专利名称：用于异步电机的鼠笼转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个用于异步电机的鼠笼转子，它具有一个固定在轴上的，两侧通过压环连接的用于接收鼠笼绕组棒的叠片体，这些鼠笼绕组棒在叠片体外总是与一短路环固定连接并且每个短路环在径向上被一个固定在轴上的支承环支撑。
本发明从现有技术，例如由DE-27 21 211 A1出发。
在异步电动机快速运行时，特别是两侧从叠片体突出的鼠笼绕组棒的端部以及与它相连的短路环由于高的温度在大离心力的作用下产生强烈应变，并且受到失去控制的负荷的损害。此外每个棒型的鼠笼绕组结构在露出的绕组(绕组头)范围内具有一个在径向以及在圆周方向的振荡能力，这种振荡能力特别在电气铁道使用的电动机上可以导致有损害的谐振，因为通常在推动频率以外的固有频率，例如由传动装置(小齿轮齿)来解决是办不到的。
为了控制异步电机在短路环范围内的离心力，多年来一直使用罩在短路环上的紧圈。该紧圈在弯曲处只起机械的支撑作用。这样的整个结构仍旧具有振荡能力。
在由DE 27 21 211 A1给出的公知的鼠笼转子中，每个短路环通过一个固定在轴上的中心环固定。该中心环连同它的内面在轴向压力下毗连在与鼠笼绕组棒相连的前端部，中心环的内端面的自由部分具有一环形的空隙，短路环的轴向凸起的外环面毗连在与环形槽前面相隔的中心环的外壳面上，它的内环面围绕轴相隔有径向距离。
公知的结构对于强加的振荡和谐振具有良好的阻尼特性。然而它只适用于有小转子直径的小电动机上，因为相对来说实心的中心环使转子的冷却受到影响，特别是使鼠笼绕组头的最佳通流性受到影响。
提高异步电机鼠笼绕组头的转动振荡硬度的另一途径由DE42 33 474 C2给出。端面轴向突出的鼠笼绕组棒在端部范围内是这样细分的，即形成分离的径向重叠的棒端，属于一个槽的棒端总是被弯曲成反向相切的。这种结构非常昂贵，并且绕组头的径向刚度仅在相对来说很小范围里起作用。
本发明的任务是提供一个异步电机的鼠笼转子，它的鼠笼绕组头在超过电机的整个转速范围时是这样与转子体接合的，即没有或仅可能产生减低的固有振荡。
本发明的任务是这样解决的，两个压环被叠片体轴向保持距离，并且同时形成用于短路环的支承环，在叠片体的端面和支承环之间设有隔开的隔板，隔板连同支承环构成一个整体。
本发明的优点特别是由此可见，由于采用这种方式鼠笼绕组头在越过电机整个转速范围内也可以从微小的转速起与转子体这样接合，即没有或仅可能产生压低的固有振荡。根据本发明的解决办法同时考虑到短路鼠笼绕组量的变化，对转子体使鼠笼绕组材料适应离心力和热膨胀。
本发明的实施例以及由此进一步达到的优点将根据下列附图较详细地说明。
本发明的实施例在附图中概括说明，其中
图1是本发明的第一实施形式沿一鼠笼转子的端部纵剖面的外形图，支撑基本上借助一紧圈来实现；图2是通过在鼠笼转子压环高度上的端部根据图1的纵向线AA的横截面图；图3是图1的实施形式的第一变形，在短路环和支承环之间有一弹性的构件；图4是鼠笼转子的第二实施形式，它装有材料挖空的短路环；图5是根据图4的鼠笼转子端面的俯视图；图6是鼠笼转子的第三实施形式，它具有一与短路环中的一个槽嵌接的并且包括一弹性构件的支承环。
叠片体2以普通方式固定在轴1上。叠片体2在外圆周上具有轴向分布的槽，在槽中置入鼠笼绕组棒3并且在此以免受径向离心力影响。鼠笼绕组棒3突出在叠片体2之上并且与一短路环4连接，短路环4被叠片体2的端面明显地间隔。鼠笼绕组棒3的突出的端部和短路环4构成所谓的绕组头。
鼠笼绕组棒3的端部沿径向缩小。紧圈5套在短路环4上。在轴1和短路环4之间的环形空间里安装一个支承环6，支承环6与轴1固定连接，例如热压冷缩配合在轴上，并且它们共同的外圆周与短路环的内圆周毗连。支承环6与叠片体2的端面间隔开。它面向叠片体2的面上具有数个沿径向分布的隔板或筋条7。这些隔板不仅与叠片体2间隔而且对于叠片体2起到压指的作用。支承环6同时对于叠片体2承担压环的作用。支承环的轴向固定以相同方式进行，如上所述的DE 27 21 211 A1所描述的。
在紧圈5冷却时，收缩力首先作用在短路环4上，然后作用在支承环6上。紧圈5的预应力是这样测定的，当不在电机工作点时，它提升了在短路环4的内壳面和支承环6的外壳面之间的摩擦传递的力。
如从图1可以清楚地看到，所述的支承结构对高电负荷的鼠笼绕组头通风的阻碍仅是次要的。实际上冷却空气可以不受阻碍也从叠片体2上的轴向的冷却空气孔8经过隔板7径向间的距离向外流通。此外需要时也可以在支承环6里设有通孔9，通孔9总是位于两个相毗连的隔板7之间，但是不必对准冷却空气孔8。
图3描述了鼠笼转子的另外的形状，根据图1或图2短路环4在支承环6上接合通过一个弹性构件，例如一个波形弹簧10支承。该波形弹簧部分位于支承环6外壳面的环槽内，部分位于短路环4外壳面的内部。类似的根据图1的实施形式短路环4和支承环6直接互相支撑。波形弹簧10使在这种情况下的接合安全，即它依然取得了摩擦传递力的提升。
在图4和图5描述的本发明的实施形式中，实现摩擦连接的可靠装置并且就此通过一个短路环的特殊布置在短路环4和支承环6之间实现接合。代替一个在圆周方向上有相同形状横截面的短路环，在此放入的短路环4具有一个在圆周方向上想要的各向异性。该各向异性是这样实现的，在例子中短路环4的3段设置了材料挖空处11。材料挖空处11均匀地分布在短路环的内圆周上并且延伸一个角度大约从60°到90°。在材料挖空处11之间的区域12内，短路环4实际上连同它的总宽度放在支承环6上，反之在材料挖空处11的区域内只有大约它的一半(原来的)环形宽度。该各向异性在电机运行时产生的结果是，由于离心力作用不仅导致短路环4变形而且导致紧圈5变形，这种变形在图5的顶视图中用虚线表示，并且夸大地画出。由于该变形在径向方向产生力，该力在图5中用箭头表示，并且摩擦连接的接合在区域12内较早地加强。
所述的各向异性当然也可以这样实现，在短路环4的内圆周上代替材料挖空11处布有附加材料，这在图4或图5中没有明确地画出。
由于本发明没有离开插入式的框架，在鼠笼绕组由较高强度的合金导线材料焊接成的条件下，短路环在支承环上的接合也可以这样实现，即短路环6在外圆周上具有一个轴向向外指向的凸起13，凸起13插入在面向叠片体2的短路环4端面的环形槽14中(图6)。根据第一变形在支承环6′上的轴向凸起13连同它的轴侧的外壳面同时毗连在轴侧的槽壁上。在极限情况下凸起13甚至可以成形的插入在短路环4′上的槽14内。这样得到的连接，随着温度和转数的提高而增强。为了使在支承环6′上的凸起13的负荷保持在一定限度内，有益的是在凸起13的内壳面和接近轴的槽壁之间嵌入一个弹性构件，首先嵌入一波形弹簧15。
名称目录1 抽2 叠片体3 鼠笼绕组棒4、4′ 短路环5 紧圈6、6′ 支承环(二压环)7 6上的隔板8 在2里的轴向的冷却空气孔9 在6里的轴向孔10、15 波形弹簧11 在4里的材料挖空处12 在11之间的段13 在6′上的轴向凸起14 在4′里的环形槽
权利要求
1.用于异步电机的鼠笼转子，它具有一个固定在轴上的，两侧通过压环连接的用于接收鼠笼绕组棒(3)的叠片体(2)，这些鼠笼绕组棒(3)在叠片体(2)外总是与一短路环(4)连接，并且每个短路环(4)在径向上由一个固定在轴(1)上的支承环(6)支撑，其特征是两个压环被叠片体轴向保持距离，并且同时形成用于短路环(4)的支承环(6)，在叠片体(2)的端面和支承环(6)之间设有隔开的隔板(7)，该隔板尤其连同支承环(6)构成一个整体。
2.根据权利要求1所述的鼠笼转子，其特征是短路环(4)连同它的内圆周直接地或者部分地在第一弹性构件(10)中间连接下安放在支承环(6)的外圆周上，并且通过一紧圈(5)套压包围在支承环(6)上的短路环(4)。
3.根据权利要求2所述的鼠笼转子，其特征是短路环(4)连同它整个圆周安放在支承环(6)上。
4.根据权利要求2所述的鼠笼转子，其特征是在支承环(6)的外圆周和/或在短路环的内圆周上设置一个槽，在槽中嵌入第一弹性构件，尤其嵌入一波形弹簧(10)。
5.根据权利要求2所述的鼠笼转子，其特征是短路环在它的内圆周上大约3或更多的区域具有材料挖空处(11)，该材料挖空处均匀地分布在圆周上。
6.根据权利要求2所述的鼠笼转子，其特征是短路环在它的内圆周上大约3或更多的位置具有材料堆积(12)，该材料堆积均匀地分布在圆周上。
7.根据权利要求1所述的鼠笼转子，其特征是支承环(6′)在外圆周上具有一个轴向向外指向的凸起(13)，该凸起(13)插入在面向叠片体(2)的短路环(4′)端面的环形槽(14)中。
8.根据权利要求7所述的鼠笼转子，其特征是所述的在支承环(6′)上的轴向凸起(13)连同它的轴侧的外壳面安放在轴侧的槽壁上，必要的话甚至成形的插入在短路环(4′)上的槽(14)内。
9.根据权利要求7所述的鼠笼转子，其特征是在凸起的内壳面和靠近轴的槽壁之间嵌入一个弹性构件，尤其嵌入一个波形弹簧(10)。
全文摘要
在一个用于异步电机的鼠笼转子里，具有一个固定在轴(1)上的，两侧通过压环连接的用于接收鼠笼绕组棒的叠片体(2)，这些绕组棒在叠片体(2)外总是与一短路环(4)固定连接。每个短路环(4)在径向上被一个固定在轴上的支承环(6)支撑。两个压环被叠片体(2)轴向保护距离，并且同时形成用于短路环(4)的支承环(6)。在叠片体(2)的端面和支承环(6)之间设有间隔的隔板，隔板尤其连同支承环(6)构成一个整体。
文档编号H02K5/24GK1146090SQ9611047
公开日1997年3月26日 申请日期1996年6月14日 优先权日1995年6月14日
发明者P·赫尔弗 申请人:Abb戴姆勒-奔驰运输(瑞士)有限公司