專利名稱：帶有一個具有被冷卻的線圈條的定子的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)冷卻的領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分所述的電機(jī)。
這樣一種電機(jī)例如從文獻(xiàn)EP-B1-0 172 397中已知。
背景技術(shù)：
大型的轉(zhuǎn)動電機(jī)例如用于產(chǎn)生電能的發(fā)電機(jī)包括一個轉(zhuǎn)子和一個定子，該定子同心地包圍所述轉(zhuǎn)子。定子通常是由單個的薄板構(gòu)造的薄板體(Blechkoerper)。在大功率情況下，安裝在定子中的定子繞組具有單個的線圈條(Wicklungsstab)，該線圈條設(shè)置在定子的薄板體的相應(yīng)的槽中，并且在槽中通過槽閉合楔(Nuten-abschlusskeil)固定。
在圖1中局部地示出穿過按照背景技術(shù)的一個定子的一個被線圈條填充的槽的一個橫截面。圖1中的定子10’的下部的橫向延伸的界限同時相對于位于其下的、在圖1中沒有示出的轉(zhuǎn)子限定了間隙，該定子在薄板體11中具有一個從間隙起沿軸向向外延伸的槽12，其中設(shè)置了在徑向上下疊放的兩個線圈條14和13。線圈條13、14本身具有一個在圖1中畫出的復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這里對此結(jié)構(gòu)沒必要作進(jìn)一步描述。
在所述兩個線圈條13、14之間是一個槽中間層17，該中間層用于改善線圈的電的和機(jī)械的性能。線圈條13、14在槽12中以本身已知的方式通過一個楔15固定。在楔15和上面的線圈條14之間附加地大都設(shè)置了一個楔底板16。
在電機(jī)工作期間，在線圈中產(chǎn)生一個顯著的電損失功率，該功率產(chǎn)生了熱量并且必須從線圈中向外導(dǎo)出。為了進(jìn)行冷卻通常有一種冷卻介質(zhì)、主要是空氣或者另外一種氣體穿過在定子-薄板體中專用的徑向冷卻縫隙以及在徑向還穿過間隙或者軸向通道流動，該通道在薄板體中的槽之間延伸。但是一直以來的問題是，在線圈條中產(chǎn)生的熱量從線圈槽穿過薄板體輸送到下一個冷卻通道內(nèi)。
改善線圈條冷卻的另一種方案在于，線圈條是局部空心的并且因此本身形成冷卻通道(例如參見DE-A1-196 21 058)。但是，由此減少了導(dǎo)體橫截面。此外把空心的線圈條連入到一個相應(yīng)的冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)中是費(fèi)事的。
另外一種方案在于，在線圈槽上側(cè)面設(shè)置通道形的凹槽，通過這些凹槽使冷卻介質(zhì)可以直接接觸線圈條地側(cè)面沿著該線圈條流動(為此參見EP-A1-0 684 682)。一種類似的方案在開頭所述EP-B1-0172 397中進(jìn)行說明，其中同樣在槽中在線圈條的側(cè)面上形成了冷卻通道。
這些已知的方案的缺點(diǎn)是，專門設(shè)計的線圈槽以及附加的待構(gòu)建的用于使冷卻介質(zhì)流動轉(zhuǎn)向的機(jī)構(gòu)用的相對高的費(fèi)用，這極大地延長了裝置的組裝時間。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務(wù)是提供一種具有一個被冷卻的定子線圈的電機(jī)，該裝置避免了已知電機(jī)的缺點(diǎn)，并且本身特別在減少安裝費(fèi)用和改善熱機(jī)械性能的同時通過一種明顯改善的對線圈條的冷卻來表明其特征。
本任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征的整體來解決。本發(fā)明的核心在于，線圈條之間的傳統(tǒng)的、由實(shí)心材料制成的間隔機(jī)構(gòu)通過在軸向延伸的管形的間隔元件所代替，該間隔元件的內(nèi)部空間分別形成一條用于冷卻介質(zhì)的通道。由此在實(shí)際上不改動槽和沒有附加位置需求的情況下可以以最簡單的方式在線圈條之間直接構(gòu)建一條非常有效的冷卻通道，該通道可以把損失熱量從線圈條中有效地導(dǎo)出。
另外一個優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)管形的間隔元件沿軸向設(shè)計得具有彈性，那么在線圈條中的振動和膨脹可以被吸收。這特別通過使間隔元件具有一種透鏡形的橫截面而實(shí)現(xiàn)。
可特別簡單地將冷卻用的間隔元件集成在電機(jī)的冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)中，此時在定子的薄板體中橫向于線圈條沿徑向延伸地以均勻一致的間距布置流過冷卻介質(zhì)的冷卻縫隙，并且間隔元件在冷卻縫隙的部位上分別具有開口，通過該開口使冷卻介質(zhì)可以從間隔元件的內(nèi)部空間流動到冷卻縫隙中、或者從冷卻縫隙流動到間隔元件的內(nèi)部空間中。
特別有利的是，在冷卻縫隙中具有使冷卻介質(zhì)的流動從冷卻縫隙轉(zhuǎn)向到間隔元件的開口中的機(jī)構(gòu)。有利的是借助于設(shè)置在冷卻縫隙中的間隔支架作為所述流動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。


接下來借助于實(shí)施例連同附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖示出圖1是按照背景技術(shù)的在一個定子-薄板體中被線圈條填滿的槽的橫截面圖；圖2是本發(fā)明的一個優(yōu)選的實(shí)施例與圖1可作比較的視圖；圖3是在按照本發(fā)明的間隔元件和定子的(已有的)徑向冷卻縫隙之間的一個優(yōu)選形式的耦合機(jī)構(gòu)的透視的局部剖面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施例方式
圖2中又示出按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例的可與圖1相比較的視圖。定子10在它的板垛(Blechpaket)里具有多個沿徑向延伸的用于容納(沿軸向延伸的)線圈條13、14的槽12。在槽12中上下堆疊地布置的線圈條13、14在槽12中通過一個(彈性的)楔(Keil)固定。在線圈條13、14之間取代了傳統(tǒng)的由實(shí)心材料制成的槽中間層而設(shè)置了一個空心的具有透鏡形橫截面的間隔元件19。該間隔元件19的空心的內(nèi)部空間形成了一個通道20，通過該通道在線圈條13、14之間流淌著冷卻介質(zhì)，并且熱量可以以更高的效率從線圈條13、14吸取出。間隔元件19的透鏡形的橫截面具有兩個優(yōu)點(diǎn)第一是在合適的材料時間隔元件19可以得到一種彈簧效應(yīng)，該彈簧效應(yīng)可以以一個預(yù)應(yīng)力沿軸向施加到線圈條上。因此，在線圈條13、14中的振動或者熱膨脹等可以被吸收或者不起作用，這明顯地改善了工作可靠性。第二個優(yōu)點(diǎn)是“透鏡”的平的側(cè)面以一個更大的面積貼靠在相鄰的線圈條上，這明顯地提高了在線圈條13、14和間隔元件之間的熱傳導(dǎo)。
間隔元件19的通道20按照圖3以一種簡單的方式有利地與定子10的已有冷卻循環(huán)機(jī)構(gòu)如此相連使得在槽12與定子的薄板體11中已有的(徑向)冷卻縫隙21、22的相交叉的位置上在間隔元件19中設(shè)置了相應(yīng)的開口25...28，通過這些開口使間隔元件19中的通道20與冷卻縫隙21、22在所述一個或者另一方向上可以交換冷卻介質(zhì)。
在圖3中借助于箭頭表示了一種流動方向，其中冷卻介質(zhì)從冷卻縫隙21、23中穿過開口25...28流入到通道20中，并且沿軸向方向從通道20中又流出。這種流動可以如此加強(qiáng)設(shè)置在冷卻縫隙21、22中的用于使冷卻縫隙21、22機(jī)械穩(wěn)定的間隔支架23、24以導(dǎo)流的方式向著開口25...28彎曲。同樣設(shè)置相反的流動方向。哪個流動方向剛好占優(yōu)勢取決于電機(jī)或者定子的整個流動規(guī)劃。
總的說來通過本發(fā)明可獲得一種具有被冷卻的定子線圈的電機(jī)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)·改善了線圈條的熱傳導(dǎo)系數(shù)。
·安裝時間通過取消槽中間層而縮小了。
·減少了沖壓材料的數(shù)量。
·通過一種彈簧效應(yīng)可以吸收線圈條的振動和膨脹。
附圖標(biāo)記列表10，10’ 定子11 薄板體12 槽13，14 線圈條15 楔16 楔底板17 槽中間層18 楔19 間隔元件(管形)20 通道21，22 冷卻縫隙23，24 間隔支架25...28 開口
權(quán)利要求
1.包括一個具有一個薄板體(11)的一個定子(10)的電機(jī)，在該薄板體中設(shè)置了多個沿軸向延伸的槽(12)，在該槽中多個線圈條(13、14)分別沿徑向疊放地布置并且通過位于其中間的間隔機(jī)構(gòu)(19)相互分開，并且在該間隔機(jī)構(gòu)中設(shè)置了平行于線圈條(13、14)延伸的通道(20)，一種用于冷卻線圈條(13、14)的冷卻介質(zhì)通過該通道流動，其特征在于，沿軸向延伸的管形間隔元件(19)用作為間隔機(jī)構(gòu)，該間隔元件的內(nèi)部空間分別形成了一個用于冷卻介質(zhì)的通道(20)。
2.按照權(quán)利要求1的電機(jī)，其特征在于，所述間隔元件(19)沿徑向是彈性的。
3.按照權(quán)利要求1或2中任意一項的電機(jī)，其特征在于，所述間隔元件(19)具有一個透鏡形的橫截面。
4.按照權(quán)利要求1至3中任意一項的電機(jī)，其特征在于，在定子(10)的薄板體(11)中橫向于線圈條(13、14)沿徑向延伸地以均勻一致的間距設(shè)置流過冷卻介質(zhì)的冷卻縫隙(21、22)，并且間隔元件(19)在冷卻縫隙(21、22)的部位上分別具有開口(25...28)，通過所述開口使冷卻介質(zhì)可以從間隔元件(19)的內(nèi)部空間流動到冷卻縫隙(21、22)中、或者從冷卻縫隙(21、22)流動到間隔元件的內(nèi)部空間中。
5.按照權(quán)利要求4的電機(jī)，其特征在于，在冷卻縫隙(21、22)中具有使冷卻介質(zhì)的流動從冷卻縫隙(21、22)轉(zhuǎn)向到間隔元件(19)的開口(25...28)中的機(jī)構(gòu)(23、24)。
6.按照權(quán)利要求5電機(jī)，其特征在于，將設(shè)置在冷卻縫隙(21、22)中的間隔支架(25...28)作為流動轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種電機(jī)包括一個具有一個薄板體(11)的一個定子(10)，在該薄板體中設(shè)置了多個沿軸向延伸的槽(12)，在該槽中多個線圈條(13、14)分別沿徑向疊放地布置并且通過位于其中間的間隔機(jī)構(gòu)(19)相互分開，并且在該間隔機(jī)構(gòu)中設(shè)置了平行于線圈條(13、14)延伸的通道(20)，一種用于冷卻線圈條(13、14)的冷卻介質(zhì)通過該通道流動。在這樣一種電機(jī)中如此以較少的費(fèi)用實(shí)現(xiàn)對于線圈的明顯改善的冷卻沿軸向延伸的管形間隔元件(19)用作為間隔機(jī)構(gòu)，該間隔元件的內(nèi)部空間分別形成了一個用于冷卻介質(zhì)的通道(20)。
文檔編號H02K9/00GK1685588SQ03822653
公開日2005年10月19日 申請日期2003年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月23日
發(fā)明者P·戈麥斯德利馬 申請人:阿爾斯托姆科技有限公司