[發(fā)明專利]異步電機(jī)的籠型轉(zhuǎn)子

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680023520.8
• 申請日: 2006-06-23
• 公開（公告）號: CN101213728A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丹尼爾·弗霍文
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H02K17/16
• 分類號: H02K17/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 張亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有定子和籠型轉(zhuǎn)子的異步電機(jī)，其中，所述籠型轉(zhuǎn)子具有一個(gè)軸和一個(gè)疊片組，所述疊片組中布置有多個(gè)轉(zhuǎn)子條，這些轉(zhuǎn)子條在疊片組的兩端上分別插入一個(gè)端板的開口中，并用短路環(huán)加以封閉，所述短路環(huán)使籠型轉(zhuǎn)子一側(cè)上的轉(zhuǎn)子條的末端導(dǎo)電相連。

背景技術(shù)

電機(jī)應(yīng)用在很多技術(shù)領(lǐng)域。電機(jī)分直流電機(jī)、交流電機(jī)和三相電機(jī)。三相電機(jī)又可分為三相同步電機(jī)和三相異步電機(jī)。

所有這些電機(jī)均包含一個(gè)靜止的定子和一個(gè)采取可旋轉(zhuǎn)安裝方式的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)形式配有一個(gè)繞組系統(tǒng)。這個(gè)繞組系統(tǒng)可由一個(gè)或多個(gè)線繞式繞組或條形繞組構(gòu)成。通過線繞式繞組或條形繞組也可建構(gòu)籠型繞組。如果異步電動機(jī)使用條形繞組和短路繞組，就會形成籠型轉(zhuǎn)子。在此情況下，轉(zhuǎn)子的疊片組包含多個(gè)轉(zhuǎn)子條，這些轉(zhuǎn)子條的末端通過短路環(huán)彼此導(dǎo)電相連。????

眾所周知，當(dāng)轉(zhuǎn)子在工作過程中發(fā)熱時(shí)，轉(zhuǎn)子條與短路環(huán)之間的過渡部分會受到剪應(yīng)力的作用，從而導(dǎo)致連接處斷裂。其原因主要在于轉(zhuǎn)子疊片組和短路環(huán)發(fā)熱時(shí)會發(fā)生不同程度的膨脹，也在于轉(zhuǎn)子工作時(shí)所產(chǎn)生的離心力。對此，專利申請公開案JP?2000-014105-A中所提出的方案是增大轉(zhuǎn)子條末端和短路環(huán)的厚度，從而增大轉(zhuǎn)子條和短路環(huán)的共有截面面積。此外，專利申請公開案EP?1?453?180?A2中所公開的方案是在轉(zhuǎn)子條上連接短路環(huán)之前，將每一側(cè)的轉(zhuǎn)子條都插入一個(gè)端板中。

其缺點(diǎn)在于，轉(zhuǎn)子條和短路環(huán)之間連接的斷裂危險(xiǎn)性雖有所減小，但斷裂的可能性仍然存在。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有籠型轉(zhuǎn)子的異步電機(jī)，使用這種異步電機(jī)時(shí)，可避免轉(zhuǎn)子條和短路環(huán)之間的連接發(fā)生斷裂。

根據(jù)本發(fā)明，達(dá)成這個(gè)目的的解決方案為：每個(gè)端板均具有一個(gè)環(huán)形突出部，這個(gè)突出部至少部分地以聯(lián)鎖的方式遮蓋住短路環(huán)的外側(cè)。

借此可有利地使每個(gè)短路環(huán)的外側(cè)均被端板包圍并固定位，在此情況下，當(dāng)短路環(huán)在工作過程中發(fā)熱時(shí)，不會發(fā)生程度過大的膨脹，從而避免轉(zhuǎn)子條與短路環(huán)之間的過渡區(qū)因產(chǎn)生剪應(yīng)力而發(fā)生斷裂。此外，即使在轉(zhuǎn)速較高、離心力較大的情況下，短路環(huán)也仍然會穩(wěn)定地固定在其位置上。

另一種有利的建構(gòu)方案是：轉(zhuǎn)子條在其末端具有截面較大的隆起，其中，轉(zhuǎn)子條的隆起位于端板中。借此可使轉(zhuǎn)子條與短路環(huán)之間的過渡區(qū)更為堅(jiān)固，從而進(jìn)一步降低其發(fā)生斷裂的可能性。

此外，隆起與短路環(huán)之間的過渡區(qū)有利地建構(gòu)為具有一個(gè)過渡半徑的曲形。借此可避免出現(xiàn)會產(chǎn)生特大剪應(yīng)力、因而容易斷裂的棱角區(qū)。

為能將隆起更好地布置在圓形截面上，也可使隆起與轉(zhuǎn)子條之間存在輕微的錯(cuò)位。借此可有利地避免隆起突出在籠型轉(zhuǎn)子的邊緣之外。

一個(gè)端板上的開口數(shù)量可與轉(zhuǎn)子條的數(shù)量相同，也可小于轉(zhuǎn)子條的數(shù)量。第一種情況下可對轉(zhuǎn)子條進(jìn)行特別精確、可靠的控制，從而達(dá)到利用端板防止轉(zhuǎn)子條斷裂的目的。在第二種情況下，多個(gè)轉(zhuǎn)子條插入端板上的一個(gè)開口內(nèi)，如果需要制備的是簡單而價(jià)格低廉的端板，這種方案就特別有利。

另一種有利的建構(gòu)方案是：每個(gè)端板均具有一個(gè)其他環(huán)形突出部，這個(gè)突出部至少部分地以聯(lián)鎖的方式遮蓋住短路環(huán)的內(nèi)側(cè)。在此情況下，短路環(huán)的內(nèi)側(cè)與其外側(cè)一樣由端板加以固定。這種建構(gòu)方案也可防止短路環(huán)受到機(jī)械損傷。

此外還可在被端板所包圍的區(qū)域內(nèi)將轉(zhuǎn)子條和/或短路環(huán)的斷面上的過渡點(diǎn)建構(gòu)為具有一個(gè)過渡半徑的曲形。借此可避免出現(xiàn)容易斷裂的棱角區(qū)，從而達(dá)到提高籠型轉(zhuǎn)子堅(jiān)固性和可靠性的目的。

端板的有利建構(gòu)方式是：端板在與軸相連的區(qū)域內(nèi)具有相對較小的材料厚度，或者在這個(gè)區(qū)域內(nèi)具有一個(gè)較大的中心開口，這個(gè)開口的大小使得端板與軸之間并不接觸。這兩種方案均可節(jié)省材料，減小籠型轉(zhuǎn)子的慣性矩。

轉(zhuǎn)子條和短路環(huán)有利地用一種具有良好導(dǎo)電性能的材料(銅或鋁)制成，并鑄造成一個(gè)整體零件。

此外還可在短路環(huán)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子條的一側(cè)設(shè)置沿徑向向外延伸和/或沿切向延伸的槽，借此可以有利地在異步電機(jī)的工作過程中對短路環(huán)進(jìn)行散熱。

附圖說明

下面借助附圖所示的實(shí)施例對本發(fā)明以及本發(fā)明符合從屬權(quán)利要求所述特征的其他有利建構(gòu)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施例，其中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的籠型轉(zhuǎn)子的局部圖；

圖2為本發(fā)明的籠型轉(zhuǎn)子的局部圖；

圖3為本發(fā)明的另一籠型轉(zhuǎn)子的局部圖；

圖4為圖3所示的本發(fā)明的籠型轉(zhuǎn)子的局部圖；

圖5為本發(fā)明的另一籠型轉(zhuǎn)子的局部圖；

圖6為圖5所示的本發(fā)明的籠型轉(zhuǎn)子的局部圖；