提高具有轉子繞組的電機的轉子的起動力矩的電阻模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于提高具有轉子繞組的電機的轉子的起動力矩的電阻模塊。此夕卜，本發明涉及一種勵磁機、轉子和電機，其分別具有至少一個這種類型的電阻模塊。
【背景技術】
[0002]這種類型的電阻模塊例如應用在具有轉子繞組的他勵同步電機中。在起動階段期間，這樣的電機具有相對大的轉差率并且不同步地加速運行。在此已知的是，在轉子繞組中的起動電流的減小導致起動力矩的提高。
[0003]由DE39 59 52公開了一種具有帶有兩個轉子繞組的轉子的電機，其中，徑向靠外地布置的轉子繞組具有大的電阻并且徑向靠內地布置的轉子繞組具有小的電阻。在起動周期期間，電機具有大的轉差率并且具有大的電阻的轉子繞組產生高的起動力矩。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種對于用于提高起動力矩的已知的解決方案的替代方案。
[0005]該目的通過開頭所述的類型的電阻模塊如下地實現，即電阻模塊具有:
[0006]-第一連接點和第二連接點，
[0007]-至少兩個導電的層，
[0008]其中至少兩個導電的層與第一連接點和第二連接點電連接，
[0009]其中，至少兩個層分別至少部分地在周向方向上包圍電阻模塊的軸線，并且分別具有層起始點和層結束點，
[0010]-相應的第一絕緣層，其相應地布置在兩個層之間，
[0011]-相應的接合點，在該接合點處相應的層的層結束點與相應的后續的層的層起始點電連接。
[0012]此外，該目的通過開頭所述類型的勵磁機如下地實現，即該勵磁機具有:
[0013]-能夠與電機的軸抗扭地連接的次級繞組，
[0014]-與次級繞組電連接的整流器，
[0015]-與整流器電連接的根據本發明的電阻模塊。
[0016]此外，該目的通過開頭所述類型的轉子如下地實現，即該轉子具有根據本發明的電阻模塊或者根據本發明的勵磁機以及與電阻模塊電連接的轉子繞組。
[0017]最后，該目的通過開頭所述類型的電機如下地實現，即該電機具有根據本發明的電阻模塊或者根據本發明的勵磁機或者根據本發明的轉子。
[0018]在第一連接點和第二連接點之間連接有至少兩個導電的層，其分別由含有電阻的材料構成。通過電阻模塊與轉子繞組的耦聯、也就是尤其通過電阻模塊與轉子繞組的串聯電路，減小在起動階段期間穿過轉子繞組流動的起動電流，這導致起動力矩的提高。因此，根據本發明的電阻模塊實現了，電機在起動階段期間具有提高的動力。
[0019]電阻模塊具有至少兩個具有含有電阻的材料的層，其中，不同的層可以具有不同的材料。層以如下方式電串聯，即一個層的層結束點與后續的層的層起始點連接。僅僅在串聯的開始處，第一層的層起始點與電阻模塊的第一連接點連接，其中，最后的層的層結束點與電阻模塊的第二連接點連接。在此，在相應的層之間都設置有第一絕緣層，其避免了短路或者對電阻的不希望的降低。
[0020]在此，電串聯連接的層尤其可以在徑向或者在軸向方向上依次連續地布置或者堆置。
[0021]在此，相應的層至少部分地包圍電阻模塊的軸線并因此還包圍轉子或者電機的軸線，其中，相應的層尤其沿著整個圓周的至少3/4包圍或者環繞該軸線。
[0022]希望的電阻可以如下地實現，即選擇相應的材料并且特別是使用對此來說必要數量的層。因此，電阻模塊能夠模塊化地建造，由此簡單和廉價地進行制造。此外得出，至少兩個層具有相對大的表面，這對于電阻模塊的良好的導熱和因此良好的冷卻而言是必要的。
[0023]在此，電阻模塊可以應用到用于他勵同步電機的轉子的勵磁機中。這種類型的機器例如可以設計成同步電機。此外，電阻模塊可以用于這種類型的他勵同步電機的轉子。
[0024]有利的是，電機能夠以至少1MW、尤其是超過1WM的電功率運行。在此，電機可以實施成電動機并且例如是同步電機或者他勵同步電機。因此，例如可以考慮的是，電機是環形電動機或者碾磨機驅動電動機。
[0025]在本發明的有利的設計方案中，至少兩個層相對于軸線同軸地布置并且成螺旋軌道形狀地設計。
[0026]對于至少兩個層的螺旋軌道形的設計方案來說，第一層在周向方向上例如沿著具有基本上恒定的半徑的圓執行幾乎完整的旋轉，其中，在軸向方向上產生第一層的在層起始點和層結束點之間的錯位。跟隨在第一層之后的第二層在接合點之后連接至第一層并且類似于第一層地成型。此外，電阻模塊能夠具有多個這種類型的層。
[0027]在本發明的可替換的有利的設計方案中，相應相鄰的層從其相應的層起始點至其相應的層結束點在相反的旋轉方向上延伸。
[0028]例如，第一層能夠在電阻模塊上的軸向的俯視圖中順時針地延伸并且與第一層串聯連接的第二層能夠逆時針延伸。在此有利的是，這種類型的電阻模塊僅僅是電阻并且表現為磁性中立，也就是尤其不形成產生軸向指向的磁場的線圈。
[0029]在本發明的另一個有利的設計方案中，層中的至少一個層設計成扁鋼或者扁材和/或主要由鋁構成。
[0030]尤其是對于層中的至少一個層來說，能夠使用電工鋼片或者類似于電機的板疊的布置。電阻模塊的這樣構造的層是特別容易獲得的并且給予電阻模塊很大的穩固性。
[0031]鋁具有相對小的密度，從而尤其在起動階段期間能夠附加地改善轉子或者電機的動力。
[0032]在本發明的另外有利的設計方案中，電阻模塊具有相對于軸線同軸地布置的轂，至少兩個層與該轂抗扭地連接，其中，轂能夠與電機的軸抗扭地連接。
[0033]特別地，至少兩個層能夠徑向外部地固定在轂上，以便產生在至少兩個層和轂之間的抗扭的連接。但是為了產生該連接，至少兩個層也可以至少部分地在軸向方向上相對于轂錯開地布置。
[0034]最后，轂能夠與電機的軸或者轉子抗扭地連接，以便電阻模塊與電機的轉子機械地耦聯。該耦聯能夠例如通過夾緊螺栓實現，其通過軸向地穿過轂延伸的孔插入并且將轂與軸或者轉子緊固。特別為此可以使用絕緣的夾緊螺栓，其相對于轂和至少兩個層借助絕緣的層來電絕緣，其中附加地，在轂和軸或者轉子之間可以設置一個絕緣層。
[0035]在本發明的另外有利的設計方案中，在此在轂和至少兩個層之間布置有第二絕緣層。
[0036]第二絕緣層提供特別可靠的可行性，其將至少兩個層與轂并因此與軸或者轉子電絕緣。
[0037]在本發明的另外有利的設計方案中，層中的至少一個層在周向方向上成曲折形狀地設計，其中，曲折部徑向向外地突出。
[0038]成曲折形狀地設計的層例如能夠參照波紋板，其至少部分地在周向方向上圍繞軸線引導。在此，電阻模塊的多個層或者所有的層也可以成曲折形狀地設計。
[0039]成曲折形狀波動的相應的層因此具有向外突出的曲折部，其中在相應的層內部，用于相應的電流的電阻通過延長的折返的路徑而變大。因此，這種類型的電阻模塊在盡管緊湊的構造中也允許相對大的電阻。
[0040]同時，至少兩個層的表面增大，由此極大地提高了冷卻能力。附加地，曲折部如徑向通風機的葉片一樣起作用，從而進一步有利地對冷卻進行影響。原理上在此也可以考慮的是，電阻模塊具有多個成曲折形狀地設計的層，這些層在軸向方向上前后布置并且在周向方向上輕微地相對錯位，由此葉片與軸向通風機的葉片類似地復制。該設計方案一方