专利名称：气冷电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有定子绕组的气冷电机领域，在绕组端部的定子绕组条末端有续接的焊环。本发明出发点是用于一个由绕组条构成的电机定子绕组的焊环绝缘，绕组端部的绕组条末端有续接的焊环，它们彼此之间并与接地的机壳部分之间都是绝缘的。
上述型式的绕组条末端的焊环比如在H.SEQUENZ的书《Herstellung der Wicklung elektrischer Maschinen(电机绕组的生产)》中的164-166页举例描述。该书由Springger-VerlagWien,New York出版社1973年出版。
对于有间接冷却的定子绕组的电机，穿过绕组端部的气流，对绕组中端部连接，尤其是将单独的导线条与基本的绕组股电连接和机械地连结在一起的环的冷却来说，是足够了。但是对于极限负荷的电机，绕组端部和环由于高温可能会很危险。一方面绕组被嵌入绕组槽中的部分被适当地冷却，另一方面，那些暴露在外的绕组部分以及它们的焊环不仅由于电流，而且由于绕组端部空间的电磁场的作用而变热。这对环范围内的绝缘，假如环不是锡焊的情况下，焊环和进一步连接的全部结构区域的绝缘，都特别危险。电机中在高电压绕组的绕组条末端的焊环的绝缘，通常情况下借助于一个将焊环全部包紧的以电绝缘材料制作的装在每一个焊环上的罩，也称为绝缘片来完成。这个绝缘片一般还不用凝固塑料，例如发泡或者浇铸塑料填充。绝缘片和填充物的任务是使所有的绕组条末端彼此之间，以及与接地的机壳部分电绝缘。
举例来说，在EP0 713 281中就公开了焊环绝缘，同时此处的绝缘片用收缩的并以约缘脂浸过的织物层制成。在焊环绝缘完成后，所有的焊环以绝缘片环绕，达到与邻近的焊环和机壳部分绝缘的目的。其它的类似结构的焊环绝缘装置在Springger-Verlag Wien,New York出版社1973年出版，H.SEQUENZ的“Herstellung der Wicklungelektrischer Maschinen(电机绕组的生产)”一书中的164-166页作了描述。
所有上述的解决办法存在如下缺点，即绝缘片自身和填充物导热能力很低，并且由于将焊环所有的面覆盖，对此处产生的电热的传导形成热阻。随着间接冷却的定子绕组大电机的效率和单位功率不断增加，在绕组条中的电流密度，因而在绕组条末端和焊环中的电热消耗也在增长。同样增长的定子绕组的工作和检测电压也同样在增长，因而要求相应厚度的电绝缘层。二者一起能够导致很高的局部升温，这将限制绕组的普遍使用并阻碍上述型式的电机的进一步发展。
例如，一个已改进的，借助于贴紧可紧缩并可浸的绝缘材料，通过焊环绝缘层的散热方式已在EP 0 713 281中推荐。由于此种绝缘，焊环所有面都覆盖，限制了电热向周围的冷却气体散逸。
本发明的目的是，创制一种新奇的焊环绝缘，其同时保证电机的绕组条末端有足够的电绝缘并且从根本上能使焊环散热较目前技术水平有所改进。
本发明的目的这样来实现，即在上述焊环绝缘中第一个焊环的第一个侧平面基本上被一个半瓷砖遮盖，同时此第一个侧平面面向第二个邻近的焊环，并且第一焊环的第二个侧平面保持裸露，同时此第二个侧平面与第三个焊环相邻。
本发明与其他方式相比的优点是，通过焊环的单面绝缘层，一方面能提供与邻近焊环和接地的机壳部分间优质的电绝缘，另一方面使热直接从裸露的焊环表面向流过的冷气体传导成为可能。此种在焊环上的半瓷砖绝缘在电气上不难解决，并且与已知的技术现状相比它有主要的优点，即它保证焊环的冷却大大地改善。冷气体直接吹向焊环的裸露的表面，在标准的情况下可使焊环的热度降低，例如可降低25K(开尔文)。约25K的热度降低即减少全部热量的四分之一强。此种热量减少在最优的冷却条件下允许一个高的电效率因而使电机设计得更为经济合算。
在本发明的一个特别优选的实施例中，该半瓷砖在轴向的两个方向上超出焊环，也就是它伸出焊环的一端并且向定子叠片体的方向超出焊环。半瓷砖超出焊环直到越过和焊环相联的绕组条的主绝缘层并且在半瓷砖的另一侧也悬出焊环的端面。当半瓷砖悬出焊环的轴向悬出段至少和在电机周向上的焊环的宽度的一半同样大小时，优点尤其明显。
当半瓷砖在周向覆盖焊环时，半瓷砖以此种方式在电机的周向超出焊环的覆盖尺寸，即至少和周向的焊环的宽度的一半同样大更加有利。
本发明的一个特点优选的实施例规定无绝缘层焊环的端面。
本发明的更加全面的评价和它的许多优点都将易于获得，只要借助下面的详细描述并同时结合附图来考思，评价和优点就能更好理解，这些附图是
图1表示一个通过有高电压条绕组的电机的定子端面的纵剖面；图2表示平面展开的定子绕组端部平面3表示带有将二者相联的焊环的两个绕组条的端部图4表示在焊环上的一个符合发明的半瓷砖的基本形式图5表示半瓷砖排列次序的例子以上的图仅显示了对发明的理解有用的基本元件。
现在参看附图，在所有视图中，相同或相当的部件都赋予相同的标号图1显示了一个通过有高电压条式绕组的电机的定子端面空间的纵剖面。高电压条绕组由插于定子叠片体11内的下条12和上条13构成。借助于焊环14，下条12和上条13于绕组端部空间19内，在电机的两端，彼此电联接和机械联接，如图2借助一个在绕组端部空间19上的展开的平面图同时所显示的那样。
图3显示了，下条12和上条13，二者如何由大量绕组导线15组成，在它们条的末端借助于一个焊环14b被联接在一起。绕组条12,13中每一个真到在焊环14b前不远处由主绝缘层17包裹。焊环14b有两大和两小侧面，其中两个大侧面定位在径向/轴向方向上，标号为20a和20b。两个小侧面22a和22b在电机的绕组端部结构内定位在切向/轴向方向上。
按照本发明，焊环4b，如图4所示，在焊环14b左边的侧壁20a上与一个电绝缘的半瓷砖16相贴，半瓷砖同时将焊环14b的小侧面22a,22b部分覆盖。小侧面22a,22b的护板b至少与在电机的周向上的焊环14b的一半宽度d同样大小。此处不强求两个小侧面22a,22b被以相同尺寸覆盖。
发明的重要特征是，第二个大侧面，例如在图4中右侧面20b,是无电绝缘层，保持完全裸露的。对于本发明的目的来说一个光的，即不覆盖的端面21同样有益处。这样，对于在焊环14b裸露表面上流经的冷气体，例如空气或者氢，实现焊环的直接冷却是可能的。在这种意义上，一个处于运转当中的焊环14b的热度大约能比在常规条件下降低四分之一。若以数字表示，则热度的减少大约为例如25K(开氏温标)。
如图5表明的，以距离a彼此邻近设置的焊环14a,b,c与例如不同的电相位U和W的相邻的绕组条，彼此之间有足够的电气绝缘是很为重要的。为了此目的，每个半瓷砖16在轴向越过所属的焊环14a,b,c，距离c，一方面超过绕组条的主绝缘层17，另一方面超过焊环14的端面21的尺寸，至少与在电机的周向上的焊环宽度的一半d同样大小。此处还应提及，轴向伸出距离c可以以不同的大小超出主绝缘层17和端面21。
在相分隔的位置，例如在绕组的不同的相U和W之间，如图5点划线所描述的，焊环14a,b与绝缘的半瓷砖16以种方式配置，即瓷砖互相面对。在相W内部，贴在焊环14c上的半瓷砖16直接与相邻的焊环14b的光的大侧面20b相邻地配置。
贴在焊环14a,b,c上的半瓷砖16在相内部和在相分隔处的此种配置，保证了绝对与通常的焊环绝缘，同等程度的电绝缘。此外，由于充分利用了上述焊环14a,b,c的导电和导热能力，导致了热度的明显降低，因而这就实现了焊环14a,b,c的极好的冷却。半瓷砖的应允许一个装有它的电机，有更大的工作范围并且因此可以经济地提供最优化的电机设计。
在发明的概念内，在焊环14的光的侧面和端面上涂漆也是可想到的，用于防止污染以及漏电保护。进一步可想象，仅有较高电位差的焊环带有本发明的半瓷砖，所有其他的其上电位差足够小的焊环却是裸露的。
标号说明表11定子叠片铁芯12下条13上条14a,b,c焊环
15绕组导线16半瓷砖17主绝缘层18转子19绕组端部空间20a,b焊环大侧平面21焊环端面22a,b焊环小侧平面a无绝缘的条之间的距离b焊环周向的护板c轴向悬出段d焊环的宽度
权利要求
1．用于一个由绕组条(12,13)构成的电机定子绕组的焊环绝缘，绕组端部(19)的绕组条末端有续接的焊环(14a,b,c)，它们彼此之间并与接地的机壳部分之间都是绝缘的，其特征为，第一个焊环(14b)的第一个侧平面(20a)基本上被一个半瓷砖(16)遮盖，同时此第一个侧平面(20a)面向第二个邻近的焊环(14a)，并且第一焊环(14b)的第二个侧平面(20b)保持裸露，同时此第二个侧平面(20b)与第三个焊环(14c)相邻。
2．如权利要求1所描述的焊环绝缘，其特征在于，在第一个(14b)和第二个焊环(14a)之间，在有较大电位差的位置上，例如在相分隔处，在上述的焊环(14a,b)上的绝缘的半瓷砖(16)彼此靠近。
3．如权利要求1或2所描述的焊环绝缘，其特征在于，半瓷砖(16)在轴向的两个方向上超出第一个焊环(14b)，即向外超出焊环(14b)的端面(21)并且朝定子叠片体(11)方向超出焊环(14b)。
4．如权利要求3所描述的焊环绝缘，其特征在于，半瓷砖(16)超出焊环(14b)使它越过绕组条(12,13)的主绝缘层(17)，同时，越过主绝缘层的悬出段(c)的尺寸至少与在电机周向上的焊环(14b)宽度(d)的一半同样大小。
5．如权利要求3所描述的焊环绝缘，其特征在于，超出焊环(14b)端面(21)的半瓷砖(16)的轴向悬出段(c)的尺寸至少与在电机周向方向上的焊环(14b)宽度(d)的一半同样大小。
6．如权利要求1-5之一所描述的焊环绝缘，其特征在于，焊环(14b)上，在电机周向的半瓷砖(16)的护板(b)的尺寸至少与在周向的焊环(14b)宽度的一半同样大小。
7．如权利要求1-6之一所描述的焊环绝缘，其特征在于，焊环(14a,b,c)的端面(21)无绝缘层。
8．如权利要求1-7之一所描述的焊环绝缘，其特征在于，焊环(14)裸露的外表面有涂漆层保护以免受污染。
全文摘要
对于由绕组条(12,13)构成的电机定子绕组的焊环的绝缘,在绕组端部(19)的绕组条末端有焊环(14a,b,c),焊环(14a,b,c)彼此之间并与接地的机壳部分之间必须绝缘,在这些焊环的第一个侧面上基本被半瓷砖(16)遮盖,同时,第一个焊环的第一个侧平面(20a)面向第二个邻近的焊环(14a),并且第一个焊环(14b)的第二个侧平面(20b)保持裸露,并与第三个焊环(14c)的第二个侧平面(20b)相邻。
文档编号H02K3/32GK1209672SQ98118619
公开日1999年3月3日 申请日期1998年8月21日 优先权日1997年8月23日
发明者H·埃欣, G·奈德黑菲尔, R·舒勒 申请人:亚瑞亚·勃朗勃威力有限公司