[发明专利]具有改进的凹槽填充的电流励磁电机的转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有改进的凹槽填充的电机的转子。

背景技术

已知他励电机或者电流励磁电机，在所述电机中，在定子中产生旋转磁场并且在可转动地支承在定子之内的转子中产生静态磁场。通过磁极的磁性吸引和磁性排斥产生引起转子转动的力或转矩。电流励磁电机具有优点，即，能产生比借助在转子中具有永磁体的电机产生的转矩更高的转矩，假设这两种电机具有大约相同的尺寸。电流励磁电机具有如下缺点，即，从大约5000min^-1的转速开始就已经会损坏转子上的绕组头了。通常，转子绕组安置在转子的齿上。在转子绕组之间存在凹槽或者间隙，在所述凹槽或者间隙内未安置绕组。通常，借助铜丝制造绕组。由于离心力，在高转速的情况下，绕组的金属丝朝向凹槽运动。在还要更高的转速时，绕组可从转子的凹槽朝向定子运动，由此造成电机的机械封锁。

在现有技术中已知槽楔。所述槽楔具有如下缺点，即，所述槽楔必须比较精确地匹配于凹槽的尺寸。因为凹槽的尺寸可由于制造公差而波动，所以这种槽楔在使用中并非不成问题的。同样已知用浸渍用树脂固定绕组。这种固定改善了绕组的机械稳定性、但不是决定性地改善。

DE 10 2010 060 756 A1公开了一种由芳纶织物制成的锁楔。

DE 20 2012 000 842 U1公开了一种槽楔，其中，在绕组之间放入绝缘料。

现有技术具有如下缺点，即，槽楔必须匹配于转子的绕组。绕组遭受制造技术上的公差。因此，槽楔在某些情况下难以装配，因为其不具有所需的尺寸。

发明内容

本发明提出的目的在于，提供一种改进的具有在高转速下改进的绕组稳定性的转子。

本发明的所述目的通过一种根据权利要求1所述的转子、一种根据权利要求8所述的电流励磁电机以及一种根据权利要求9所述的方法实现。从属权利要求要求保护优选的实施方式。

电流励磁电机的转子具有多个布置在转子上的绕组，其中，在各绕组之间构成有凹槽。典型地，各绕组布置在转子的极或齿上。按照本发明，所述转子包括具有多个面状地互相连接的纤维的纺织品。所述纺织品布置在至少一个凹槽中，其中，所述纺织品用填充材料浸润，所述填充材料在转子的正常运行状态下具有固态。所述纺织品可以具有各绕组之间的凹槽的至少30％的体积、优选至少50％的体积、更优选至少75％的体积。

电流励磁电机的传统的转子在绕组由于离心力而被损坏之前仅允许5000min^-1的转速。本发明的发明人已认识到，通过将纺织品放入各绕组之间的凹槽中并且接着借助在转子的正常运行状态时具有固态的填充材料填满凹槽，可使转子的机械稳定性提高到转子能以明显更高的转速、例如20000min^-1运行的程度。按照本发明的转子可在运行中承受得住至多150m/s的圆周速度。

纺织品的纤维可具有芳纶。芳纶和/或芳族聚酰胺是特别耐温的塑料，其例如经受得住在180℃时超过10000个运行小时的要求。

纺织品可以是织物或者无纺布。织物和/或无纺布可具有芳纶纤维。由芳纶纤维组成的无纺布例如以商标名称Nomex von Du Pont闻名。这种无纺布一方面具有如下优点，即，其是能吸水的；并且另一方面结合填充材料为转子的绕组提供足够的机械稳定性。

纺织品可布置在转子的多个凹槽中。在另一实施方式中，纺织品可布置在转子的全部凹槽中。由此能使制造转子变得简单。此外，可确保全部凹槽用纺织品填充。

填充材料可具有树脂和/或浸渍用树脂。填充材料可以是任意可被无纺布吸收并且接着时效硬化的液体。

纺织品可以是芳纶无纺布或芳纶织物，以便保证复合体的耐热性。芳纶无纺布和芳纶织物吸收树脂或浸渍用树脂并且给予转子的绕组足够的稳定性。

本发明还涉及一种具有前述转子的电流励磁电机。

本发明还涉及一种用于制造电流励磁电机的转子的方法。所述方法包括用具有多个面状连接的纤维的纺织品填充两个绕组之间的凹槽的步骤。此外，所述方法包括用填料浸润纺织品的步骤，所述填料在浸润时处于液态、而在转子正常运行时处于固态。在浸润纺织品期间，填料可具有约至少200C、优选至少250C、更优选至少300C的温度。转子的正常运行状态包括最高180℃的温度范围。然而，填料也可以在较低的温度下、例如在室温下时效硬化。

填料可以是在温度作用下时效硬化的树脂或浸渍用树脂。对此备选地或者附加地，纺织品可具有无纺布或织物。纤维可具有芳纶纤维和/或芳族聚酰胺。

附图说明