CN101388576B - 绕组头绝缘元件和多相电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种绕组头绝缘元件(1)，该绕组头绝缘元件具有主体(2，3)和舌状部分(9)，该主体(2，3)具有第一纵向侧(5)、第二纵向侧(6)、第一横向侧(7)和第二横向侧(8)，而舌状部分(9)从第一纵向侧(5)突伸出，主体(2，3)和舌状部分(9)由扁平材料制成。尽力把用于将绝缘元件安装到绕组头上的劳动和成本控制得较小。为此目的，主体(2，3)绕一条横向于舌状部分(9)延伸的轴线(4)变形，并且具有横向于舌状部分(9)延伸的至少一个开口(21，22)，所述舌状部分(9)适于穿过该开口插入。

Description

绕组头绝缘元件和多相电动机

技术领域

本发明涉及一种主体绕组头绝缘元件，该绕组头绝缘元件的主体具有第一纵向侧、第二纵向侧，第一横向侧以及第二横向侧，该绕组头绝缘元件还具有从第一纵向侧突出的舌状部分，该主体和该舌状部分由扁平材料制成。

本发明还涉及一种具有定子和位于该定子前侧的若干绕组头的多相电动机。

背景技术

这样的绕组头绝缘元件和这样的电动机例如由US6043584公知。该绝缘元件由提供了足够电气绝缘的箔片形成。舌状部分被推动从绕组头下方穿过，从而使得主体覆盖该绕组头的径向外侧。舌状部分然后安装在绕组头周围并用胶带固定。绕组头的轴向外侧和径向内侧保持自由状态，与被胶带覆盖的部位分开。

多相电动机具有由多个线圈组成的定子，该线圈的导线位于沿轴向在定子整个长度上延伸的沟槽中。然而，线圈导线必须被从一个沟槽引导到另一个沟槽中。这是借助于所谓的绕组头来实现的。在这种连接中，每相绕组的绕组头至少大致同心地绕定子轴线布置。缠绕成线圈的每个单独的导线仅具有通常由漆层形成的相对较弱的绝缘。因此在不同相绕组的线圈头相接触时存在短路的风险。

DE2255345C2示出了使用所谓的H-绝缘箔片的可能性。这样的箔片具有扁平的用于相邻绕组头的绝缘部分，这些部分通过将这些部分插入到定子的沟槽中实现它们之间的相互连接。然而，这些箔片必须在每相绕组被插入之后以及下一相绕组可被插入之前装配。

US3575623示出了一种装配在位于定子一侧的任意两个相的绕组层之间的扩展绝缘元件。绝缘元件的末端封闭而形成一个环，并且位于一端的舌状部分插入到另一端的狭槽中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，保持在安装时装配绝缘元件的成本较小。

使用上面介绍中提到的绝缘元件，这一技术问题可以如下地解决，主体可围绕一条横向于舌状部分延伸的轴线变形，并且具有至少一个横向于舌状部分延伸的开口，所述舌状部分适于穿过该开口插入。

以这样的实施方式，至少部分地将绝缘元件绕绕组头引导并且将其与舌状部分固定在一起是可能的。为此目的，舌状部分仅仅穿过开口插入，因此将绝缘元件保持在绕组头。在这个连接中，纵向侧和横向侧不必是直的或平面的。在安装了绝缘元件时，纵向侧为在周向上沿着绕组头延伸的侧面，反之，横向侧是其余的侧面，其最终沿着形成绕组头的导线束的周长延伸。因此，对于该绝缘元件的安装而言，不需要使用额外的固定元件。相反，绝缘元件在绕组头上的固定可以通过将舌状部分插入到开口中而实现。舌状部分和主体被制成一整块，例如由箔片冲压或切割形成。用于这样的箔片的可能材料是聚酯薄膜(Mylar)，即一种具有所需电气和热特性的材料。这个材料还可以防冻和防滑，从而使得具有这样的绝缘元件的电动机可以与冰箱压缩机一起使用。

主体优选具有若干开口，舌状部分可以穿过这些开口插入，开口的数量为偶数。因此，在最简单的情况下具有两个开口，舌状部分可以穿过这些开口插入。当舌状部分穿过第一开口插入时，其到达绝缘元件的绕组头和主体之间。当舌状部分穿过第二开口插入时，其又可以从外部接近，也就是说，能够牵拉舌状部分而以相对较紧的拉力来固定绝缘元件。当舌状部分被充分牵拉时，绝缘元件围绕导线束的周长绷紧，并且，位于两个开口之间的桥接件然后将舌状部分夹向这个形成了绕组头的导线束的周长部分。

优选将至少一个开口制为狭槽。该狭槽优选具有比舌状部分的宽度大一些的长度，以及比舌状部分的厚度大一些的宽度。当舌状部分被引导穿过狭槽时，这对于保持性能有积极的影响。

优选至少一个狭槽弓形地延伸。当位于主体内的狭槽距离舌状部分最远时这是优选的。在绝缘元件已经围绕形成绕组头的导线束装配后，由弯曲狭槽限定的主体部分在一个大致平行于定子的端面的水平面上突伸。因此，弯曲部分沿径向向内的方向突伸。当舌状部分被布置在围绕导线束时，舌状部分被该突伸弯曲部分钩住，，并且，舌状部分可以很容易地穿过狭槽插入并紧固。

舌状部分优选具有锥形前端。这使得向狭槽内的插入更加容易。

还有一个优点是，在从主体伸出的至少一个侧面上，舌状部分具有固定的几何形状。在牵拉舌状部分穿过狭槽后，这个固定的几何形状与狭槽的侧面边沿相啮合，因此需要更大的力来将舌状部分从狭槽中拉出，然而，这个力并不是由舌状部分的内在张力提供的。因此，舌状部分的紧固提供了绝缘元件与绕组头之间非常稳定的连接。

该固定几何形状优选被制成为齿连接，特别是具有若干齿的齿连接。原则上，具有一个齿的齿连接就足够了。然而，通过带有若干齿的齿连接(即，使该齿连接在舌状部分的一定长度上)可以使同样的绝缘元件能够用于具有不同厚度的绕组头。

优选地，主体在至少一个横向侧具有至少一个凹口。因此，某种意义上，主体被分割为第一覆盖部分和第二覆盖部分，它们在安装状态下在径向方向上覆盖绕组头，两者都朝向外侧和朝向内侧。在凹口区域内使用一种铰链，其长度比主体的短。这使得折叠或变形都更加容易。

优选地，凹口展宽地朝向外侧。该展宽可以，例如发生在三角的形状内。这降低了这两个覆盖部分的边沿相互干扰的风险。

主体优选具有至少一个从纵向侧突伸出的突起。在安装了绝缘元件时，这个突起可以在从沟槽出来的出口处绝缘绕组部分。而且，这样的突起还有利于将绝缘元件保持在周向上的预定位置处。

主体优选在第一纵向侧和第二纵向侧都具有若干突起，第一纵向侧的突起的第一距离与第二纵向侧的突起的第二距离不同。据此，能够考虑沟槽以及绕组部分在绕组头的径向内侧沿周向的距离小于在径向外侧上的距离。

优选地，主体具有倒圆的边沿。这使得操作起来更加容易。在运动中使绝缘元件卡在某处并因此受到损坏的风险变得更小。

在与舌状部分相对的第二纵向侧上设置凹槽。该凹槽的宽度可以比舌状部分的宽度大一些。因此，绝缘元件可被进一步紧固并固定。另外，这个实施方式扩展了应用场合，使得更薄的绕组头可以被安全地覆盖。

还优选在第一纵向侧内在舌状部分的两侧设置延伸了舌状部分侧面的凹槽。因此，相比较于在第二纵向侧内具有凹陷的情况，基本上可以在第一纵向侧的区域内取得相同的效果。绝缘元件现在可以被非常牢固地紧固。

利用前面介绍中提到的电动机如下地解决该技术问题，即，不同相绕组的绕组头通过至少一个前面提到的类型的绝缘元件在一前侧相互绝缘。

绝缘元件可以很容易地装配到定子中。舌状部分仅仅需要被插入到绕组头和定子之间，或者在已经插入相绕组的绕组头之间，并且然后围绕绕组头弯曲。然后，舌状部分必须穿过开口插入到主体内。通过牵拉的方式，绕组头然后被绝缘元件绝缘。绝缘元件移位的风险将会变得非常小。

优选仅中央相绕组的绕组头具有绝缘元件。例如，当使用具有三个同心布置的绕组层的三相电动机时，仅第二个、也就是“中央”层被绝缘就足够了。直到第二相绕组被插入之后，绝缘元件才被安装。这样，当制造定子时，多个相绕组可以在同一时间插入，然而，在绝缘元件的安装中，定子必须要从插入机器上移除，整个安装工作可以通过使用根据本发明的绝缘元件而被简化。

附图说明

下面结合附图在优选实施方式的基础上对本发明进行描述，在附图中：

图1是绝缘元件的俯视图，

图2是绝缘元件的第二实施方式的俯视图，

图3是定子前侧的俯视图，

图4a至图4c在定子的绕组头上安装绝缘元件的不同阶段。

具体实施方式

图1示出了由箔片切割或冲压形成的绝缘元件1。箔片由电气绝缘材料(例如聚酯薄膜，也即一种具有所需的电气和热特性的材料)制成。

绝缘元件1具有主体，该主体包括上部覆盖部分2和下部覆盖部分3，上部覆盖部分2和下部覆盖部分3沿着曲线4相互连接。

主体在其下部覆盖部分3具有第一纵向侧5，而在其上部覆盖部分2则具有第二纵向侧6。而且，主体具有第一横向侧7和第二横向侧8。

舌状部分9从第一纵向侧5开始基本上横向于曲线4地延伸。术语“横向于”意味着舌状部分9基本垂直于该曲线延伸。然而，不必严格地按照数学含义理解术语“垂直”，而只要舌状部分能够满足下面描述的功能即可。

舌状部分9具有锥形前端10。而且，在基本垂直于第一纵向侧5延伸的两侧面11、12上，舌状部分9具有由若干齿14形成的齿连接13。

两个突起15、16大致平行于舌状部分9地从第一纵向侧5突伸出。两个突起17、18从第二纵向侧6沿相反的方向突伸出。在第一纵向侧的突起15、16之间的距离比在第二纵向侧6上的突起17、18之间的距离要大一些。

两个横向侧7、8中的每个具有凹陷19、20。凹陷19、20朝向外部呈三角形地展宽。因此，在上部覆盖部分2和下部覆盖部分3之间的连接要比平行于曲线4的主体的宽度小一些。

示出的具有两个覆盖部分2、3的主体基本上是矩形的。然而，不必一定如此。两个纵向侧5、6和两个横向侧7、8还可以具有与示出的形状不同的其他形状。

在曲线4的两侧，主体具有狭槽21、22形式的两个开口，也就是位于下部覆盖部分3内的狭槽21和位于上部覆盖部分2内的狭槽22。狭槽21、22具有比舌状部分9的宽度略大的长度，然而，比相对的齿顶之间的距离要短一些。狭槽21、22具有比舌状部分9的厚度大一些的宽度。

图2示出了一种改进的实施方式，其中相同和相应的部件使用相同的附图标记。

第一个不同之处在于，具有两个覆盖部分2、3的主体的边沿和舌状部分9的前部10是倒圆的。第二个不同之处在于，没有设置突起15-18。然而，如果定子的单独一个沟槽包括多个线圈，这些突起将是有益的。

在第二纵向侧上设置凹陷23，所述凹陷23的平行于曲线4的延伸比舌状部分9的宽度大一些。

在舌状部分9的两侧设置扩展了舌状部分9侧面11、12的狭缝24、25。

而且，与第二纵向侧6邻接的狭槽22具有弯曲的形状，这意味着其从舌状部分9弯曲远离。

图3示出了具有定子叠片铁芯27的电动机的定子26，在其中设置了用于容纳转子的中央开口28，细节未示出。设有多个极齿29作为开口的径向边界，在这些极齿之间设置沟槽30。沟槽30的内表面衬有塑料部件，以在定子叠片铁芯27的方向上提供电气绝缘。

定子26具有三相绕组。每相绕组由四个线圈形成，其绕组头是可见的。绕组头31的第一组属于第一相绕组，绕组头32的第二组属于第二相绕组，以及绕组头33的第三相属于第三相绕组。

可以看出的是，仅第二相绕组的绕组头32具有绝缘元件1。此绝缘元件1将绕组头32与绕组头31和绕组头33都绝缘开。这使得定子26的安装容易。具有绕组头31、32的两个第一相绕组可以被插入到定子叠片铁芯27中，然后可以装配绝缘元件1。然后，插入具有绕组头33的第三相绕组。

图4示出了在绕组头32上装配绝缘元件1的不同阶段。与图1到图3中的部件相对应的部件具有相同的附图标记。

定子叠片铁芯27具有两相绕组，从而可见第一相绕组的四个绕组头31和第二相绕组的四个绕组头32。第三相绕组还没有被插入到定子叠片铁芯27中。

在定子制造过程的这个阶段可以装配绝缘元件1。为此目的，舌状部分9被推入到第二相绕组的绕组头32下方。在舌状部分9上的轻微牵拉使得下部覆盖部分3能够被牵拉到绕组头32和绕组头31之间的间隙处。下部覆盖部分3因此在第二相绕组的绕组头32和第一相绕组的绕组头31之间提供绝缘。

图4b示出了一个状态，其中上部覆盖部分2被设置在绕组头32上面。上部覆盖部分2因此覆盖绕组头32的径向内部区域，其不再是可见的。在曲线4的区域内，绕组头32轴向向上地被覆盖。可以看出的是，突起18可以伸入沟槽内一些，从而绝缘从沟槽出来的绕组导线。

图4c示出了舌状部分9是如何被牵拉穿过狭槽21、22的。如果狭槽22是弯曲的，如图2所示，在上部覆盖部分2和下部覆盖部分3之间的位于狭槽22区域内的过渡形成了径向向内突伸的、弓形屏蔽(Screen)，其使将舌状部分9的前端10配合到狭槽22内并随后进入狭槽21内变得更加容易。牵拉舌状部分9的前端10现在将绝缘元件1紧紧地固定到绕组头32上。齿连接13啮合在两个狭槽21、22的末端区域，从而使得绝缘元件1被可靠地保持在绕组头32上。

一旦所有的绝缘元件1都被安装到第二相绕组的绕组头32上，具有绕组头33的第三相绕组可以被插入到定子的叠片铁芯27内。

Claims (17)

1.一种绕组头绝缘元件，该绕组头绝缘元件带有主体和舌状部分，该主体具有第一纵向侧、第二纵向侧、第一横向侧和第二横向侧，而该舌状部分从第一纵向侧伸出，该主体和该舌状部分由扁平材料制成，其特征在于，该主体(2，3)可以沿着一条横向于该舌状部分(9)延伸的轴线(4)变形，并且具有至少一个横向于该舌状部分(9)延伸且形成在一个与该舌状部分对齐的位置处的开口(21，22)，所述舌状部分(9)适于穿过该开口插入。

2.根据权利要求1所述的绝缘元件，其特征在于，该主体(2，3)具有若干开口(21，22)，该舌状部分(9)可以穿过所述开口插入，所述开口(21，22)为偶数个。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘元件，其特征在于，至少一个开口(21，22)被制为狭槽。

4.根据权利要求3所述的绝缘元件，其特征在于，至少一个狭槽(21，22)弓形地延伸。

5.根据权利要求1所述的绝缘元件，其特征在于，所述舌状部分(9)具有锥形前端(10)。

6.根据权利要求1所述的绝缘元件，其特征在于，在从该主体(2，3)伸出的至少一个侧面(11，12)上，该舌状部分(9)具有固定的几何形状。

7.根据权利要求6所述的绝缘元件，其特征在于，该固定的几何形状被制为齿连接(13)。

8.根据权利要求7所述的绝缘元件，其特征在于，该齿连接(13)是具有若干齿(14)的齿连接。

9.根据权利要求1所述的绝缘元件，其特征在于，该主体(2，3)在至少一个横向侧(7，8)具有至少一个凹口(19，20)。

10.根据权利要求9所述的绝缘元件，其特征在于，所述凹口(19，20)朝向外侧展宽。

11.根据权利要求1所述的绝缘元件，其特征在于，该主体(2，3)具有从所述纵向侧(5，6)突伸出的至少一个突起(15-18)。

12.根据权利要求11所述的绝缘元件，其特征在于，在所述第一纵向侧(5)和第二纵向侧(6)，该主体都具有若干突起(15，16；17，18)，所述第一纵向侧(5)的突起(15，16)的第一距离与所述第二纵向侧(6)的突起(17，18)的第二距离不同。

13.根据权利要求1所述的绝缘元件，其特征在于，所述主体(2，3)具有倒圆的边沿。

14.根据权利要求1所述的绝缘元件，其特征在于，在与该舌状部分(9)相对的所述第二纵向侧(6)上设有凹陷(23)。

15.根据权利要求1所述的绝缘元件，其特征在于，在所述第一纵向侧(5)，狭缝(24，25)设在该舌状部分(9)的扩展了该舌状部分的侧面(11，12)的两侧。

16.一种具有定子和位于该定子前侧的绕组头的多相电动机，其特征在于，不同相绕组的绕组头(31-33)在前侧通过根据权利要求1-14中任一项所述的至少一个绝缘元件(1)被相互绝缘。

17.根据权利要求16所述的电动机，其特征在于，仅为中央的相绕组的绕组头(32)提供绝缘元件(1)。

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