贯通通风的电激励同步电机的制作方法

本发明涉及一种贯通通风的电激励同步电机。

背景技术：

贯通通风的电动机器，尤其是电激励的同步电机取决于结构上的要求和出于热的原因而在电动机器的内部具有气流，其部分地向着该机器的旋转部分的运动方向指向。由此尤其在不同的机器部分的比较地说高相对速度的情况中出现在转子极体上的线圈的绝缘体处的磨损以及其他情况。这尤其在这种类型的电动机器在含有尘土的环境中应用时出现这种情况。

至今为止，对极线圈的保护由此实现，即将弹性物质、例如硅树脂直接安装在转子的磨损所涉及的绕组部分上。

在此的缺点是，这会导致对尤其是转子的线圈绕组头排热变差。同样，维修工作、例如对转子的绕组的后续防水处理需要以比较地说高成本来执行。

技术实现要素：

由此出发，本发明的目的在于实现一种贯通通风的电激励同步电机，其在充分排热和用于维护工作的各个机器部件、尤其是转子的相对良好的可触及性的情况下提供防止磨损的足够保护。

所提出的目的的解决方案通过一种贯通通风的电激励同步电机实现，其具有转子，该转子抗扭地定位在轴上，其中，转子具有带有单独的极线圈的转子绕组，这些极线圈分别围绕极体布置，其中，在极体的端侧处形成各一个线圈绕组头，其中，在该线圈绕组头处设置有各一个保护元件，该保护元件防止线圈绕组头受到磨损。

在此，贯通通风的电激励同步电机被理解成一种同步电机，其能够通过转子的线圈电激励。线圈在此通过集电环或者通过已知的无刷激励装置供电。至少一个自有通风机和/或至少一个外部通风机通过环境空气产生穿过电机的一个或者多个冷却空气流。

保护元件这样地安装，即转子的线圈的线圈绕组头被保护防止受到磨损。其在保护元件在转子的旋转方向上看分别安装在线圈绕组头之前时尤其被确保。

根据环境条件、电机的转数而定，保护元件由金属(钢或铝)或由塑料制成。

单独的或者一体的保护装置的由塑料制成的保护元件(每个极体一个保护元件，其安装在共同的环处)能够容易和简单地制造，从而使转子的惯性通过保护元件或者保护装置仅仅无关紧要地改变。

由塑料制成的保护元件或者保护装置相对简单地例如以喷射注塑工艺制造。

设计成金属的保护元件也能单独地或者作为保护装置来制造。在此，例如浇注工艺适合于以也许接下来的至少局部切削后续加工预设的面，例如像保护装置的轴座的面。

特别简单的是，当相应地设计的转子绕组的整个保护元件处于一环上时保护元件在转子上的定位，该环仅仅还定位在一个轴上并且必须抗扭地布置，从而对线圈绕组头进行保护。在此，当不仅环还有相应的转子的极体的各个保护元件作为一体材料存在时，构造变得特别简单。因此对于每个转子直径和转子的极数设置一个自身的保护装置。

相反，各个保护元件能够广泛地使用，因为每个单个极体都配备有其保护元件。

在该另外的设计方案中，保护元件单独地存在并且能够通过相应地设计的紧固装置，如卡扣连接、夹持装置、螺栓连接等等，固定在转子的极体上。这具有优点，即不取决于转子的极数地不必设置具有环的独特设计的构造，而是紧紧将相应的保护元件分配给相应的极体。

为了特别有利地设计保护以防止磨损，保护元件设计成壳罩形的。在此，保护元件的几何设计方案是这样的，即在旋转方向上观察大约线圈绕组头的第一个半部被覆盖。这特别是在具有仅仅一个旋转方向的贯穿通风电激励同步电机的情况中是有利的，因为尽管保护元件这样设计的但是在转子的线圈处的冷却效果自身仍进行调节

有利的是，在每个保护元件处设置有紧固件，以便在保护元件上安装另外的元件。其例如是通风机叶片和/或平衡配重，其设计成转子的补充的重量。

在另一个设计方案中，保护元件在其径向外边缘处设置有弯曲部，该弯曲部使得基本上径向的气流沿着保护元件基本上轴向地转向并且因此引导其远离转子的端侧。通过保护元件的该设计方案避免了带有颗粒的径向气流被引导到定子的绕组头上并且在那里导致磨损问题。

有利的是，带有壳罩形的保护元件的这种机器仅仅设计用于一个旋转方向。这在由柴油发动机驱动的发电机的情况中是特别有利的，例如像在火车头、动车组、矿用卡车或者轮船上。

视保护元件的材料而定，在保护元件和绕组头之间设置有间隙，其维持了绝缘技术间距并且此外满足了冷却技术要求。在此有利的是带有减速的颗粒的冷却气流被以引导到保护元件和线圈的表面之间。

当维持了空气路段也就是说绝缘间距并且能够在该间隙中无颗粒地以高动态能量发生另外的空气引导时，保护元件被充分地间隔开。

通过保护元件或者保护装置对转子绕组的、尤其是线圈绕组头的磨损保护的根据本发明的设计方案，轴向空气质量流不会被极间隙限制。此外，这确保了线圈侧以及进而还有转子的线圈的最大冷却功率。

附图说明

本发明以及本发明的另外有利的设计方案在接下来示出的实施例中获得。在此示出：

图1是具有贯穿通风的永磁激励的同步电机的纵向截面图，

图2是转子的侧视图，

图3是磨损保护的透视图。

具体实施方式

图1示出了贯穿通风的电激励同步电机1的纵向截面图，其具有定子2和转子3。在定子2的端侧上存在有定子绕组头4。转子3具有轴向向外伸出的极体13，其分别配有极线圈15并且在其整体性上形成转子绕组5。极线圈15通过没有进一步示出的集电环装置或者无刷激励装置供应电功率。

在转子3的端侧上在此可以看到该极线圈15的线圈绕组头16。转子3抗扭地定位在轴7上，其围绕轴线12旋转。通过定子2和转子3的绕组系统经过气隙14的电磁交互作用，电动机器被作为电机或者发电机驱动。

为了冷却该电同步电机1而使用环境空气，从而例如通过管座8将空气引入到同步电机1的内腔中。该冷却气流19在机器的内部被分配并且此外通过冷却通道流动到定子2、转子3、定子3的极间隙28和气隙14中。

由于空气流速、由此从外向内带来的颗粒和同时转子3以及进而转子绕组5的与之相比的高相对速度的原因，在线圈绕组头16的不适宜的部段处出现极线圈15的线圈绕组头16的绝缘体的磨损以及进而还有转子绕组5的磨损。为了避免该磨损，根据本发明的保护元件11设计成磨损保护装置6。

这例如也能从图2中获知，在那里保护元件11被布置在环10上并且因此形成保护装置21。在该环10的径向延伸的臂20上布置有保护元件11。保护元件11在横截面上看设计成壳罩形的并且因此由气隙14向外观察形成大约90°的角α。保护元件11的该角α然而可以根据应用而定设计成在60和150°之间。在转子3的运动方向17中因此几乎不会有空气颗粒撞击到线圈绕组头16的绝缘体上并损害绝缘体。绝缘体因此被保护，这延长了贯穿通风的电激励同步电机1的运行持续时间和维护间隔。

当然，保护元件11也能够独立地单独安装在极体13上，这同样包含了关于对转子3的绕组和线圈绕组头16的绝缘体的保护的上述优点。

图2此外示出了具有其极体13的八极转子3，围绕该极体放置有各一个极线圈15。在运动方向17中在此现在将保护元件11布置在中央的环10上。该保护元件11具有这样的部件18，其允许通风机叶片和/或平衡配重的固定。

该部件18在保护元件11或者保护装置21的制造时-也就是例如在浇注过程中-一同形成。也许可能的是，该部件18的、或者保护元件11或者保护装置21的另外的面的后续加工、如铣削或者钻孔是必要的。

此外，图3示出了环10的凹槽22，通过该凹槽实现了在集电环体或者无刷的激励装置和转子3的极线圈15之间的电连接。

根据图3，保护元件11的径向外端部具有弯曲部23，其将基本上径向的空气流基本上轴向地偏转并且因此引导其远离转子3的端侧。通过保护元件11的该设计方案避免了，即带有在其中包含的颗粒的径向空气流撞击到定子绕组头4上并且在那里导致在那里的绝缘体的磨损问题。

有利的是，转子3的线圈绕组头16的保护元件11的部段利用其基本如下设计的臂20屏蔽。与是否保护装置21的一部分设计具有环10或者单独地定位在极体13上无关地，该保护元件11具有三个部段25、26、27。部段25基本上平行于转子3的端侧延伸并且具有部件18。部段26通过弯折部表征，在该弯折部上首先在保护元件11的径向外部的区域中连接有部段27，其基本上在极空隙28的方向中延伸。

角α在此基本上通过该部段26的弯折部实现。

具有壳罩形的保护元件11的贯穿通风的电激励同步电机的这种类型的磨损保护装置6有利地适合于一个旋转方向。这在由柴油发动机驱动的发电机的情况中是特别有利的，例如像在火车头、动车组、矿用卡车或者轮船上。

在用于两个旋转方向的贯穿通风的电激励同步电机的情况中，每个线圈绕组头16的两个壳罩例如具有分别大约90°，或者使用具有大约180°的作为保护元件11的一个罩壳，其因此更多地具有槽形的结构。