[发明专利]用于旋转电机的机体和定子部分的热机械退耦的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电动旋转电机的机体和定子部分的热机械退耦的装置、该装置的应用以及适当的旋转电机。

本发明涉及一种定子部分(定子或者定子铁心)被支撑在机壳中的旋转电机，并且因此，其涉及任意种类的电机或发电机。旋转部分，也称为转子，被布置在定子中。

背景技术

当机壳和定子铁心的径向刚度和温度的差很大时，这种定子铁心和机体外壳之间的连接特别有利。

这对灯泡式水轮发电机特别正确，在该灯泡式水轮发电机中，机体通过流水而被冷却，这是正常的冷却，但是，其中定子铁心在运转期间变热。另外，作用在机体外壳上的水压在机体和定子铁心上施加径向负载。温度差和可能的水压产生定子铁心中的切向压缩应变，而能导致定子铁心的机械不稳定性。这可能导致定子铁心的片或者片层的膨胀。巨大的膨胀可损坏发电机的片、线圈和其它部件。

基本上，存在显示非刚性定子位置的技术情况，其可很及时回来。从GB 800613已知一种电动电机，该发电机具有内框架环，其通过弹簧式装置连接到定子铁心框架环上。这些弹簧性装置的精加工(finish)没有公开。但是，仅使用任何类型的类似弹簧式装置将不能确保定子铁心的位置在轴向被充分固定以及保持居中对齐。

小册子DE2852391 A1公开了一种带有两个中空圆柱体的定子机壳，它们彼此绝热。由于这种绝热性能，内中空圆柱体具有与定子铁心大约相同的温度，并且由此使与温度相关的切向压缩应变最小。但是内中空圆柱体必须具有非常坚固的设计，因为其只在其端部被连接，并且必须承受全部的力。

小册子JP 56107767 A公开了一种定子，其包括两个圆柱体，它们通过轴向安装并呈三角形布置的肋彼此连接。定子铁心突出部分在三角形的内部顶点之间固定到圆柱体上，目的是实现较高的径向柔性。

发明内容

本发明的一个任务在于创造一种用于旋转电机的机壳和定子部分(定子)的热机械退耦的装置，利用该装置，可以实现刚性的居中支撑，预防了定子(尤其是定子铁心)的横向位移，同时，特别是仅以次要方式阻碍了定子的热增长(thermal growth)。

该任务通过根据本发明的装置来解决。本发明提供一种用于电动旋转电机的机体和定子部分的热机械退耦的装置，其特征在于，该装置具有至少一个旋转壳体，其中，所述旋转壳体在一端连接到所述机体上，另一端连接到所述定子部分的保持环或者连接到间隔元件上，以致所述旋转壳体在安装的状态下在轴向延伸。

利用根据本发明的旋转壳体产生了热机械退耦，这样彻底减少了定子(例如，定子铁心)中的切向压缩应变。

旋转壳体是薄壁的旋转体，该旋转壳体几何学上说(理想地)是通过母线(曲面)绕着旋转轴(在安装状态下，旋转机械的旋转轴)旋转产生。旋转壳体还可以被设计成多边形，由此由多边形处理得到。

旋转壳体可以是连续的环形(等于整个圆周被闭合)，但是如果仅使用这些环(环形段)的一部分或者多边形的一部分，而省略一些元件，也可以产生类似的效果。

根据本发明的装置可包括仅一个旋转壳体，但是也可以布置几个旋转壳体，并使这些旋转壳体互相连接。

实质上，旋转壳体在其呈环形物的情况下不仅从机体向内或向外径向地(在安装状态下，朝着转子的转动轴)延伸，而且还轴向地(在安装状态，与转子的转动轴平行)延伸。当定子加热并径向扩展时，其将径向地压靠旋转壳体，并且旋转壳体在连接到定子上时将向外受压，由此得到类似的板簧。

旋转壳体因此通常由适当弹性的高强度材料，例如，钢板制成。

旋转壳体还可设置有用于通风的通风口。

如一种容易制造的方案是，旋转壳体可以是圆柱形壳体或者截锥形壳体。圆柱形和截锥形壳体都可通过切面(facet)形状处理得到，一些切面元件可被省略。

当然，旋转壳体的母线可以在一或者几个弯曲处被弯曲。

自然，旋转壳体的母线可以由直线和曲线构成。

还可以将以上描述的几个旋转壳体结合到根据本发明的装置中，例如，将两个同心圆柱形壳体结合到根据本发明的装置中。这些旋转壳体可以利用间隔元件，例如，隔离环在径向彼此隔开。在非常简单的实施例中，间隔元件可具有环形或者多面体形状。它们还可以具有开口。

如果至少一个截锥形壳体被用作旋转壳体，则这些壳体可以通过间隔环彼此连接或者直接彼此连接。

旋转壳体可具有能使冷却介质(例如，空气)流动的开口。