允许良好垫片支撑能力且同时优化磁路的定子和用于所述定子电绝缘的方法与流程

本发明涉及用于机动车辆的交流发电机的定子、交流发电机-起动器或旋转电机。

背景技术：

定子通常由多个板构成，所述板形成具有柱形形式且具有径向槽口的一组板，每个槽口通过两个相邻齿界定，所述两个相邻齿通过它们的近端部连接至彼此。齿径向地延伸，且它们的远端部限定可接收转子的柱形轴向接收座，该柱形轴向接收座由内表面界定。每个齿的远端部具有齿根部，该齿根部通过沿槽口的内腔室的方向延伸的突出部分构成，以便减小槽口的在其入口处的宽度。

槽口在它们的内部设置有槽口基部绝缘件，其在导电线的有用填充周边上覆盖所述槽口的内壁。该绝缘件具有“U”形式的横截面，其侧向分支抵靠界定槽口的两个相邻齿的径向壁布置，直到齿根部的上端部的位置。

常见的是使用楔入技术，其例如通过扁平楔形件构成，以便将导电线保持在槽口内，这些楔形件还提供介电保护。这些槽口关闭楔形件布置在槽口内，且在绝缘件的侧向分支之间大体支撑在齿根部上(见图1)，由此提供楔形件支撑(WS)，这取决于槽口入口宽度，齿根部的宽度和绝缘件的厚度。可接受的是，为了楔形件在槽口中的良好机械保持，该支撑的值必须等于0.4mm或更大。

为了优化交流发电机的磁路，即，为了使得可将更大量的磁通从交流发电机的转子转移到定子，且避免磁通的饱和，已经设想增加的齿的厚度。该方案具有导致齿根部尺寸减小且因此楔形件支撑减小的主要缺点。

为了克服支撑的这种减小，可设想，增加齿根部的尺寸，同时增加齿的厚度。

但是，该方案具有其限制，因为齿根部的尺寸的增加导致槽口入口开口的减小，而这些定子被设计用于连续导电线在槽口中的径向插入，从而槽口入口开口不能制成小于导电线的宽度。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种定子，其使得可以优化磁路，同时保持允许在槽口内良好机械保持的楔形件支撑。

根据本发明，该目的通过一种定子实现，特别是用于机动车辆的旋转电机的定子，通过多个板构成，所述板形成具有大体柱形形式的一组板，所述定子具有多个径向槽口，每个槽口通过两个相邻齿界定，所述两个相邻齿径向延伸且通过它们的近端部连接至彼此，它们的远端部限定可接收转子的柱形轴向接收座，且设置有齿根部，该齿根部通过沿槽口的内腔室的方向延伸的突出部分构成，以便减小槽口的在其入口处的宽度，槽口在它们的内部设置有槽口基部绝缘件，其在导电线的有用填充周边上覆盖所述槽口的内壁，定子包括多个扁平槽口关闭楔形件，该定子特征在于，每个槽口关闭楔形件被布置在槽口内距槽口基部绝缘件的下端部非零距离处。换句话说，在关闭楔形件和槽口基部绝缘件之间限定有径向空间。

每个槽口关闭楔形件则与该组板直接接触，且因此不再如现有技术那样与相应的槽口基部绝缘件接触。关闭楔形件通过槽口——楔形件插入在其中——的相应的齿根部保持在位。每个齿的厚度则可增加至少两倍槽口基部绝缘件的宽度，特别地在齿的远端部处(即，靠近槽口开口的端部)，而没有减小楔形件的支撑且没有减小槽口的开口。

由此制造的定子允许通过齿厚度增加来增加被传递的磁通的量而优化磁路，同时减小定子的饱和，且其为槽口关闭楔形件提供良好支撑。另外，保证楔形件具有良好支撑使得可以仅使用扁平楔形件，以便将导电线保持在槽口内，而没有添加附加的装置，附加的装置将减小槽口表面，且将增加该类型定子的制造成本。

根据应用于没有磁通饱和的定子的特别有利实施例，每个齿的下部部分具有沟槽，其在绝缘件的下端部和齿根部的上端部之间沿定子轴向地延伸。

由此制造的定子使得可以进一步改进槽口关闭楔形件的支撑。

根据另一特征布置，将槽口关闭楔形件的上端部和槽口基部绝缘件的下端部分开的距离为0.05mm至0.6mm。

根据优选且有利的实施例，通过界定相关联转子的轴向接收座的内表面以及构成所述组板的第一板和最后板的外表面所构成的定子的表面被覆盖有绝缘涂层。

现在，在工业中使用的主要技术——使得可以将定子覆盖有绝缘涂层——包括通过已知喷涂枪装置喷涂绝缘涂层，将绝缘涂层的喷流垂直于定子的内表面取向。

但是，该技术的主要缺点在于留下无喷涂遮盖区域，特别是在构成该组板的第一板和最后板的外表面(与线圈髻状件相对的表面)上(见图6)。

为了确保定子的完整涂层，已知将构成所述定子的该组板浸没在电泳槽中。但是，该方法非常昂贵。

本发明由此还涉及一种用于具有一个或多个上述特征的定子的简单且经济的电绝缘的方法。

根据本发明，该目的通过一种用于定子的电绝缘的方法，所述定子通过多个板构成，所述板形成具有大体柱形形式的一组板，所述定子具有多个径向槽口，每个槽口通过两个相邻齿界定，所述两个相邻齿径向延伸且通过它们的近端部连接至彼此，它们的远端部限定可接收转子的柱形轴向接收座，且设置有齿根部，该齿根部通过沿槽口的内腔室的方向延伸的突出部分构成，以便减小槽口的在其入口处的宽度，所述方法特征在于，其包括

-将槽口基部绝缘件插入在槽口中的步骤，以便在导电线的有用填充周边上覆盖所述槽口的内壁；

-将多个扁平槽口关闭楔形件布置在位的步骤，每个槽口关闭楔形件被布置在槽口内距槽口基部绝缘件的下端部非零距离处。

用于电绝缘的该方法使得可以使该组板的导电线高效且廉价地电绝缘，同时确保所述导电线在槽口内的保持。特别地，用于电绝缘的该方法使得可以使该组板的导电线在导电线的有用填充周边处电绝缘。有用填充周边是指槽口的基部，以及槽口的两个侧表面，所述侧表面彼此相对地延伸，且导电线布置在其上。

根据有利实施例，绝缘方法包括将绝缘涂层沉积在定子的表面上的步骤，以便弥补楔形件和槽口基部绝缘件之间的绝缘缺失，所述表面通过界定相关联转子的轴向接收座的内表面以及构成所述组板的第一板和最后板的外表面构成。换句话说，沉积绝缘涂层的步骤被执行，使得所述沉积在导电线和板组之间形成电绝缘层，该层至少定位在每个在关闭楔形件和槽口基部绝缘件之间限定的径向空间处。

绝缘方法的该实施例使得可以在槽口入口处以及在构成该组板的第一板和最后板上为定子提供抗腐蚀保护，以及导电线和该组板之间的电绝缘。

根据本发明的用于绝缘的方法的优选且有利的实施例，该方法包括通过已知喷涂装置喷涂绝缘涂层的步骤，该绝缘涂层通过具有良好介电能力的有机树脂类型的绝缘涂料构成，该喷涂装置被设计为允许所述绝缘涂层喷涂在定子的表面的全部上，所述表面通过界定相关联转子的轴向接收座的内表面以及构成所述组板的第一板和最后板的外表面构成。

根据有利实施例，其包括通过已知喷涂枪装置喷涂绝缘涂层的步骤，该喷涂枪装置固定在铰接臂的端部上，这使得可以将喷涂枪装置的喷涂喷嘴对着定子的每个表面移位，所述表面通过界定相关联转子的轴向接收座的内表面以及构成所述组板的第一板和最后板的外表面构成。

根据有利的执行形式，该方法包括通过两个固定喷涂喷嘴喷涂绝缘涂层的步骤，该喷涂喷嘴取向为使得，它们组合的动作覆盖定子的表面的全部，所述表面通过界定相关联转子的轴向接收座的内表面以及构成所述组板的第一板和最后板的外表面构成。

本发明还涉及一种包括如前所述的定子的旋转电机。根据一个实施例，所述旋转电机可以形成交流发电机或交流发电机-起动器。

附图说明

上述目的、特征和优势以及其他的目的、特征和优势将由以下详细说明和附图更明显，在附图中：

图1是示出根据现有技术的定子槽口的详细透视图。

图2是根据本发明的定子的第一实施例的局部视图。

图3是根据图2的定子的槽口入口的放大详细视图。

图4是根据本发明的定子的第二实施例的局部视图。

图5是根据图4的定子的槽口入口的放大详细视图。

图6是示出如目前执行的用于沉积绝缘涂层的方法的示意图。

图7是示出用于沉积根据本发明的绝缘涂层的方法的示意图。

图8是以横截面局部示出根据本发明实施例的旋转电机的示意图。

具体实施方式

参考所述附图，以便描述有利实施例，但是是以非限制性的方式，用于根据本发明制造定子和用于沉积绝缘涂层的方法。

在本说明书中和权利要求书中，根据相对于旋转电机的旋转轴线X为径向的方向，术语“近”和“上”是指靠近定子的外周边的元件，即，更靠近壳体，而术语“远”和“下”是指靠近定子的内周边的元件，即，靠近转子。

根据本发明的定子21通过多个板1a、1b、1c,…,1n构成，所述板形成具有大体柱形形式的一组板1，该定子具有多个径向槽口2，每个槽口通过两个相邻齿3界定，所述两个相邻齿径向延伸且通过它们的近端部3A连接至彼此，且它们的远端部3B限定可接收转子(未示出)的柱形轴向接收座，且齿设置有齿根部4，该齿根部通过沿槽口2的内腔室的方向延伸的突出部分构成，以便减小槽口的在其入口处的宽度，槽口在它们的内部设置有槽口基部绝缘件5，其在导电线F的有用填充周边上覆盖所述槽口的内壁。

齿3的每个远端部由此包括齿根部4，其通过从所述远端部朝向槽口2的内侧——即，朝向邻近所述齿3的齿的另一远端部——突出延伸的部分构成。换句话说，如果例如考虑设置有两个径向延伸的平表面的齿3，这两个突出部分的每个与相应齿3的所述平表面大体垂直相交。在该情况下，每个槽口2由此具有与转子相对的远开口。该开口通过分别与界定槽口2的两个相邻齿3相关联的两个齿根部4界定。

每个槽口包括至少一个导电线F，且优选地为多个导电线F，所有这些导电线F形成定子的绕组。导电线的有用填充周边定义为导电线F延伸所沿的槽口2的表面。

槽口基部绝缘件5由此至少在导电线F和该组板1之间延伸，从而导电线F与该组板1间隔开，换句话说，从而导电线F不再与该组板1电接触。特别地，绝缘夹5没有覆盖槽口2的全部径向壁，而仅覆盖所述壁的一部分。在该实施例中，绝缘件5具有“U”形式的横截面，其基部抵靠槽口基部2布置，且其侧向分支分别抵靠彼此相对的两个相邻齿3的径向壁布置，这些侧向分支没有延伸直到所述齿的远端部。

该定子包括多个扁平槽口关闭楔形件6，其使得可以将绕组保持在每个槽口内。扁平楔形件由单层或三层复合材料制成。例如，槽口关闭楔形件由聚醚醚酮(PEEK)制成，或由三层聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)化合物制成，诸如Dacron(注册商标)/Mylar(注册商标)/Dacron(注册商标)(DMD)。

根据图2和3所示的实施例，每个槽口关闭楔形件6布置在槽口2内侧，距槽口基部绝缘件5的下端部一非零的距离。例如，将槽口关闭楔形件的上端部和槽口基部绝缘件的下端部分开的距离为0.05至0.6mm。另外，每个楔形件6通过彼此相对的两个齿根部4保持。齿根部还使得可以优化从转子传递至定子(或相反地传递)的磁通量。

该构造使得可以保持槽口关闭楔形件在齿根部4上的良好支撑，同时使齿3的厚度增加一等于槽口基部绝缘件5厚度两倍的距离。

根据图4和5所示的实施例，每个齿3的下部部分具有沟槽7，其在槽口基部绝缘件5的下端部和齿根部4的上端部之间沿定子轴向地延伸。

该构造特别应用于没有磁通饱和的定子，且使得可以进一步改进槽口关闭楔形件的支承。

优选地且有利地，由界定相关联转子的轴向接收座的内表面SI以及分别构成所述组板1的第一板和最后板1a、1n的外表面S1A、S1N构成的定子的表面被覆盖有绝缘涂层。

本发明还涉及一种用于如前所述的定子的电绝缘的方法。该方法包括将槽口基部绝缘件5插入在槽口中的步骤，以便在导电线F的有用填充周边上覆盖所述槽口的内壁，还包括将多个扁平槽口关闭楔形件6布置在位的步骤，每个槽口关闭楔形件被布置在距槽口基部绝缘件的下端部非零距离处的槽口内。

该构造——根据其，扁平楔形件6在距绝缘件5的下端部非零距离处被定位在槽口2内——在绝缘件和所述扁平楔形件之间引起一间隙，且因此导致导电线F和该组板1之间的电绝缘断层。然而，在腐蚀、盐水喷射或导电矿物冷凝的作用下，在槽口入口处的该绝缘断层可导致产生电桥，由此在可能存在于导电线F釉质上的损坏部件之间产生电流泄露，板的未被槽口基部绝缘件覆盖的部分可导致定子的接地。

为了消除该缺点，目的是在导电线F和该组板1上添加绝缘层，以便防止该类型的有害导电性的建立。

根据本发明的方法，绝缘涂层RI沉积在定子的表面上，该表面通过界定相关联转子的轴向接收座的内表面SI以及分别为构成所述组板1的第一板和最后板1a、1n的外表面S1A、S1N构成。

该方法使得可以补充存在于槽口基部绝缘件5和槽口关闭楔形件6之间的间隙构成的绝缘断层，且使得可以获得定子的板的抗腐蚀保护以及绕组的导电线F的铜和该组板1的铁之间的绝缘。

根据本发明的用于绝缘的方法的优选和有利的实施例，通过已知的喷涂装置P喷涂绝缘涂层RI，该绝缘涂层RI通过具有良好介电能力的有机树脂类型的绝缘涂料构成，该喷涂装置被设计为允许所述绝缘涂层喷涂在定子的表面的全部上，所述表面通过界定相关联转子(未示出)的轴向接收座的内表面SI以及分别为构成所述组板1的第一板和最后板1a、1n的外表面S1A、S1N构成。

根据没有示出的第一实施例，绝缘涂层RI通过已知喷涂枪装置喷涂，该喷涂枪装置固定在铰接臂的端部上，这使得可以使喷涂枪装置的喷涂喷嘴B对着定子的每个表面移位，所述表面通过界定相关联转子的轴向接收座的内表面SI以及分别为构成所述组板1的第一板和最后板1a、1n的外表面S1A、S1N构成。

根据图7所示的执行例子，绝缘涂层通过两个固定喷涂喷嘴B1、B2喷涂，该喷涂喷嘴取向为使得，它们组合的动作覆盖定子的表面的全部，所述表面通过界定相关联转子的轴向接收座的内表面SI以及构成所述组板1的第一板和最后板1a、1n的外表面S1A、S1N构成。

本发明还涉及一种包括如前所述的定子21的旋转电机20。图8示出该类型的旋转电机的实施例。该旋转电机可以是交流发电机或交流发电机-起动器。

旋转电机20包括壳体22，转子绕轴24的轴线一体旋转地装配在其内，定子21装配为在存在空气间隙的情况下围绕转子23。

本发明特别地适用于机动车辆的旋转电机的领域，但其可还应用于包括如前所述的定子的任何类型旋转电机。

应意识到，前述说明仅作为例子提供，而不限制本发明的范围，以任何其他等同物替换不同元件将不会构成对其的偏离。