱交換。此外，冷卻流體可以在這些齒之間橫向地流動。在轉(zhuǎn)子的外圍上存在這些極靴使之有可能從冷卻流體由徑向動能到軸向動能的一種轉(zhuǎn)化中獲益。這種有齒的形狀可以通過多個金屬片組的一種交錯的安排(通過交替地翻轉(zhuǎn)這些組)而獲得。在圍繞轉(zhuǎn)子的縱向軸線移動時，可能或可能不屬于同一個磁極的兩個順序系列的多個齒可以被軸向地偏置了一個齒，這些齒之間的空間例如等于一個齒的軸向尺寸。這限制了壓力損失。每個極靴可以具有一個切口的截面，由于這些冷卻通道延伸穿其而過，這個切口的截面占其總截面的25%以上。這些凸出磁極各自包括一個磁極本體以及兩個極靴。兩個相鄰的凸出磁極在它們之間限定了一個極間空間(interpolar space)。至少一個冷卻通道可以被安排在這個極間空間的底部之中，以便進一步改進對轉(zhuǎn)子的冷卻。因此每個磁極都有可能獲得冷卻流體在這些極靴內(nèi)的流動以及在極間空間中的流動。轉(zhuǎn)子的這些凸出磁極可以是由一種多個磁性片的組件來形成的。每個磁性片可以與其所有的磁極一起處在一個單件之中。轉(zhuǎn)子的所有這些片可以是完全相同的，每個片具有多個凸出磁極，這些凸出磁極只具有一個極靴，一個片的所有這些極靴都被定向在相同的圓周方向上。在對轉(zhuǎn)子進行組裝時，這些片是通過如下方式來被組裝的，即被準確地堆疊在多個具有上述一個齒厚度的組中，然后由相反地放置的多個片形成的另一個組被并置在第一個組上，并且以此類推，以便沿著每個極靴形成齒與擴大的通路的一種交替。這個轉(zhuǎn)子可以包括多個拉桿用于保持這種具有多個磁性片的組件。這個轉(zhuǎn)子可以在這些磁極本體的徑向外末端處包括用于接收阻尼器的多個殼體。這個轉(zhuǎn)子可以包括兩個端板，以便使得繞線操作更加容易并且改進這個轉(zhuǎn)子的總體機械強度。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明的另一個主題是包括一個如以上限定的轉(zhuǎn)子的一種電動旋轉(zhuǎn)機器。這種電動旋轉(zhuǎn)機器包括一個定子，轉(zhuǎn)子在這個定子中旋轉(zhuǎn)。
這個機器可以包括一個或多個風扇，該風扇可以或可以不由這個轉(zhuǎn)子來驅(qū)動，以便在多種不同的冷卻通道中產(chǎn)生一種強制空氣的流動。


通過閱讀后面的非限制性的多個示例性實施方案的以下說明并且通過查看附圖將會更好地理解本發(fā)明，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的磁性主體的一個實例的示意性的以及部分性的透視圖，圖2是沿著圖1的II的正視圖，圖3是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的磁性主體的另一個實例的類似于圖1的視圖，圖4分離地并且部分地展現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方案的一個凸出磁極，并且圖5展現(xiàn)了制造一個根據(jù)本發(fā)明的電動機器的細節(jié)。
具體實施例方式圖1示出了一個轉(zhuǎn)子I的磁性體的一個第一實例，這個轉(zhuǎn)子沿縱向軸線X延伸并且包括一個組件，這個組件具有多個磁性片2并形成了多個凸出磁極3，在所展示的實例中的數(shù)量為四個，然而本發(fā)明并不限于一種特定的極性。如在圖1中可見，每個磁極3包括一個磁極本體3b，這個磁極本體沿一個中心線Y延伸；以及兩個極靴3a，這些極靴伸出在圓周方向上。兩個相鄰的磁極3在它們之間限定了一個極間空間E。導電體被纏繞在每個磁極3周圍并且限定了多個繞組21，這在圖5中可見。每個片優(yōu)選地都是從同一個磁性的平帶上切出的一個件。轉(zhuǎn)子I可以包括多個拉桿(未示出)用于通過位于這些磁極3上的開口 11而穿過轉(zhuǎn)子體從而保持具有多個磁性片2的這種組件。一個裝配有防轉(zhuǎn)動裝置9的中央殼體8被安排在轉(zhuǎn)子體中以便接收一個軸(未示出)。轉(zhuǎn)子I的轉(zhuǎn)子體還可以包括(如所展示的)用于接收阻尼器(未示出)的多個殼體10。根據(jù)本發(fā)明，至少一個內(nèi)部冷卻通道5軸向地延伸穿過每個極靴3a。在一個片內(nèi)，這個通道不通到這個片的外輪廓上，這個通道的輪廓是閉合的。優(yōu)選地，幾個冷卻通道5延伸穿過每個極靴3a，如圖1和圖2中所展示的例如是六個通道。在這些磁極3的極靴3a中制造的多個鰭片4將這些不同的冷卻通道5分隔開。在圖1和圖2的實例中，每個冷卻通道5連續(xù)而無中斷地延伸穿過轉(zhuǎn)子I的全長L0這個磁性體可以由多個完全相同的磁性片堆疊而成，這些通道5和這些鰭片4是通過在這些極靴內(nèi)對該片進行切口而形成的。在每個極間空間E的基部處可以(如所展示的)提供一個另外的冷卻通道7。
這個通道7例如具有圓形的截面，例如是在一個處于直角形式的延伸部18中制造的，這個延伸部的多個側(cè)平行于這些與極靴3a相反的面19。 在圖3中所展示的變體中，這些極靴3a各自具有限定了多個齒6的一種有齒的形狀，在所說明的實例中為每個極靴3a五個齒，然而本發(fā)明不限于特定數(shù)量的齒。這些冷卻通道5被安排在這些齒6中，并且在這些齒6之間的間隙20為這種冷卻流體限定了具有加寬的截面的一個通路。兩個順序系列的多個齒6在圍繞轉(zhuǎn)子I的縱向軸線X移動時被軸向地偏置了一個齒，一個齒6沿軸線X的軸向尺寸La是能夠等于兩個齒6之間的間隙20的尺寸Le的。同一個磁極的那些極靴3a有利地在兩個相反的軸向末端14、15處是沒有齒的,如圖3所示。這使得這些繞組的安裝更容易，這種安裝可以用預制的繞組來實現(xiàn)。每個極靴3a具有一個總截面St (在圖4中用交叉影線示出)、以及一個切口的截面sa，這個切口的截面是由延伸穿過極靴3a的多個冷卻通道5來限定的。這個切口的截面sa優(yōu)選地代表了極靴3a的總截面St的25%以上。這個截面St是由該靴3a的外輪廓以及由對這個磁極的本體3b進行延伸的一條想象的直線來界定的。這些通道5可以在同一個極靴3a內(nèi)具有不同的截面。為了生產(chǎn)圖3的磁性體，使用了完全相同的多個片但這些片在多個組中是被反向的，以便形成齒6與在兩個順序的齒6之間的加寬的通路20的一種交替。轉(zhuǎn)子I例如被結(jié)合在一個電動旋轉(zhuǎn)機器(未不出)之中，這個電動旋轉(zhuǎn)機器包括一個離心式風扇。作為一個變體，這個風扇是一個多通道式風扇。在又另一個變體中，這個風扇是通過將一個離心式風扇和一個軸流風扇布置在串聯(lián)中來制造的。由這個風扇吸入的空氣穿過位于每個凸出磁極3的這些極靴3a中的那些冷卻通道5。此外，空氣可以在空氣間隙中流動并且流動通過在極間空間E的基部安排的那些通道7。當這些通道5不連續(xù)地延伸穿過這些極靴3a時，也就是說當這些凸出磁極3的極靴各自具有一種如圖3所展示的有齒的形狀時，這樣一種不連續(xù)性允許了空氣從多個間隙20 (在兩個齒6之間)橫向地流動到極間空間E。圖5部分地示出了根據(jù)本發(fā)明的電動旋轉(zhuǎn)機器的定子和轉(zhuǎn)子。這個圖示出了圖1和圖3這些實例的這種單切口的延伸部18限定的通道7可以用多個鰭片23分隔開的多個通道7來替代。本發(fā)明不限于僅僅已經(jīng)說明的這些實例。例如有可能的是，將參照不同實施方案進行說明的、在未展示的變體范圍內(nèi)的這些特征結(jié)合起來。這些鰭片4可以具有任何形狀。本發(fā)明可以應用于具有配合的極靴的轉(zhuǎn)子。本發(fā)明不限于特定的凸出磁極。本發(fā)明可以應用于由一實心塊的磁性材料機加工而成的單件式轉(zhuǎn)子。表述“包括一個”須理解為與“包括至少一個”同義，除非指明了相反的情況。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子(I)，所述轉(zhuǎn)子(I)用于電動旋轉(zhuǎn)機器且沿著縱向軸線(X)延伸，所述轉(zhuǎn)子(I)包括 多個凸出磁極(3)，所述多個凸出磁極(3)具有多個極靴(3a)，以及 至少一個內(nèi)部冷卻通道(5)，所述內(nèi)部冷卻通道(5)軸向地延伸穿過至少一個極靴(3a)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述多個凸出磁極(3)的極靴(3a)各自具有延伸穿過該極靴(3a)的I個至15個冷卻通道(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述內(nèi)部冷卻通道(5)在所述極靴(3a)內(nèi)由鰭片⑷分隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述內(nèi)部冷卻通道(5)延伸穿過所述轉(zhuǎn)子⑴的磁性體的全長(L)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中所述內(nèi)部冷卻通道(5)沿著所述轉(zhuǎn)子(I)的縱向軸線(X)連續(xù)地延伸穿過所述轉(zhuǎn)子(I)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述多個極靴(3a)各自具有限定了多個齒(6)的有齒的形狀。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子，其中，順序的兩個系列的齒(6)在圍繞所述轉(zhuǎn)子(I)的縱向軸線OO移動時在軸向上偏置一個齒(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的轉(zhuǎn)子，其中，一個齒(6)的軸向尺寸(La)等于兩個齒(6)之間的間隙(20)的尺寸(Le)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，每個極靴(3a)具有切口的截面(sa)，所述切口的截面占該極靴(3a)的總截面(st)的25%以上。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，兩個相鄰的凸出磁極(3)在它們之間限定了一個極間空間(E)，至少一個冷卻通道(7)延伸穿過位于所述極間空間E的基部處的延伸部(18)。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述多個凸出磁極(3)是由多個完全相同的單件式的磁性片(2)的組件形成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子是單件式的。
13.—種電動旋轉(zhuǎn)機器，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的轉(zhuǎn)子(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電動旋轉(zhuǎn)機器的、沿一條縱向軸線(X)延伸的轉(zhuǎn)子(1)，該轉(zhuǎn)子包括多個凸出磁極(3)，這些凸出磁極具有多個極靴(3a)，以及至少一個內(nèi)部冷卻通道(5)，該內(nèi)部冷卻通道軸向地延伸穿過至少一個極靴(3a)。
文檔編號H02K1/32GK103036331SQ20111040985
公開日2013年4月10日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月6日
發(fā)明者亞歷克西斯·迪托 申請人:利萊森瑪電機公司