用于隔离绕组的分隔器的制造方法_3

文档序号:9713859阅读:来源:国知局
可以被设置为方法特征,反之亦然。
[0073]下面,参照附图,完全通过实施例对本发明的优选特征进行描述,其中:
[0074]图1示出了本发明的一个实施方式中的分隔器;
[0075]图2示出了图1的分隔器的侧视图;
[0076]图3示出了电机定子的视图;
[0077]图4示出了按半夹形设计提供的分隔器的一另选实施方式;
[0078]图5和图6示出了本发明另一实施方式中的分隔器;
[0079]图7示出了本发明另一实施方式中的分隔器;
[0080]图8示意性地示出了并入根据图7的实施方式的多个分隔器的旋转电机的定子;
[0081]图9示意性地示出了怎样在各组绕组之间装配图7的分隔器;以及
[0082]图10示出了本发明另一实施方式中的分隔器。
[0083]图1示出了根据本发明一实施方式的分隔器10。该分隔器被设计成接合至多相电机定子中的一组端部绕组,以便提供相间的电隔离。
[0084]参照图1,分隔器10包括通过一弯曲枢纽部分16连接的两个大致平坦部分12、14。平坦部分12、14中的每一个都具有大致平坦表面,和处于其外表面上的许多肋状部18、20。贯穿该平坦部分12、14按网格图案设置了多个孔22。
[0085]图2示出了分隔器10的侧视图。参照图2,与枢纽部分16结合的平坦部分12、14截面具有延长C形。该枢纽部分16通过大于180°的角弯曲,以使这两个平坦部分12、14随着它们远离枢纽部分16延伸而朝着彼此成角度。结果,该平坦部分12、14按距离d在它们的开口端隔开,该距离d小于平坦部分之间在分隔器内部的距离。
[0086]该枢纽部分16和/或平坦部分12、14具有某种程度的柔性,以使平坦部分12、14的端部可以推开并接着回弹到形状。
[0087]在使用时,该分隔器10在装配电机期间在一组端部绕组上滑动。随着首先将分隔器推入端部绕组中,平坦部分12、14的开口端被推开,由此增加距离d。一旦分隔器在端部绕组上滑动,平坦部分的开口端就回弹至其原始位置。图2中,用虚线26指示了一旦分隔器处于适当位置时,一组端部绕组的大约位置。
[0088]平坦部分的开口端之间的距离d被选择成小于该组端部绕组的直径。相比之下,平坦部分12、14之间在分隔器内部靠近枢纽部分16的距离被选择成大约等于或稍大于该组端部绕组的直径。这向分隔器提供自夹紧特征,并且允许分隔器将本身固定至该端部绕组而不需要分隔固定装置。
[0089]参照图1和2,平坦部分12、14中的每一个都在其开口端处设置有进入斜面36、38。该端部进入斜面36、38易于通过将相邻端部绕组推开而将分隔器插入到端部绕组上。该端部进入斜面36、38还易于借助于绕组导线的接触表面与进入斜面36、38的面之间的摩擦将分隔器轴向锁定在绕组中。端部进入斜面36、38还帮助容易去除任何绕组插入工具条。
[0090]分隔器10还包括处于平坦部分12、14侧面上的进入斜面40。该侧进入斜面40易于将分隔器周向插入到端部绕组上。
[0091]在该电机运转期间,孔22充当径向管道,并且通过将端部绕组导体暴露至空气而易于经由它们进行对流传热。这又允许从定子芯至端部绕组的传导传热,并因此贡献冷却定子。
[0092]参照图1和2,分隔器10包括处于平坦部分12、14外侧上的多个肋状部18。该肋状部18沿与端部绕组的方向大致平行的方向行进,也就是说,当分隔器处于定子端部绕组上的适当位置时的大致周向方向。该肋状部18限定多个冷却通道24。在该电机运转期间,冷却通道24允许端部绕组之间的周向气流,并由此贡献冷却该电机。
[0093]在旋转电机中,空气可以自然地流过电机或者利用风扇强制流过。通过提供允许端部绕组之间的周向气流的冷却通道,可以将空气递送至绕组的内部部分。因为绕组的内部部分未以其它方式暴露至空气,并且可以经历最高温度,所以这可以允许改进绕组的冷却。而且,因为绕组的增加面积被暴露至空气,所以绕组可以更一贯地冷却,使得经历低温差。
[0094]在图1和2的排布结构中,平行肋状部18未横跨整个平坦部件设置,而被限制至分隔器的、远离端部绕组位置的部分。由此,肋状部18不直接接触端部绕组。这防止端部绕组落入通道中,否则其可以危及相间电隔离。
[0095]每一个肋状部18都包括多个狭槽28。该狭槽28向肋状部增加柔性,并由此随着将分隔器插入到端部绕组中,而帮助分隔器适应绕组的曲率。该狭槽28还允许贯穿分隔器的某种程度的径向气流。
[0096]分隔器还包括垂直于端部绕组的方向行进的多个肋状部20。肋状部20位于平坦部件12、14朝着枢纽部件16的一侧。肋状部20充当导线支承,以防止相邻绕组的导线落入冷却通道中。由此,肋状部20帮助确保不同相之间的足够电隔离。
[0097]每一个肋状部20都包括沿其长度的多个狭槽30。设置该狭槽30,以便允许贯穿分隔器的某种程度的周向气流。狭槽30还向肋状部20增加一程度的柔性,并由此允许平坦部件随着分隔器打开而稍微弯曲。狭槽30小于绕组中的导线,为了防止俘获导线。
[0098]参照图1,分隔器还包括处于枢纽部分16中的气孔32。该孔32易于轴向气流,并且允许引导空气碰撞在定子端部绕组上。
[0099]除了气孔32,枢纽部分16还包括弯曲槽34。该弯曲槽34缩减枢纽部分的刚性,并由此帮助实现分隔器的所需弹性运动。
[0100]在插入分隔器之后,可以将定子的端部绕组利用系绳绑扎在一起。枢纽部分16的弯曲部分提供束紧支承,其支承系绳,同时束紧端部绕组。枢纽部分16上的突出部将系绳保持在适当位置。这引导系绳,并由此帮助确保束紧几何结构的一致性,和束紧方面的张力一致。
[0101]分隔器10可以由具有必要物理和电气特性的任何合适材料构成。希望该材料不导电,具有某种程度的柔性,同时有压缩刚性,并且具有良好的热特性。还希望该材料相当地摩擦,以便允许分隔器在端部绕组上滑动。在实践中,已经发现高密度塑料是合适的材料。该分隔器可以利用注塑来制造。
[0102]在使用时,分隔器10依靠在电机的多组绕组之间实施的气隙,而在这些绕组之间提供电绝缘。两组绕组之间的气隙必须足够大至其电气击穿强度大于这些组的绕组之间的任何预期电势差。然而,还希望限制分隔器的厚度,以便避免不必要地增加至该电机的体积。由此,该分隔器的尺度在这些不同因素之间权衡。
[0103]对于一典型电机来说,可能希望两个相邻组的绕组之间的15kV的击穿电压,其对应于典型复合金属-芳族聚酰胺材料片的击穿电压。等效击穿电压可以利用提供大约5_气隙的分隔器来实现。然而,这些值当然取决于将该分隔器所设计用于的电机。
[0104]图3示出了具有处于端部绕组上的适当位置的多个分隔器的电机定子的视图。图3的定子供与将转子容纳在该定子内部的旋转电机一起使用。
[0105]参照图3,该电机包括具有用于容纳定子绕组的定子槽的环状定子芯50。该定子绕组穿过该狭槽并退出定子芯,以形成端部绕组52。该端部绕组沿环绕该电机的大致周向方向行进。
[0106]在图3的排布结构中,针对每一相和每一极设置一组绕组。由此,一组内的绕组具有相同电压,而相邻组中的绕组典型地处于具有不同电压。分隔器10环绕每一组端部绕组52定位。这些分隔器按上述方式在相之间提供电隔离,和贯穿端部绕组的气道。在已组装电机中,分隔器10借助于系绳54就地保持。
[0107]图4示出了按半夹形设计提供的分隔器60的一另选实施方式。该分隔器60包括单一平坦部分14,和对应于图1和2中的一半枢纽部分16的弯曲部分62。图4的、对应于图1和2中的那些的特征部被赋予相同标号,而且未进一步加以描述。该排布结构可以被用于在定子的衬套区隔离端部绕组。
[0108]图5是本发明另一实施方式中的分隔器65的侧视图。参照图5,该分隔器包括采用和图4的实施方式类似方式的一平坦部件64和一弯曲部分66。然而,在图5的实施方式中,平坦部件64包括通过肋状部72隔离的底层68和顶层70。该肋状部72按与图1、2以及4的肋状部18相似的方式,在分隔器处于适当位置时,沿与端部绕组的方向大致平行的方向行进。由此,该肋状部72限定贯穿绕组的、沿大致周向方向行进的多个冷却通道74。
[0109]在图5的排布结构中,周向冷却通道74横跨整个平坦部件64设置。这可以帮助确保贯穿绕组内层的一贯气流,并由此帮助实现绕组的有效冷却。
[0110]在图5的排布结构中,顶层70包括大致垂直于端部绕组的方向行进的多个梁76。该梁76充当导线支承,以防止相邻绕组的导线落入冷却通道中。由此,该梁76帮助确保相邻组的绕组之间具有足够气隙,并由此,
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