本發(fā)明涉及一種電機(jī)。

背景技術(shù)：

電機(jī)，即電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，被用于許多應(yīng)用中。電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)不同種類的機(jī)器，并且發(fā)電機(jī)用于產(chǎn)生電力。

電機(jī)中的轉(zhuǎn)子通常包括軸以及圍繞轉(zhuǎn)子的圓周以相等的角間距分布并且沿著轉(zhuǎn)子軸向地延伸的極。每個(gè)極由從轉(zhuǎn)子的軸徑向向外延伸的極本體以及位于極本體的外端處的極靴形成。極靴的外部彎曲表面形成轉(zhuǎn)子的外表面。轉(zhuǎn)子繞組圍繞各極本體纏繞，該轉(zhuǎn)子繞組包括位于極本體的每側(cè)處的兩個(gè)軸向直部以及位于極本體的每端處的連接軸向直部的兩個(gè)端部部分。支承梁軸向地延伸穿過(guò)極靴使得支承梁的每個(gè)端部部分延伸超過(guò)極的軸向端。支承梁保持極中的片材組不分散，并且以抵抗離心力的方式在徑向方向上支承轉(zhuǎn)子繞組的端部部分。極本體和極靴形成為一個(gè)單一實(shí)體。

由于離心力導(dǎo)致轉(zhuǎn)子繞組的彎曲的端部部分壓靠支承梁的外端，因此支承梁的軸向端部部分承受較重的壓力。大型電機(jī)中一個(gè)極中的轉(zhuǎn)子繞組的重量可以是大約幾百公斤。作用在支承梁的端上的離心力將使得支承梁向外彎曲。該彎曲將在支承梁從極靴突出的軸向點(diǎn)處導(dǎo)致支承梁上的較重的壓力。

大型電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以為大約1500rpm或更大，并且轉(zhuǎn)子的直徑可以為大約0.5m或更大。因此，作用在支承梁的端部部分上的離心力實(shí)際上很大。

這意味著支承梁必須用高強(qiáng)度鋼來(lái)制造以承受這些離心力。然而，高強(qiáng)度鋼昂貴并且不是世界上所有地區(qū)都生產(chǎn)。如果具有較低強(qiáng)度的鋼，即，結(jié)構(gòu)鋼，可以被用于支承梁將是有益的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是獲得改進(jìn)的電機(jī)。

在本發(fā)明的一方面中限定了根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)。

該電機(jī)包括：轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子能夠圍繞縱向中心旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，

轉(zhuǎn)子包括圍繞轉(zhuǎn)子的圓周以相等的角間距分布的沿著轉(zhuǎn)子軸向地延伸的極，

每個(gè)極由徑向向外延伸的極本體以及位于極本體的外端處的極靴形成，極靴具有彎曲外表面，該彎曲外表面形成轉(zhuǎn)子的外表面，

轉(zhuǎn)子繞組，該轉(zhuǎn)子繞組圍繞各極本體進(jìn)行纏繞，該轉(zhuǎn)子繞組由分別位于極本體的每側(cè)的兩個(gè)軸向部分以及分別在極本體的每個(gè)軸向端處連接軸向部分的兩個(gè)端部部分形成，

支承梁，該支承梁軸向地延伸穿過(guò)極靴使得支承梁的每個(gè)端部部分延伸超過(guò)極的軸向(X-X)端。

支承梁在徑向方向上以抵抗離心力的方式支承轉(zhuǎn)子繞組的端部部分。

所述電機(jī)的特征在于，

支承梁的軸向外端通過(guò)基于壓合接頭的徑向延伸的緊固裝置而附接至轉(zhuǎn)子的軸。

與支撐梁的外端是自由的情況相比，使用徑向延伸的緊固裝置以便附接支承梁的軸向外端將相當(dāng)大地減小支承梁中的壓力。本發(fā)明的配置將常規(guī)懸臂式支承梁變?yōu)樵趦蓚€(gè)軸向端處均被支承的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的改變將減小彎矩，并且從而減小作用在支承梁上的較重的壓力。作用在該支承梁上的彎矩比作用在懸臂式支承梁上的彎矩減小至大約50％。這種改變自然地取決于支承梁的長(zhǎng)度，但是約50％的減小量是在支承梁的長(zhǎng)度是支承梁截面寬度的大約三倍時(shí)的情況下獲得的。作用在該支承梁上的剪切力比作用在懸臂式支承梁上的剪切力減小至大約50％。

現(xiàn)有技術(shù)的具有懸臂式支承結(jié)構(gòu)的支承梁必須由高強(qiáng)度鋼來(lái)制 造以承受這些較高的壓力。本發(fā)明的配置使得能夠在支承梁中使用具有較低強(qiáng)度的鋼，即結(jié)構(gòu)鋼。

本發(fā)明特別適于在具有至少0.5m的軸高度的大型電機(jī)中使用。

附圖說(shuō)明

下面將參照附圖通過(guò)優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述，在附圖中：

圖1示出了電機(jī)的縱向截面，

圖2示出了電機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫向截面，

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的一個(gè)部段的軸測(cè)圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了電機(jī)的縱向截面。電機(jī)300包括縱向中心軸線X-X、筒形轉(zhuǎn)子100以及圍繞轉(zhuǎn)子100的筒形定子200。

轉(zhuǎn)子100包括中間部分110和兩個(gè)端部部分102、103，該中間部分110設(shè)置有轉(zhuǎn)子繞組(圖中未示出)，所述兩個(gè)端部部分102、103位于中間部分110的每一軸向X-X端處。轉(zhuǎn)子100的每個(gè)端部部分102、103以可旋轉(zhuǎn)的方式支承在設(shè)置于軸承座106、107中的軸承104、105上，該軸承座106、107被支承在支承結(jié)構(gòu)R上。

定子200包括定子芯210以及圍繞定子芯210的定子框架220。定子框架220可以具有任何構(gòu)型。定子芯210例如通過(guò)焊接或通過(guò)基于螺栓的壓合接頭附接至定子框架220，并且定子框架220被支承在支承結(jié)構(gòu)R上。定子芯210還設(shè)置有定子繞組。附圖僅示出了定子繞組的繞組端211A。

在轉(zhuǎn)子100的中間部分110的外表面與定子芯210的內(nèi)表面之間存在氣隙G1。

電機(jī)300可以是電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。

圖2示出了電機(jī)的轉(zhuǎn)子的橫向截面。該圖示出了轉(zhuǎn)子100的中間 部分110，該中間部分110設(shè)置有圍繞轉(zhuǎn)子100的圓周以相等的角間距分布并且沿著轉(zhuǎn)子100軸向X-X地延伸的四個(gè)極120、130、140、150。軸101穿過(guò)轉(zhuǎn)子100的中間部分110并且轉(zhuǎn)子100的磁芯115附接至軸101。極120、130、140、150為轉(zhuǎn)子100的磁芯115的一部分。

每個(gè)極120、130、140、150由從軸101徑向向外延伸的極本體121、131、141、151以及位于極本體121、131、141、151的外端處的極靴122、132、142、152形成。極靴122、132、142、152的截面具有蘑菇蓋的形式。極靴(122、132、142、152)的外部彎曲表面形成轉(zhuǎn)子100的外表面。極本體121、131、141、151和極靴122、132、142、152連同磁芯115一起形成為一個(gè)單一實(shí)體。

轉(zhuǎn)子繞組125、135、145、155圍繞極本體121、131、141、151纏繞，轉(zhuǎn)子繞組125、135、145、155的一圈由兩個(gè)軸向X-X部分以及兩個(gè)端部部分形成，所述兩個(gè)軸向X-X部分位于極本體121、131、141、151的每側(cè)處，所述兩個(gè)端部部分在極本體121、131、141、151的每端處連接軸向X-X部分。轉(zhuǎn)子繞組125、135、145、155沿轉(zhuǎn)子100的軸向X-X方向沿著極本體121、131、141、151的第一側(cè)行進(jìn)，并且沿著極本體121、131、141、151的相反的第二側(cè)返回。杯狀的極靴122、132、142、152的下表面以抵抗離心力的方式在徑向方向上支承轉(zhuǎn)子繞組125、135、145、155的直部。然而，轉(zhuǎn)子繞組125、135、145、155的在極120、130、140、150的軸向X-X端處從極120、130、140、150的一側(cè)向另一側(cè)行進(jìn)的端部部分不由極靴122、132、142、152支承。

支承梁126、127、136、137、146、147、156、157軸向X-X地延伸通過(guò)極靴122、132、142、152，使得支承梁126、127、136、137、146、147、156、157的每個(gè)端部部分延伸超過(guò)極120、130、140、150的軸向X-X端。支承梁126、127、136、137、146、147、156、157以抵抗離心力的方式在徑向方向上支承轉(zhuǎn)子繞組125、135、145、155的彎曲的端部部分。在現(xiàn)有技術(shù)的解決方案中支承桿126、127、136、137、146、147、156、157的外端是自由的，即，其未以任何方式被支承在轉(zhuǎn)子100上。

每個(gè)極120、130、140、150由片材制成，這意味著需要穿過(guò)極 120、130、140、150的軸向的支承桿以保持片材組不分散。支承梁126、127、136、137、146、147、156、157用于保持片材組不分散。在這種情況下支承梁126、127、136、137、146、147、156、157例如通過(guò)焊接從根部附接至極120、130、140、150的最外的片材。另一種可能性是使用帶螺紋的接頭和螺母，以將支承梁126、127、136、137、146、147、156、157附接至極120、130、140、150的最外面的片材。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)的一個(gè)部段的軸測(cè)圖。該部段示出了轉(zhuǎn)子100的一個(gè)極120。支承桿126、127的外端通過(guò)徑向延伸的緊固裝置410、421、422、423、424附接至軸110。緊固裝置410、421、422包括環(huán)構(gòu)件410、襯套423、424以及緊固螺栓421、422。環(huán)構(gòu)件410附接至軸101。襯套423、424中的每一者在每個(gè)支承梁126、127、136、137、146、147、156、157的軸向X-X外端與環(huán)構(gòu)件410的外周緣之間徑向地延伸。緊固螺栓421、422中的每一者徑向地延伸穿過(guò)支承梁126、127、136、137、146、147、156、157的軸向X-X上的外端并且進(jìn)一步穿過(guò)襯套423、424延伸至環(huán)構(gòu)件410中的螺紋孔。每個(gè)支承梁的每個(gè)外端421、422通過(guò)襯套423、424和緊固螺栓421、422附接至軸101。

環(huán)構(gòu)件410有利地也用作用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子的平衡環(huán)。平衡環(huán)在該環(huán)的周緣處可以設(shè)置有孔。其中一些孔隨后可以以桿填充以使電機(jī)的轉(zhuǎn)子平衡。

支承梁126、127、136、137、146、147、156、157的位于極120、130、140、150內(nèi)側(cè)的部分和位于極120、130、130、150外側(cè)的部分的截面可以是相同的或是不同的。在附圖中在支承梁126、127、136、137、146、147、156、157的整個(gè)軸向X-X長(zhǎng)度上支承梁126、127、136、137、146、147、156、157的截面是圓形的。支承梁126、127、136、137、146、147、156、157的截面可以具有任何形式，例如，矩形或多邊形或橢圓或具有直部的不完全的圓形或彎曲形。

在附圖中，緊固裝置410、421、422、423、424包括環(huán)構(gòu)件410、徑向襯套423、424以及徑向緊固螺栓421、422。支承梁126、127、136、137、146、147、156、157的軸向外端可以改為通過(guò)直接地通過(guò)轉(zhuǎn)子100的中間部分110的徑向緊固螺栓421、422而附接。在該 情況下襯套423、424可能不是必要的。

有利的是使用徑向緊固螺栓421、422代替軸向緊固螺栓。當(dāng)使用徑向螺栓421、422時(shí)，環(huán)構(gòu)件410可以被制成更小。與軸向螺栓相比徑向螺栓421、422可承受更大的徑向力。

圖2示出了四個(gè)極120、130、140、150，但是電機(jī)當(dāng)然地可以具有任何數(shù)量的極。極120、130、140、150形成為轉(zhuǎn)子100的磁芯115的一體部分(integral part)。軸101、102、103由在轉(zhuǎn)子的中間部分110內(nèi)通過(guò)的中間部分101以及由位于軸的中間部分101的相反的端處的端部部分102、103形成。磁芯115附接至軸101、102、103的中間部分101。

凸極轉(zhuǎn)子100可以是任何類型的，即，本發(fā)明并不限于附圖中所示的凸極轉(zhuǎn)子(salient rotor)100。

對(duì)于本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，本發(fā)明構(gòu)思可以以多種方式實(shí)施。本發(fā)明及其實(shí)施方式并不限于以上描述的示例而可以在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)進(jìn)行變化。