[发明专利]包括带冷却通道的极靴的转子

说明书

技术领域

本发明的主题是一种用于电动旋转机器的绕线转子、以及包括这种转子的机器。

本发明具体地但并不唯一地适用于开放式、单相或多相式电动旋转机器的转子绕组的冷却，这种电动旋转机器具有的转速是在例如0转/分钟与10000转/分钟之间，并且具有的功率是在例如0.1MW与25MW之间。

背景技术

“开放式电动旋转机器”的意思是一种通过从机器外部抽吸的空气流动进行冷却的机器。

为了对一个转子进行冷却，已知的做法是在转子中安排多个冷却通道。

因此申请GB 2 425 662披露了在带有多个凸出磁极的转子的极靴中制造小的切口，以便在每个磁极与这个磁极的那些绕线导电体之间安排一个通道。

从专利US 3 846 651已知的是将径向地取向的多个通道安排为穿过一个转子的这些配合的磁极的极靴，以便产生多个通道来允许一个冷却流体进行流动。

专利US 3 633 054传授了抵靠着一个凸出磁极的那些极靴而放置一个金属杆，在这个金属杆中安排了多个孔口从而允许一个冷却流体进行流动。

公开WO 2010/079455披露了被设计为对一种具有多个凸出磁极的转子进行冷却的多种不同安排。

存在一种需要来进一步改进对电动旋转机器的转子的冷却。

发明内容

本发明的目的是响应这一需求，并且根据本发明多个方面之一，通过一种用于电动旋转机器的、沿一条纵向轴线延伸的转子实现了这一目的，这个转子包括：

多个凸出磁极，这些凸出磁极具有多个极尖或极靴，以及

至少一个内部冷却通道，这个内部冷却通道轴向地延伸穿过至少一个极靴、更佳的是穿过每个极靴。

“内部通道”应理解为一种在截面中闭合的、有轮廓的通道。

本发明使之有可能改进这种机器的热性能并且减少转子绕组对于给定的铜量的加热。

本发明还使之有可能通过减少在与已知机器相比较与已知机器相比较完全相同的热状态下的活性物质的量，来降低对于给定的铜量而言导电体和绝缘体的最高温度，并降低机器的总成本。

在本说明书的剩余部分中，冷却流体优选是空气，但本发明不限于以空气作为冷却流体。

转子允许冷却流体沿着这些通道流动。

取决于所希望的转子冷却，更多或更少的冷却通道(例如数量在1与15个之间的通道)延伸穿过这些凸出磁极的极靴。

这些不同的冷却通道可以被限定在安排于极靴中的多个鳍片之间。

这些鳍片可以延伸过这个转子的全部或部分长度。具体而言，这些鳍片可以被中断，并且这个极靴于是就具有一种有齿的形状。

这些鳍片可以用多种不同的方式被放置在极靴内。

每个冷却通道可以延伸过转子的磁性主体的整个长度。每个冷却通道可以连续地或者不连续地沿着这个转子的纵向轴线延伸穿过后者。

这些极靴可以具有限定了多个齿的一种有齿的形状。这些冷却通道于是就被安排在这些齿中。这种构形允许这种冷却流体经历在这些通道内部的多个通路和轴向地延伸在这些齿之间的加宽区域中的多个通路的一种交替。这使之有可能进一步改进对流热交换。此外，冷却流体可以在这些齿之间横向地流动。在转子的外围上存在这些极靴使之有可能从冷却流体由径向动能到轴向动能的一种转化中获益。

这种有齿的形状可以通过多个金属片组的一种交错的安排(通过交替地翻转这些组)而获得。

在围绕转子的纵向轴线移动时，可能或可能不属于同一个磁极的两个顺序系列的多个齿可以被轴向地偏置了一个齿，这些齿之间的空间例如等于一个齿的轴向尺寸。这限制了压力损失。

每个极靴可以具有一个切口的截面，由于这些冷却通道延伸穿其而过，这个切口的截面占其总截面的25％以上。

这些凸出磁极各自包括一个磁极本体以及两个极靴。两个相邻的凸出磁极在它们之间限定了一个极间空间(interpolar space)。

至少一个冷却通道可以被安排在这个极间空间的底部之中，以便进一步改进对转子的冷却。

因此每个磁极都有可能获得冷却流体在这些极靴内的流动以及在极间空间中的流动。

转子的这些凸出磁极可以是由一种多个磁性片的组件来形成的。