电动机的绝缘电枢线圈的制作方法

专利名称:电动机的绝缘电枢线圈的制作方法
本发明一般地介绍旋转电动机，更具体地介绍这类电动机转子电枢线圈电绝缘的各种改进。
在诸如机车牵引电机那样的马力较大的直流电动机中，其电枢包括一个由铁磁迭片构成的可转动的圆柱状铁心，铁磁迭片沿圆周有许多容纳电枢线圈用的槽，电枢线圈通过旋转换向器及与之接触的靜止的电刷在电气上同外电路相连接。每个电枢线圈都有许多匝。线圈通常由许多根长而薄的铜条构成，每根铜条都有介电材料作为匝间绝缘，八根左右的铜条并联成一组弯成直线框绕组的形状，绕组的两个相对边是直边而平行的，然后用适当的介电材料给绕组包上绝缘护套，使并联铜条束在电气上和确定线槽侧边与底边，并处於地电位的铁心迭片的各暴露边互相绝缘。为了在多匝电枢线圈上施加匝对地绝缘护套，有几种已知的工艺。一种是在铜条束的每一个直边(即线圈的入槽段)上绕以多层薄绝缘纸，见先有技术美国专利2675421号。和2697055号。第二种已知的方法是用一对互补的、予成形的、相当硬的绝缘材料制的管状部件将每一边入槽段封装起来，这种部件制造装配都比较容易，但是不能有效防止对地漏电。第三种方法是用绝缘带螺旋状地绕在线圈的直边上。第三种方法或者可单独使用，或结合第一种方法(见美国专利3662199号)，或者和第二种方法结合使用。
不管用哪种方法，电枢线圈的匝对地绝缘都需要具有足够的介电强度、厚度及牢固性，以便在一切可能的环境条件下防止线圈中任何一匝对地被电击穿(即短路);对於机车牵引电机，所说的环境条件包括不停的振动、频繁的机械冲击、偶然的电过载、周围温度和大气湿度和/或者混浊污染的剧烈变化。而且，当机械老化以及尽管由於温度变化，线圈的入槽段的长度相对於毗连的槽侧边发生长度方向的尺寸的周期变化时，都要求维持所希望的绝缘性质而没有明显的劣化。(如所周知，电枢电流平均值每增至满载额定值一次，电流的热效应将造成铜条膨胀，该膨胀量和迭片铁心的不同，因为开始时铁心比线圈冷，并且无论怎样，热膨胀系数是不同的)。
传热良好是另一项一般所希望的绝缘系统的特性。这一特性在牵引电机中特别值得注意，在那里，目标是要获得较大的单位重量的输出转矩。为了帮助达到这一目标，对电机电枢来说，下述可能的变更的任何一种或者几种之结合是所愿望的(1)槽的尺寸给定时，增加每个电枢线圈中铜条的截面积，由此容许线圈在不增加电流密度的条件下流过较大的电流;(2)增加铜条中的电流密度(因此，发热增加);(3)减小每个槽的深度，以便使给定截面积的铜条就位於接近铁心的表面，因此更接近於电机的磁极。但是，要实现这些变更中的任何一项，都得减少电枢线圈的匝对地绝缘的厚度。电枢线圈的外绝缘护套越薄，套内铜条所处的空间就越大，从铜条到转子铁心的传热也就越好。这样，靠减少发热、促进散热，电枢线圈就能够在不超过给定的最大安全温升的条件下负载更大的电流(所以电动机能产生更大的转矩)。
对於牵引电机的应用场合，众所周知的特别优越的绝缘材料属於H型聚酰亚胺薄膜。做成氟酸乙丙烯-氟炭乙烯(FEP-CF)树脂涂层形式的这种薄膜由杜邦公司制造和销售，商标为“Kapton”。薄型标准规格的Kapton绝缘是很柔软的，具有较高的介电强度(一般至少为3000～4000伏/密耳)，在高温下可保证物理上和电气上的稳定性。FEP-CF树脂涂层(众所周知的杜邦商标为“Teflon”)在聚酰亚胺薄膜基底上提供了很光滑的、可以热密封的表面。这也改善了薄膜的抗化学性能，降低了潮气吸收率和氧化分解率。这种复合材料到现在为止已经被成功地用於电动机磁体矩型线的绝缘以及机车牵引电机后力磁线圈的绝缘(见美国专利4376904号-Horrigan)。迄今精密电动机已经用H薄膜制的槽衬。关於Kapton及其已有的典型用途的进一步的资料，可参看D.H.Berkebile和D.L.Stevenson的文章，题目是《‘Kapton’聚酰亚胺薄膜在宇宙空间应用方面的使用情况》。这篇文章由汽车工程师协会于1982年发表在1981年10月5～8日举行的汽车工程师协会会议记录第3562-68页上(预印本No.811091)。
本发明总的目的是为电动机电枢线圈提供一种改进的绝缘系统。
另一个目的是提供一种具有匝对地绝缘护套的电枢线圈，绝缘套的特征为壁薄、介电强度高、对地漏电小、没有捆扎上的麻烦，并且当线圈导体在长度方向上膨胀或收缩时，绝缘套内表面和线圈导体之间没有引起磨损。
再一个目的是提供一种具有尺寸较小、位置最佳的匝间绝缘的多匝电枢线圈。
本发明还有一个目的是提供一种有效利用聚酰亚胺薄膜优点的电枢线圈绝缘系统。
当以一种形式来实现本发明时，电动机转子上每个电枢线圈包括一束并联、分开绝缘的、一般为矩型截面的导体，它被弯曲成框型，其第一边和第二边具有长而直的入槽段，分别放在柱状转子铁心圆周的两个槽中。在转子的一端，导体束的第一边和第二边入槽段分别和第一及第二短段相连，形成钝角，随后，两个短段会聚到交点处。在这里，通过钝角弯环把它们彼此连结起来。线圈的匝对地绝缘由两根不可压缩、非热塑性介电材料制的予成型管来实现的。第一根管包住导体束的第一入槽段和所连短段的外表面，而第二根管包住第二入槽段及第二短段的外表面。
每根上述套管都紧贴所包围的导体束段而又能在其上滑动，以提供导体束和转子铁心槽壁之间的电绝缘。管壁为整体、无缝、防水结构，保证线圈每一个入槽段的所有侧面绝缘相同并且良好地防止对地漏电。在制造流程的插楔封槽阶段，当线圈受到径向向心压力时，管壁完全不会发冷变形。再则，管壁相当薄也足够柔软，在任意平面内弯曲，都不会破裂、或在介电强度方面造成明显的损失。壁薄，就允许线圈的各个导体有较大的截面积，所以在给定尺寸的槽中载有较大的电流，壁薄，也增强了导体向铁心的传热。每根套管的壁还有一个特点内表面光滑，这提供了一个同周围导体接触的比较润滑的界面，从而管内导体在长度方向膨胀或收缩时不致磨损或毁坏绝缘。
最好每个电枢线圈至少有4根导体，各占四分之一象限，每束导体有4个单匝。在线圈中，4匝导体靠匝间绝缘互相隔开，匝间绝缘是实质上不可压缩的、非热塑的、具有十字型的截面的介电材料制的予成型整体部件。这一部件很薄、足够柔软，在任何平面中弯曲都不会明显损害物理上的坚固性及电绝缘性质，在线圈中它只占据很小的空间。这就容许线圈的每个导体有较大的截面。
最好管型匝对地绝缘和十字型匝间绝缘都由多层很薄的聚酰亚胺薄膜涂以FEP树脂构成。在前述的管型绝缘的场合，管壁内表面的光滑度和润滑性由於用了FEP涂层而加强。
从下面结合附图所作的说明中，本发明将被更好地了解，其各项目的及优点将更为充分地予以评价。
图1是直流电动机类的旋转电机转子的局部剖面简化侧视图。转子圆周上有许多槽，槽中排入数量相同的电枢线圈，这样来使本发明具体化。
图2是图1中的转子的一个电枢线圈的简化电路图，表示了4个单匝互相串联的关系;
图3是转子铁芯上一个槽的放大剖视图，示明了一个线圈的第一入槽段位於槽的底部，其上是另一个线圈的第二入槽段;
图4是图1那个转子的一个完整电枢线圈的平面图;
图5是图4线圈在线圈的底部入槽段弯曲处沿5-5剖面线剖开后的放大剖视图;
图6是予成型绝缘管局部的透视图，按照本发明，这种管子包住图4所示线圈的每一边的入槽段;
图7是予成型十字形截面绝缘部件的透视图，根据本发明它被插在线圈内使4个单匝互相隔开;
图8是图1中电机转子的电枢首端的局部透视放大图，电枢线圈的上面那一排已被部分切断，以便更好地示明下面的那一排及它们之间的电绝缘层。
图1所示的转子多适用於诸如圆柱形直流牵引电动机的这类电机中。转子有轴11，它由适当的轴承支持(图中未画出)，以绕轴旋转。靠近轴的一端装有以排列成圆柱状的导电片构成的传统换向器12，环形电枢头13则安装在轴的另一端附近。在换向器12和电枢头13之间是由可磁化材料排成的圆柱形铁芯14，它装在轴11上。实际上，铁心14是铁磁迭片组合起来的。
换向器12正如图1中画出的那样，是典型的V环拱形边缘型的，有一个外挡圈15，利用螺栓把它固定在轴11的配合圈16上，以便把换向器卡在中间。各换向片的内侧端按径向向外延长，形成了排成圆柱状的竖片列17，电枢线圈可以方便地接到竖片上。换向片常用铜制成，靠一对对着介电材料制的环形换向器锥体18和19在电气上和两个金属挡圈绝缘，绝缘锥分别夹在每一片整流片两头的V型凹口和挡圈15、16之间。每片换向片都有向外的表面，当转子绕轴11旋转时，和炭刷(未画出)滑动接触。图中23为一片换向片的剖面。
为了使冷却空气沿轴向流经转子，在电枢头13中有一个带孔的环(见图1的27)，在换向器12的挡圈16中同样有一个带孔环(28)，这些孔和铁心14的通孔(图中未示出)对齐。
转子铁心14包括许多条轴向长槽30，槽与槽的间隔一定，均匀分布於圆周。与槽数目相等的电枢线圈就放在槽中，并和换向器上选定的换向片相连接。在本发明的一个实施例中，在直流换向器电动机的转子上用了46个线圈，电动机的连续额定输出功率超过1000马力。每一个电枢线圈实际由一束铜之类的导电材料制的并联、细长金属条构成;每根金属条都分别涂有如Kapton之类的薄绝缘层。这些分别绝缘的导体一般都为矩型截面。
按传统的方式，并联导体束弯成框型绕组，它有两条比较长的直边入槽段B和T(见图4)。每个线圈的第一入槽段B位於铁心槽的底部。而第二入槽段T位於另一个槽的顶部。这些入槽段在线圈的封闭端或弯曲处依靠L环连通，L环略微突出於电枢头13的外端。每个线圈的联结L环并伸过电枢头圆柱面的部分用普通的带子31环圆周缠绕，以防止转子轴高速旋转时，由离心力引起的径向移动。
在每个线圈的开口端处，每束导体的两个头和在换向器12上选定的换向片连接。具体地说，这些末端D分别接在予定换向片组的竖片上。每个线圈从转子铁心14延伸到换向片的部分用绝缘带32紧紧绑牢在挡圈16的圆周上。在这些部件全部装配完后，整个转子用普通的真空-压力技术(VPI)浸漆，然后高温烘烤，使充填入任何空隙的绝缘漆固化，由此促进传热和防水。
在图示的实施例中，电枢线圈是有4个单匝的多匝线圈，导体束的未端按4匝串联来连接。这可以从图2中看到，图中一个线圈的4匝接於连续的五个一组换向片21～25。正如技术熟练者所知换向片之间夹有薄的绝缘材料层(图中未示出)作为相邻片间绝缘。线圈的第一匝有顶部半段1T，它和入槽段T相连，底部半段1B与同一线圈的入槽段B相连。顶部半段1T的未端接换向片21，底部半段1B的未端接换向片22。同一线圈的第二匝也有顶部、底部两个半段2T和2B，前者同第一匝的底部半段1B接在一起，接在下一片换向片22上，后者接第三片换向片23。以此类推，第3匝有顶部、底部各半段3T和3B，接於相邻的换向片23和24之间，第四匝有4T和4B，接於整流片24和25之间。图1表示出，第二匝的底部半段2B和第三匝的顶部半段3T接在同一换向片23的竖片上。
每个多匝线圈内部，4匝导体排列成各占四分之一象限，线圈封闭端弯曲处的L环使导体匝翻转，於是每一匝的顶部半段和底部半段沿对角线占了相反的四分之一象限。在实用中，示於图2的4个单匝的每一匝最好分裂为两条以上的并行路径，这由至少两根并列的互相绝缘的导体来实现，其相应端在电气上接在一起。
图3表明一个电枢线圈的第一边入槽段B和另一个线圈的第二边入槽段T是怎样分别放入转子铁心14圆周上的槽30中的。槽30的开口用普通的槽楔34来封住，使两个线圈的入槽段都保持不动。有些电机的转子线圈数目比槽的数目多，在这种场合，至少一个多出来的入槽段可能要放在槽30中图示的B段和T段之间。采用改进的制造流程以保证各导体束、各槽楔以及槽本身在尺寸上不至太悬殊，这样就不必在楔34和顶部线圈之间充填任何绝缘条就能插得很紧。
如图3所示，每个线圈最好由八根分开绝缘的导体束构成，这些导体的末端互相连接成每匝有两根导体并联、每个线圈是四匝串联的。按照本发明，导体束每一入槽段的外表面套以予成型绝缘管35。这种套管的特点即将结合讲述图4～图6予以说明。另外，线圈再包一层薄绝缘带36，保护每根套管外表面在线圈下槽时不受损坏。套管35的功能是作全部线圈导体和槽30的两壁之间的电绝缘(即匝对地绝缘)以及和另一个线圈入槽段之间的绝缘(即线圈对线圈间的绝缘)。在典型的电机中转子额定运转时，其铁心14通常处於地电位，而一个电枢线圈的导体对地的电位可高达1400伏，对相邻的入槽段导体的电位也这样。
按照本发明，每个线圈的四个单匝之间用予成型十字形截面的绝缘间隔37隔开。这就加强了导体本身绝缘涂层所提供的匝间电绝缘。在额定运转时，相连续的匝导体之间电位差一般为50伏，所以第四匝的电位和同一线圈第一匝的电位差不多要相差150伏。十字形部件37的结构和优点，从后面图5、图7的说明中可以了解得更清楚。
框形电枢线圈清楚地示於图4。线圈的第一边和第二边平行的直的入槽段B和T，在电枢头这一端分别整体地连着第一、第二短段41、42。线圈的短段41和42以钝角从相应的入槽段B、T延伸至会聚点，在那里被锐角弯成L环。在形成L环处，导体束拧了半周(180°)，这样，在这一点，线圈的四个单匝变换相对位置。结果，在导体束入槽段B中居於下内侧四分之一象限的线匝(即在图2中以1B标出底部半圆的那一线匝)将在入槽段T中占据上外侧四分之一象限。在所示的实施例中，L环区中两对对角的导体被套上柔软的短的强化绝缘(比如编织玻璃纤维)护套43。
如图4所示，电枢线圈的入槽段B和T，在换向器端分别成钝角接到第3、第4短段44、45上，这两个短段又引至单一导体的末端D。导体在其靠近末端处被剥去绝缘、分岔、整平，以便按一定方式排列而和各换向片竖片良好接触。当转子上其它线圈都装完时，这个线圈就接在一组整流片上。
在图4中，线圈外侧附加绝缘带层36被略去以便显示出介电材料予成型套管35的排列。套管35的第一根包住的是导体束的整个第一入槽段B的外表面以及相联短段41外表面的最低一部分(最好全部包住)第二根同样的管包住第二入槽段T的全部外表面以及第二短段42外表面的最低一部分(最好全部包住)。每个套管都和所包住的导体段外表面紧贴而又能滑动，以提供线圈中导体束和转子铁心14的槽30的壁之间的电绝缘。
如图6所示，每根予成型管35的壁一般都为矩型截面。它用不可压缩的、非热塑并具有较高介电强度的材料制成。管壁为无缝整体结构，薄而柔软，在任何平面中弯曲均不会造成物理上或电气性质上明显的损失。壁的内表面足够光滑，允许导体束在铁心槽中纵向膨胀和收缩时，能在管内自由移动。在本发明的最佳实施例中，这些特征是通过形成予成型管35的管壁而得到的，其管壁是用多层很薄的聚酰亚胺以氟酸乙丙烯(fluorinated ethylene propylene)树脂紧密粘结而成的。普通的聚酰亚胺薄膜(H型)在温度低於300℃时介电常数大约在3、0以上。这类材料有一种品名叫KaptonF型，它包括在一面或两面涂有FEP-CF涂层，商品名为Teflon。
在本发明的最佳实施例中，每根套管35是这样来予成型的，将一张宽的无空向Kapton薄膜(两面涂有FEP树脂)在所需形状和长度的型芯周围缠绕大约涂绕8次，加压，加热直至树脂融化(在350℃和400℃之间)，冷却型芯使树脂再固化(约在220℃)，这就使得各Kapton层密合在一起，然后撤去压力，从型芯上取下成品管。这种予成型管的内壁和外壁都被涂上FEP，它可提供很光滑的表面，允许套管在被绝缘的导体束上易於滑动。以上述方式，8层Kapton膜一经粘合融结在一起制成整体无缝管壁，这样壁在下首制造工序或转子运转时的高温下将不会熔化，并且在尺寸上保持稳定。在最后转子进行VPI浸漆处理期间，管壁不会和绝缘的导体粘在一起。管壁厚度均匀一致，不大於15密耳，受压时根本不会冷变形或蠕变。在现在本发明的最佳实施例中，套管35近似2呎长，内表面尺寸0.64吋高，0.51吋宽，壁厚差不多是0.01吋。
在图4所示的本发明实施例中，在电枢线圈的换向器侧，套管35并不延伸超过线圈入槽段B和T，通常将已知绝缘材料(未画出)绕在线圈第三、第四短段44和45的导体束外面，以提供这些段和换向器挡圈16圆周之间的附加匝对地绝缘。但是，在另一种的实施例中，予成型管35比较长，因此，套管包住了一部分短段的外表面，因而增加了漏电的距离，这距离是由这些套管在的换向器端转子铁心14和线圈的入槽段B和T中的导体之间提供的。
为了至少在L环附近以及每个入槽段B和T的相对端形成钝角的弯曲处使4对平行而分别绝缘的导体隔开，在电枢线圈内部安排了绝缘措施。如前面结合图3所说过的，在图5和图7中表示得更加清晰，这种绝缘措施乃由予成型整体绝缘部件37构成，它具有十字型截面。根据本发明，部件37由介电强度较高的、不可压缩的非热塑介质材料制成，它薄而柔软，在任何平面内弯曲，都不会明显损害物理上的坚固性和电气绝缘性质。最好这些特征是通过成形用两层很薄的聚酰亚胺薄膜靠FEP树脂粘结起来制成的部件37而获得的。这可以方便地制造，把比较窄的KaptonF型薄膜带(一面涂以FEP树脂)送入具有4个相交槽的型模，型模形状与部件37的剖面相同，每条带跨於一对互相垂直的槽，因此，在四个槽的每段槽中都填入了两条带的半宽邻接部分，它们的涂层互相面对，於是加热型模至FEP树脂融点以上的温度，在膜带出模之前冷却型模，使树脂再固化，邻接的膜带就被密结在一起，形成整体2层十字片，再将成品切成所需的长度。最好十字型部件37足够长，以便连续地沿L环、沿整个第一、第二短段41、42、沿两边入槽段B和T，以及沿第三、第四短段44和45的大部分而延伸。
予成型十字形部件37的垂直及水平部分实际上只有先前叙述的予成型套管35壁厚的四分之一那样薄。垂直部分在线圈第一和第四匝之间以及第二、第三匝之间提供了附加绝缘。在图5中，第一匝包括线圈第一入槽段B的下内侧四分之一中的导体对1B，第二匝包括上内侧四分之一中的导体对2B，第三匝包括上外侧四分之一中的导体对3B，第四匝包括同样入槽段的下外侧四分之一中的导体对4B。线圈的8根导体每一根所敷绝缘薄层在图5中用47标明。最好绝缘层47是Kapton，其外表面涂以FEP涂层，和套管35内侧的FEP涂层配合，这样，当导体由於热循环而膨胀、收缩时，就会有利於导体束相对於套管35作纵向运动。注意，FEP涂层也能经受因给转子上漆(在进行最后VPI处理时)所引起的受潮，所以就防止了从套管两端渗进来的绝缘漆使导体粘在套管35内侧。
十字形部件37的水平部分在线圈第一匝和第二匝之间(图5中的导体对1B和2B)以及第三匝和第四匝之间(导体对3B和4B)提供附加的匝间绝缘。这在L环以及线圈的4个角处是特别重要的，在这里，8根导体束在两边入槽段B和T的两端弯曲形成钝角。如图5中所示，将导体弯曲，就使其截面畸变，导体内侧趋於缩紧、隆起。在靠近弯管内半径，缩紧最明显。直到此时，在线圈的每个角处，对角线上两对导体已绕以柔软的强化绝缘带，以补充每根导体的绝缘，由此分别增大了导体对1B和2B(以及3B和4B)相邻缩紧区域之间的间隙。本发明的十字形部件37作用也一样。因为很薄、不可压缩、不会冷变形，只放在需要附加匝间绝缘的地方;部件37与先有技术的增强绝缘带相比占据空间小，因此在给定尺寸的铁心槽中允许使用截面较大的导体。当将导体束弯曲而形成线圈的角时，在部件37内侧水平部分处形成皱纹或折痕。形成的波纹和皱折示於图5。它们如愿地增强了居於线圈的两个内侧四分之一空间的导体对的相邻缩紧区之间的绝缘。
图4中所示电枢线圈的L环和其它弯头或弯角是用普通液压/气动的线圈成形机械来制造的。最初，八根平行而分别绝缘的导体束是直的，末端D不是压扁的。在线圈成形工艺的这一方面，把予成型十字形部件37对称地放在导体束内，把两根绝缘套43套在两对对角的导体上，套到位於导体束两个对端间的中部。下一步是将导体束弯曲、扭转，以形成L环。然后把两根予成型管35套入仍是直的导体束(除了L环外)。通常，因为管壁内表面光滑，每根套管35很容易在导体束上滑动。但是，如果有的导体弯了，它们在套管过程中就得强制地并在一起。从导体束两头套入套管35以后，每一头就在三个地方弯曲形成短段41，42，44和45以及直的平行入槽段B和T。
图8表明电枢线圈的第一、第二短段41和42是怎样绑牢在转子的电枢头13的圆周上的。在这张图中略去了另外包在每个线圈外面的绝缘带层36(而且它提供了在最后VPI浸漆期间绝缘漆粘附的表面)。由於予成型绝缘套管基本上包住了线圈的短段41和42的全部外表面，所以它在电枢头13和套管所封的导体束之间提供了有效的电绝缘。套管也将线圈短段41的底部一排同短段42的顶部一排绝缘，它们使上层和带31绝缘。在实用中，由套管35提供的绝缘，在带31和顶部一排之间还靠电绝缘材料薄层51来补充，在顶部和底部一排之间用另一种线圈对线圈绝缘薄层52来补充，在底部一排和电枢头之间靠线圈对地的薄绝缘层53来补充。但是，在每一例中，补充绝缘层都可以比迄今已用的窄和/或薄，因此就有利于把热从电枢线圈的导体传给电枢头以及冷却空气流。套管35保证了每个导体束入槽段和转子铁心14的外侧端之间有很长的漏电距离。
尽管已经举例说明了本发明的最佳实施方案，然而对於懂行的人无疑会有许多修改。所以，最终的权利要求
拟将涉及所有这类属於本发明的正确精神与范围的修正都包括在内。
权利要求
1、一种用於电动机的改进的电枢线圈，电动机的转子包括在其一端由圆柱状排列的间断导电片组成的换向器；其转子另一端的电枢头；置於所述换向器和电枢头之间磁化材料制的圆柱形铁心，所述铁心包括许多在其圆周上的、轴向延伸的槽中；许多多匝电枢线圈，它们被放在所述铁心的槽中，并且在电气上和选定的换向片连接，每个电枢线圈包括一束平行的、分别绝缘的导体，其末端与予先确定的一组所述的换向片配合连接，每一根所述的导体一般为矩形截面，所述的导体束一般弯成线框形绕组，它有第一边和第二边较长的、直的入槽段，它们将被合适地放入所述转子铁心的两个分开的槽中，所述的第一、第二入槽段在其电枢头一侧分别和第一、第二短段相连，以此构成钝角，两个短段汇聚伸至电枢头的外端，在那里借助于一个弯环彼此相连，改进的电枢线圈的特征是，该项改进包括第一根由实际上不可压缩的、非热塑介电材料制的予成型套管，它包住了所述第一入槽段的整个外表面和所述线圈的所述第一短段的最低部分的外表面，以及第二根同样材料的予成型套管包住所述第二入槽段的全部外表面和所述线圈的所述第二短段的最低部分的外表面，每根所述的套管都紧贴所包段而又能在外表面上滑动，以提供所述导体束和所述铁心槽壁之间的电绝缘，每根套管的壁具有整体无缝结构、薄而且足够柔软，在任何平面中弯曲都不会明显损害物理上的或者介电方面的坚固性，并具有足够光滑的内表面，允许所述的被绝缘导体在管内长度方向膨胀和收缩。
2、权利要求
1的线圈的特征在於所述第一根套管包住所述第一短段全部外表面，所述第二根套管包住所述第二短段的全部外表面，由此，所述套管提供所述导体束和所述电枢头之间的电绝缘。
3、权利要求
1所述的线圈至少有4根导体，排列成各占四分之一象限，由此，每束导体便有4匝，其特征在于为了至少在所述的钝角及所述的环附近将所述4根导体相互隔开，在所述导体束内配置了绝缘部件，所述绝缘部件包括用实际上不可压缩的、非热塑介电材料制的予成型整体部件，并具有十字形截面，薄而足够柔软，在任何平面内弯曲都不会明显损害物理上的坚固性和电绝缘性质。
4、权利要求
3所述的线圈的特征在于所述予成型部件包括至少两层聚酰亚胺薄膜，用氟酸乙丙烯(fluorinated ethylene propylene)树脂粘结在一起。
5、权利要求
3所述的线圈的特征在于所述导体的末端以这样一种方式连接，使在所述导体束中的4匝互相串联。
6、权利要求
5所述的线圈的特征在于每一所述匝都至少包括两根平行导体。
7、权利要求
3所述的线圈，在其中所述绝缘部件沿所述线圈的所述两个入槽段的全长、沿所述两个短段的全长、沿所述的环而延伸。
8、权利要求
1所述的线圈的特征在于所述线圈的第一和第二入槽段在其换向器侧分别和第三和第四短段连接，以此形成钝角，再引至所述导体的所述末端，并且其中所述第一根套管包住所述第三段的最低一部分外表面，所述第二根套管包住所述第四段的最低一部分外表面。
9、权利要求
8所述线圈至少包括4根导体，排列成各占四分之一象限，因此每束导体有4匝，其特征在于为了至少在所述钝角的附近以及所述环的附近将4根导体互相隔开，在导体束内安排了绝缘部件，所述绝缘部件是由实际上不可压缩的、非热塑介电材料制的予成型整体部件，它具有十字形截面，薄而且足够柔软，在任何平面中弯曲都不明显损害其物理上的坚固性和电绝缘性质。
10、权利要求
9所述的线圈的特征在于所述绝缘部件沿所述线圈的所述两个入槽段全长、沿所述第一和第二短段两者全长、沿所述环而延伸。
11、权利要求
1所述的线圈的特征在于所述每根套管的管壁一般有矩形截面，厚度均匀一致，不大於0.015吋。
12、权利要求
11所述线圈的特征在于所述的管壁在所述线圈的入槽段放入所述槽中之后受压时不会冷变形或蠕变。
13、权利要求
11所述线圈的特征在于所述每根管的管壁是多层很薄的聚酰亚胺，用氟酸乙丙烯树脂粘结。
14、一种用於电动机的改进的电枢线圈，电动机的转子包括在其一端由圆柱状排列的间断的导电片组成的换向器;在转子另一端的电枢头;在所述换向器和电枢头之间的磁化材料制成的圆柱状铁心，所述铁心包括在其圆周上沿轴向延伸的许多槽和许多多匝电枢线圈，它们被放在所述铁心的槽中，并在电气上和选定的换向片连接，每个电枢线圈包括至少4根平行、分别绝缘导体构成的导体束，导体安排成各占四分之一象限，所述导体的末端和所述换向片的予先确定的一组相接，每根所述导体一般具有矩型截面，而所述导体束被弯成线框形绕组，它有第一和第二比较长的、直的入槽段，要被放入所述转子铁心的两个槽中，所述第一和第二入槽段包以介电材料，在电枢头侧分别和第一、第二短段相连，以此形成钝角，两个短段再汇聚延伸到电枢头外端，在这里借助于弯成钝角环彼此连在一起，改进的电枢线圈的特征在于改进包括放在所述导体束内的绝缘部件，用以至少在所述钝角和所述环附近将4根导体互相隔开，所述绝缘部件包括一种用实际上不可压缩的、非热塑性介电材料制的予成型整体部件，它具有十字形截面，薄而足够柔软，在任何平面中弯曲都不明显损害其物理上的坚固性与电绝缘性质。
15、权利要求
14的线圈的特征在于所述予成型部件至少有两层聚酰亚胺薄膜，用氟酸乙丙烯树脂粘合。
16、权利要求
14的线圈的特征在于所述导体的末端以这样的方式连接，致使在导体束中四匝互相串连。
17、权利要求
16的线圈的特征在于所述每匝至少包含两根平行导体。
18、权利要求
14的线圈的特征在于所述予成形部件沿所述线圈的所述两个入槽段全长、沿所述两个短段的全长、沿所述环而延伸。
专利摘要
放入电动机转子槽的多匝线圈由一束分别绝缘的、平行靠紧的导电条构成，在线圈的每个入槽段套上不可压缩的、非热塑性介电材料(例如聚酰亚胺薄膜)制成的预成型套管；管壁薄而柔软，能在任何平面中弯曲，足够光滑，允许被绝缘导体在套管中长度方向自由膨胀和收缩。在线圈内，用同样介电材料制的十字形部件加强了匝间绝缘。
文档编号H02K3/38GK86101029SQ86101029
公开日1986年9月24日 申请日期1986年1月7日
发明者贾尔马·艾伯特·奥尔森 申请人:通用电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan