电机的副槽盖的制作方法

专利名称:电机的副槽盖的制作方法
本发明涉及电机，特别是涉及包括有导电绕组安置在多个轴向延伸的槽内的转子的电机。
该电机包括在有多个轴向延伸的槽里嵌入电导体的转子体。该转子体通常是钢材质的。而转子绕组则由许多铜线组成。在直接冷却的电机中每一个槽内可以进一步包含为通风和冷却而设的轴向延伸的副槽。直接冷却电机是由它所在处的气体，例如空气和氢气直接地冷却。在现有技术里，副槽是为了沿着转子的轴向传导冷却气体的通风装置的一部分。每个槽还包括主要通过在绕组中的通风槽的径向冷却气流的构造。
在上述的电机里，必需把转子绕组对转子体电气上绝缘起来，如采用不导电的“槽衬”绝缘体，一种这样的绝缘见已公开的授予Vogt并转让给本发明的受让人的4，321，498号美国专利。在那个专利中，结合参考文献，提出了该发明的最佳实施例包括一对电的绝缘部件(槽衬)，它每一件包括一个径向延伸到底脚的部分，电气绝缘部件这样放在每一个槽里使其径向延伸部分靠在两对面的槽壁上而底脚互相朝着对方。此外，还有一个轴向延伸的底(副槽盖)，它有构成轴向的小槽的两个对边，每一个这种小槽内放入一个底脚，在这里形成一个副槽盖和槽衬之间的联接点。那份专利还进一步提出靠槽壁安置的副槽盖和绝缘槽衬由玻璃层压材料构成。
申请人:已发现使用芳基酰胺(aramid)纸如Nomex(杜邦公司的商标)作为槽衬的绝缘材料是合乎要求的。然而，根据上述的4，321，498号专利的教导，他们发现在绝缘部件和底脚件的联结部发生90度弯曲时它硬度不足。在离心负载下，槽衬将从副槽盖的联结部脱开甩出槽壁。
芳基酰胺纸目前仅应用在传统冷却的电机上，传统冷却电机被称为是不同于直接冷却的电机。传统冷却电机是把绕组产生的热从绕组通过转子体然后传导到冷却介质这样来冷却绕组的。在直接冷却的电机里，冷却介质直接地通过绕组。芳基酰胺纸显出尺寸不稳定性，并能在相对湿度改变条件下增加轴向长度达百分之一之多。所以甚至具有冲出的通风槽的U形芳基酰胺纸已避免使用于直接冷却的绕组中，因为湿度能引起由于副槽盖-槽衬和铜的通风槽由对准变为错位，减少了冷却通路的面积。
于1984年10月1日申请，申请号为656，571并转让给本发明的受让人的美国专利申请中，公开了一种采用混合芳基酰胺纸槽衬和玻璃层压副槽盖来解决上述涉及芳基酰胺纸问题的方法。槽衬包括轴向和径向延伸的侧壁连同在直径方向上处于里面的向轴向延伸的底部构成U形槽。副槽盖包括一平面状的外层(对于转子轴线)和平面状的内层。芳基酰胺纸制有彼此有间距的孔，这些孔使副槽盖的内外平面层彼此粘结，也粘结到插入它们之间的芳基酰胺纸底部，这样，通风槽被做进槽衬、副槽的混合体中了。
尽管上面提到的申请的解决方法提供一个改进装置，但为了形成混合结构，它要求在粘结工序之后伴随以机加工工序。
因此，本发明的目的是提供一种克服现有技术缺点的改进的电机槽绝缘。
本发明的另一目的是提供一种采用二块注模副槽盖的改进的电机槽绝缘。在二块注模副槽盖中，第一和第二块可以不用粘结剂而在机械上固定起来。
本发明的更进一步目的是提供一种采用与注模副槽盖联合在一起的基本上为U形芳基酰胺纸的绝缘体的改进的电机槽绝缘体。在注模副槽盖中，它可以机械地固定在绝缘体上形成不用粘结剂的混合结构。
本发明的另外目的是提供一种改进的电机副槽盖，它可做成标准长度并以机械方法连结起来构成连续的轴向副槽盖。
本发明的还有一个目的是提供一种改进的电机副槽盖，其中副槽盖由两块注模绝缘材料做成，具有与在槽绝缘部件里的通风孔相配合的预制通风孔。
为了更好地理解本发明，下面将参照附图一起详细说明。这些附图是图1是本发明混合槽衬的分解等比例图。
图2是为了说明相邻副槽盖联结部和小槽沟布置而将图1中绝缘移去的副槽盖局部剖面侧视图。
图3是显示在转子槽中槽绝缘组装情况的电机转子槽截面的端视图。
图4是本发明槽盖的外部件的一个替代方案为了说明一个整体的机械的固定装置的局部剖面透视图。
现在参照图1，箭头11总的指一个混合芳基酰胺纸槽衬和玻璃层压板副槽盖。槽衬是由轴向和径向延伸的侧壁13连同径向方向上处于里面的在轴向延伸的底部15一起形成U形绝缘部件16。副槽盖包括平的外部件17(对于转子中心线)和平的内部件19。如美国专利4，321，498号所说的那样平的内部件19可包括在轴向延伸的径向的肋片21。平的外部件17包括两块在径向的向内突出的(对于转子)夹片或齿9用来穿入在内部件19上的开口或孔23与内部件19的下表面相扣合。另一在外部件17上形成的孔25，当外部件和内部件17和19分别地拴在一起时和在内部件19上的开口23对齐。U形沟槽部件16的底15也开有一孔27，该孔27和孔23和25对齐因此形成通过混合槽绝缘或槽衬的通风道。
内部件19包括横向小沟槽29和31，各位于每一端用来限定一个联结多个副槽盖的联结结构。由部件19的一端和小沟槽29限定的平台33被加工成或注模成低于部件19的上表面的平面使部件19互相挨贴并形成平滑、连续的表面。在这方面，在贴近小沟槽29的部件端头上的平台35加工成或注模成高于部件19的下表面的平面，为的是与小沟槽29和平台33相配合以便形成平滑的连结部。
当外部件17和内部件19相配时，齿9通过孔27和孔23将U形沟槽部件16锁定在内槽盖部件19上。齿9包括凸出部9A，它可扣住部件19的下表面使抓住并箝制住U形沟槽部件16。齿9做成外部件17的组成部分，最好在注模过程期间做成，并最好由抗蠕变的可塑材料制成，为的是施加向外的压力于槽23的轴向端上以阻止在电机运转时松动。最好，外和内部件17和19分别地由可以从通用电气公司得到的Ultem多醚酰亚胺树脂那样的高温工程热塑塑料构成。外和内部件可注模成如图1的形状。U形沟槽部件16可由0.030英寸的单层芳基酰胺纸(杜邦Nomex410)构成，该芳基酰胺纸被热成形为U形沟槽部件16。孔27用现有技术的手段冲制在芳基酰胺纸上。
现在参照图2，它表示为说明两个相邻盖的联结关系的部件17和19带局部剖面的侧平面视图。部件19的小沟槽29和平台33被选定尺寸和位置使和部件19’的小沟槽31’和面35’一起连结的阻止相邻盖的轴向移动。外部件17放到内部件19的最左端，如图2所示，盖过部件19和19’之间的联结部位。所以部件17将阻止连接部脱开。图2也说明齿9穿过孔23的凸出部9A和部件19下表面扣接。
图3是个电机转子的局部端视图，该电机转子有容纳磁场绕组39的沟型槽37。绕组39是典型的载流铜线，必需与标号为41的导电的转子体电气上绝缘。申请人的发明采用U形槽绝缘部件16与副槽盖部件17和19达到所希望的效果。部件19安置在副槽43上面，副槽43已如上述提供冷却介质通路，它被强制在绕组39下面并向上通过穿过绕组的径向通道39A，此通道经过对齐的、在副槽盖部件17和19及绝缘部件16上的孔23、25和27(如图1所示的孔23、25、和27)。
如图3的端视图表明，内部件19包括了在47处有一小内园角的向外延伸的边缘45，它允许部件16的绝缘材料逐渐弯曲并减少在弯曲点击穿的电压。外部件17具有对应的园弧面49以使光滑地将部件16压在部件19的外表面上。
现在参照图4，表示了一个上部件17的替换构型的局部剖面透视图。该图说明了依附的齿9沿着槽25的边缘形成，而不是在它的端部的一种设计。
可以明白已公开的是一种采用注模副槽盖的电机改进的槽衬，该副槽盖可机械地连结形成混合槽衬，无需粘接副槽盖到U形沟槽部件上，也无为了形成通风槽或通过混合槽衬的孔而随之而来的加工工序。因此本发明提供了构成电机的混合槽衬的一种改进装置。
本发明公开的是目前被认为最佳的实施例，熟悉现有技术的人可能作出改进，因此，意味着对所有落入本发明实际范围内的全部这种改进均将覆盖在附加权利要求
之内。
权利要求
1.电机包括转子，转子上有多个轴向的槽和副槽，槽内容纳电导体，在每个槽中把导体和转子电气上绝缘起来的结构包括一个基本上为U形的绝缘体，具有轴向延伸的底和一对轴向和径向延伸的脚，所说的脚和所说的紧挨着副槽的所说的底一起沿着导体和转子之间的槽边延伸；一个副槽盖具有为支承所说绝缘部件的所说的底，并将它定位于紧挨着副槽的第一部分和具有第二部分，它通过所说的底压贴到所说的第一部分上。
2.按照权利要求
1所说的发明，其中所说的副槽盖包括至少一个孔使通风气体能通过，所说的绝缘部件的底有一个开口与所说的孔对齐。
3.按照权利要求
2的发明，其中所说的第二部分包括至少两个附属的齿，所说的齿通过所说的孔并啮合所说的第一部分，为的是将所说的第二部分压贴到所说的第一部分上。
4.按照权利要求
3的发明，其中所说的每个齿包括向外翻的凸出部分，为的是扣住所说的第一部分下表面。
5.按照权利要求
1的发明，其中所说的副槽盖有一实质上比转子的轴向长度短的长度，几个所说的盖在每个槽内轴向排成直线，在副槽长度上实现连续的盖。
6.按照权利要求
5的发明，其中所说的每个盖在它的每端上有横向小沟槽，所说的每个小沟槽位置开在能使和另一个所说的盖的相接端形成扣接。
7.按照权利要求
6的发明，其中所说的小沟槽在所说的盖的所说的第一部分形成。
8.按照权利要求
6的发明，其中所说的小沟槽开在所说的第一部分一端的上表面上和所说的第一部分第二端的下表面上，所说的小沟槽在所说的每个小沟槽和所说的第一部分的相近的端头之间形成一个平台，在此处相邻的盖组成嵌插接合。
9.按照权利要求
8的发明，其中所说的第二部分和所说的对应的一个第一部分的至少一端对齐，在这里，所说的第二部分盖住所说的接合处。
10.按照权利要求
9的发明，其中所说的第二部分的第二端终止在所说的小沟槽中对应的一个的靠近的边处，在该小沟槽处由下一个所说的第二部分来构成下一个接合部。
11.按照权利要求
10的发明，其中每一个所说的第一部分包括第一和第二径向向内伸出并由此轴向走向的肋条，它伸入副槽。
12.按照权利要求
1的发明，其中所说的第一部分含有沿着转子的轴向延伸的向外弯起的边缘。
13.按照权利要求
12的发明，其中所说的第二部分含有削斜的所说的侧边，它对应于所说的第一部分上向外弯起的边缘。
14.按照权利要求
1的发明，其中所说的第一部分包括至少一个在转子轴向走向的肋条并伸入到所说的槽中。
15.一个转子上有为了放转子绕组的轴向延伸的槽这种型式的电机的副槽盖，一个在槽的辐向向里构成的副槽提供在绕组内通风流体的轴向通路，此副槽的截面比槽窄，且在槽中有连续的U形绝缘部件，所说的盖由下列组成配置在副槽上的第一平的部件，所说的平的部件具有至少一个轴向取向的孔;第二平的部件和所说的第一部件配合，所说的第二部件上有孔，它基本上和在所说的第一部件中的所说的孔对齐;及扣住所说的第一和所说的第二部件以抓住并箝制住绝缘部件的装置。
16.按照权利要求
13的发明，其中所说的扣合装置包括至少二个齿，它依附于所说的第二平形部件，并穿过在所说的第一平的部件上的孔，每一个所说的齿有向外突出的台阶，为的是扣住所说的第一部件的下表面。
专利摘要
在电机转子的槽中，绝缘装置由芳基酰胺纸做的基本上为U形的绝缘部件，沿槽的长度轴方向延伸来构成。U形绝缘部件的底由塑性材料模压成型的副槽盖维持在位。副槽盖有一内部件盖住轴向延伸的位于每个导体槽下面的副槽，还有一外部件，配合于U形绝缘部件的底的上面，并扣入内部件。副槽盖的外和内部件上都有模塑的孔可使冷却气体通过，U形绝缘部件有对应的孔，从那里冷却气体可通过副槽并被强制向外通过转子。
文档编号H02K3/34GK86106806SQ86106806
公开日1987年7月15日 申请日期1986年10月28日
发明者斯科特·卡沃克·戴德里安 申请人:通用电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan