[发明专利]转子体和用于制造转子体的方法

说明书

本发明涉及一种用于旋转电机、尤其是涡轮发电机的转子的转子体，该转子体包括垂直于转子体的纵向中心轴线延伸的至少一个极轴。该转子体的至少一部分包括由不同材料制成的至少两层，这些层以交替方式而被布置，其中这些材料在其电导率方面彼此不同。由这些层形成的层结构的层序列方向垂直于极轴并且垂直于纵向中心轴线延伸。

技术领域

本发明涉及一种用于旋转电机、尤其是涡轮发电机的转子的转子体，转子体具有垂直于转子体的纵向中心轴线延伸的至少一个极轴。

本发明还涉及一种用于制造旋转电机、尤其是涡轮发电机的转子的转子体的方法。

背景技术

旋转电机包括一个定子和一个转子，转子被安装为能够旋转。转子可以包括转子体，转子体具有轴向接收槽，转子的转子绕组的导体部被分别布置在每个接收槽中。布置在接收槽中的导体部通过转子体外侧的端侧上的横向导体部而彼此电连接，该横向导体部分别在转子体的轴向相对侧上形成转子绕组头。转子或转子体包括垂直于转子体的纵向中心轴线延伸的极轴，该极轴构成转子或转子体的磁极之间的连接线。相应的改进尤其在对以涡轮发电机形式的旋转电机进行改进的情况下提出。

涡轮发电机的转子绕组也称励磁绕组，通常施加DC电流，尤其是针对负载条件的特定DC电流，从而使50Hz或60Hz的特定电网频率能够通过刚性耦合至涡轮发电机的涡轮的旋转而馈入电网。对此的先决条件是：涡轮以50Hz或60Hz旋转。如果仅使用50Hz的涡轮，则在60Hz电网的情况下产生的频率差异能够通过10Hz的脉冲励磁电流得出。这种情况下出现的一个问题是：在转子铁或转子体中会产生不期望的高涡电流。该效果是基于以下事实：电导体(在这种情况下为转子体)被随时间变化的磁通量穿透。这会产生驱动电路中的电流(涡电流)的电涡流场。因为通常存在非常大的导电表面可用作导电路径，所以这些涡电流的电流强度非常高。这些涡电流造成巨大损耗，而这样的损耗大大限制了旋转电机的效率和可用性。

发明内容

本发明的一个目的在于提高旋转电机的效率和可用性。

根据本发明的一种用于旋转电机、尤其是涡轮发电机的转子的转子体包括至少一个极轴，该至少一个极轴垂直于转子体的纵向中心轴线延伸，其中转子体的至少一部分具有至少两层，这至少两层以交替的方式而被布置并且由不同的材料制成，其中这些材料在其各自的电导率方面彼此不同，并且其中由这些层形成的层结构的层序列方向垂直于极轴并且垂直于纵向中心轴线而延伸。

根据本发明，由金属或金属合金、尤其是由钢制成的层可以主要用于沿极轴传导磁通量，而在材料方面与该层不同的另一层(例如由金属或金属合金、尤其是钢制成)抑制或防止横向于极轴且横向于纵向中心轴线的电流。后一层例如可以是具有高硅含量或其它添加物的钢。这些层优选地被构造为扁平层。

因此，转子体中产生的磁通量能够以低磁阻从转子体的一个磁极流至另一磁极。同时，电涡流场在转子体的内部的路径受到限制，从而大大降低了涡电流损耗。这种情况是由下述事实导致的：涡电流总是横向于磁场线形成。如果这种横向涡电流平面中的电导率现在以根据本发明的方式被降低，则涡电流显著减小。具有较高电导率的层的磁导率优选沿极轴尽可能地高，而具有较低电导率的层的电导率应当具有横向于极轴且横向于纵向中心轴线的尽可能低的值。值得注意的是，涡电流主要形成在具有较低电导率的两层之间的区域中，也就是说，涡电流主要形成在具有较高电导率的磁导率更大的层中。

根据本发明，两种不同的材料、尤其是钢材料(即，具有不同添加物的钢)有针对性地彼此组合，从而使转子体能够传送给定磁通量，即，具有高磁导率，并且由于一层的较低电导率，转子体垂直于极轴且垂直于纵向中心轴线的电导率较小。转子体的这种低电导率或其在该方向上的较高的电阻率使得转子体中的涡电流损耗减小。