CN103138451A - 一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其包括定子铁芯、缠绕在所述的定子铁芯槽内的定子绕组、绝缘间隔所述的定子绕组的槽绝缘以及固定所述的定子绕组的槽楔，所述的定子绕组为涂覆有聚苯硫醚的铝导体电磁线；所述的槽绝缘为无碱玻璃纤维布涂覆氟塑料的复合绝缘布；所述的槽楔为环氧树脂与玻璃纤维的层压物。本发明能使耐氨电机与耐氟利昂电机完全一样工作在一个充满氨制冷剂的环境中，是一种新型的封闭式氨制冷压缩机用电动机。

Description

一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机

技术领域

本发明涉及一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机。

背景技术

科学研究已经证明，制冷行业使用的氟利昂等化学物质是引起全球气候异常的重要因素之一，是破坏大气层结构、损坏臭氧层的主要化学物质。

目前、制冷系统普遍采用CFCs和HCFCs等物质做为制冷剂，而新开发的无氟制冷系统，仍然采用氟烃类化合物，它们同样只被认为是一种制冷剂的中间替代物。

国际社会已经注意到并采取了一系列相应措施。除1987年制定了《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》，并在1994年的联合国大会上，将每年的9月16日定为国际保护臭氧层日。各国都广泛地开展了对新型制冷剂和新的制冷系统的研究。

我国在1991年6月加入《蒙特利尔议定书》，并于已确定2010年完全停止使用CFCs，2040年前将全面禁用HCFCs物质使用。

目前，开发和使用新的制冷剂是各国广泛开展的一研究课题。诸如使用二氧化碳、烷烃和氨等作为制冷剂的最终替代品是最为热闹的话题。

封闭式制冷压缩机系统是目前最为先进的制冷系统，它无论在效率、体积、制冷剂的泄漏等方面都远远好于此前的其它制冷系统。因而在各类需要制冷的环境中得到了广泛的使用。

氨是一种天然制冷工质，环境性能十分优良。在中国制冷学会编写的《制冷学科进展研究与发展报告》中，对氨的物理、化学性能以及从环保角度考虑均作了非常详细的评介。报告中说：“过去，氨的一些危害性被人们夸大和误解，尤其是在民用建筑空调的应用，受到了思想认识和各种法规上的限制。由于氟利昂制冷剂的使用受到限制，甚至遭到禁用，氨以其强大的应用潜力不但继续保持了原有的使用阵地，而且在越来越广泛的领域（如中央空调、商场的大型食品展示柜等，是一种通过非封闭式的联接方式向压缩机提供动力，即采用普通的标准电机作为动力）得到应用，被国际社会重新认识和评价。ASHRAE一直认为氨是一处理想的制冷剂，并始终鼓励和促进它的安全使用。从目前的发展状况来看，为了更好地使用氨制冷剂，进一步扩大氨的使用范围，应继续发展高效氨压缩机、专用电机、氨泵和氨水泵新技术。”其中“专用电机”就包含用于封闭式制冷压缩机配套的耐氨电动机。

目前使用的全封耐氟利昂制冷电机，它完全不适用在氨介质中工作，其主要原因是目前工作在氟利昂中的电机使用的材料几乎都不能够在氨介质中工作。

各国目前都在这方面开展的广泛、深入的研究。我国在数年前也开展了这方面的研究，并提出个一用氨作为制冷剂的方案，但由于它只是在普通电机的基础上增加了一个不锈钢的隔离套，不仅存在积极大，冷却条件差等重大缺陷，更不具备实用性。也就无法替代目前广泛使用的全封闭式耐氟利昂制冷电机，因此，这种所谓的耐氨电机仅仅停留在了专利上。

目前国内外的冷冻空调工作者也进行了大量的CFCs以及HCFCs工质替代试验研究。尽管采用了一些新型的制冷剂，如R134a等一些产品，但它们仍然还是制冷剂的中间替代品，比如R134a还是一种卤代烃。为找到理想的制冷剂，各国都在这个行业投入了大量的科研力量，主要从两个方面入手：     （1）不改变电机绝缘系统，不改变压缩机工况的前提下研制新一代的环保型的封闭式耐氨制冷剂电机；     （2）通过研制新电机绝缘系统，采用传统的可靠的环保制冷剂的封闭式耐氨制冷剂电机     第一种情况当然是比较理想的，一是不用改变整个压缩机行业的现状，二是研制新型的耐氨制冷剂的电机。     第二种情况是在传统的制冷工质中找到适用的制冷剂，并且对压缩机系统也不需进行大的变更（改造），然后根据该制冷剂研制新型的耐新制冷工质的封闭式制冷电机。     各国都在上述两个方面开展试验和研究工作，尽管取得了一些成果，但同时也碰到诸如效率、工况条件、成本等方面的原因制约而一直没有大的进展。     在选择各项制冷工质时，氨制冷技术以其强大的应用潜力不但在冷冻冷藏方面占有很大比率，而且在越来越广泛的领域（如中央空调、商场的大型食品展示柜等）得到应用，被国际社会重新认识和评价。     氨作为制冷剂已被使用达120年之久，其臭氧层消耗潜能为0，全球变暖潜能也为0，标准沸腾温度低，在泠凝器和蒸发器中的压力适中，单位容积制冷量大，并且其导热系数大，蒸发潜热也大，节流损失小，能溶解水，有漏气现象时易被发现，价格低廉，是非常具有应用前景的自然工质。但是目前使用的氨制冷系统都是采用独立的氨压缩机与独立的普通电机通过轴的联接而进行制冷的。从技术上与目前广泛使用的全封闭式制冷压缩机相比，它是落后。由于此前还没有研制出能够将电机绕组与氨完全接触耐氨电机，因而氨作为制冷剂未能在封闭式制冷压缩机中得到推广和应用。但由于氨是一种非常好的制冷工质，而对环境不会产生影响，因而是目前众多最终制冷剂中一种理想的最终制冷剂，随着人们对氨制冷剂的重新认识和评价，各国都开始投入大量的人力物力，致力于对人类生存无影响制冷剂、制冷系统的技术研究工作。

目前仅日本已研制出氨制冷压缩机用封闭式制冷机电机。1996年，我国也有人申请了氨制冷压缩机用电机的专利，参照公告号CN1126900的中国专利“齿顶部磁性套筒式电机和用它制成的氨制冷封闭式压缩机”，该氨制冷电机并非不是封闭式压缩机用的耐氨制冷电机，结构方面只是在定、转子之间另外增加了一个不锈钢的隔离套，散热条件相当差，冷却条件也不理想。在同功率的情况下，体积增大很多，与普通的风冷电机基本上差不多，这种电机并非目前广泛使用的封闭式制冷压缩机电机，制冷压缩机行业至今尚无人问津。且该电机结构复杂，加之该电机也不像目前封闭式制冷压缩机电机良好的冷却条件，因而制约了氨制冷封闭式制冷压缩机用电机使用，另一种重要原因是早期并未发现卤代烃最大缺陷而仅知道使用上优点，在当时的情况下也就排斥了氨制冷电机的研制和推广。   

发明内容

本发明目的是提供一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，使耐氨电机与耐氟利昂电机可以完全一样的工作在一个充满制冷剂的环境中，使耐氨电机同样具备有耐氟利昂电机完全相同的制冷系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其包括定子铁芯、缠绕在所述的定子铁芯槽内的定子绕组、绝缘间隔所述的定子绕组的槽绝缘以及固定所述的定子绕组的槽楔，所述的定子绕组为涂覆有聚苯硫醚的铝导体电磁线；所述的槽绝缘为无碱玻璃纤维布涂覆氟塑料的复合绝缘布；所述的槽楔为环氧树脂与玻璃纤维的层压物。

优选地，所述的定子绕组的具有极间连线引出线，所述的极间连线引出线外部套设有氟塑料和玻璃纤维套管。

进一步优选地，所述的极间连线引出线的端部具有接线端子，所述的接线端子的导电部为纯铁、纯铁包铜或不锈钢导体。

优选地，所述的定子绕组的两个端部通过包扎带捆绑，所述的包扎带的材质为玻璃纤维。

优选地，所述的电动机包括温度传感元件，所述的温度传感元件包括纯铁导体的信号传输体、氟塑料绝缘导线、热敏电阻或铂热电阻或热电隅的测温元件。

优选地，所述的定子绕组、槽绝缘以及槽楔通过环氧树脂的无溶剂浸渍漆进行涂漆处理。

优选地，位于所述的定子铁芯槽的口部的槽绝缘在弯折后通过所述的槽楔打入所述的定子铁芯槽内。

优选地，所述的定子绕组包括上层绕组、下层绕组，所述的上层绕组、下层绕组之间通过层间绝缘进行间隔。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

本发明能使耐氨电机与耐氟利昂电机完全一样工作在一个充满制冷剂的环境中，其效率、体积、制冷剂的泄漏等方面都远远好于此前的其它制冷系统。

附图说明

附图1为本发明中定子绕组主视示意图；

附图2为本发明中定子绕组左视示意图；

附图3为本发明中定子绕组引出示意图；

附图4为本发明中定子绕组端部包扎示意图。

其中：1、定子铁芯；2、定子绕组；20、上层绕组；21、下层绕组；3、槽绝缘；4、槽楔；5、接线端子；6、包扎带；7、极间连线引出线；8、层间绝缘。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机：与传统电动机相同的包括有定子铁芯1、缠绕在定子铁芯槽内的定子绕组2、绝缘间隔定子绕组2的槽绝缘3以及固定定子绕组2的槽楔4。定子绕组2的具有极间连线引出线7，极间连线引出线7的端部具有接线端子6，引出接线端子6的组数与相数相对应。定子绕组2包括上层绕组20、下层绕组21，上层绕组20、下层绕组21之间通过层间绝缘8进行间隔。

制造耐氨制冷电动机的绝缘系统选择的条件和材料如下：

a、电磁线：能够承受液体、气体氨的腐蚀，

采用以铝作为导体材料，外层涂有聚苯硫醚的电磁线；

b、槽（相）绝缘3：在气体、液体的氨介质中不发生物理和化学变化，

采用以无碱玻璃纤维编织布为基层，氟塑料为涂层的复合绝缘布；

c、温度传感元件：在气体、液体的氨介质中不发生物理和化学变化，

采用能够耐受氨制冷剂的纯铁导体的信号传输体、氟塑料绝缘导线、热敏电阻（PTC）或铂热电阻（Pt100）或热电隅的测温元件；

d、浸渍漆：在气体、液体的氨介质中不发生物理和化学变化的环氧类无溶剂浸渍漆，

采用一种以环氧树脂为主体的无溶剂浸渍漆作为绝缘处理用漆；

e、接线端子5：在气体、液体的氨介质中不发生物理和化学变化，

导电部分采用纯铁、纯铁包铜或不锈钢做为导体材料的接线端子5；

f、包扎带6：在气体、液体的氨介质中不发生物理和化学变化，

采用在液氨或气体氨中稳定的玻璃纤维制品；

g、套管：在气体、液体的氨介质中不发生物理和化学变化，

采用在液氨或气体氨中稳定的氟塑料和玻璃纤维套管；

h、槽楔4：在气体、液体的氨介质中不发生物理和化学变化，

采用环氧树脂与玻璃纤维的层压制品。

考虑到导电材料铜不能耐受氨的腐蚀，电磁线采用了铝作为导体材料，与铜相比，制冷电机铝导线在选择电流密度，嵌线工艺、导电件的联接等均要进行了重新设计。

以下阐述下本实施例的装配过程：

a、按照上述材料清单备齐所材料；

b、如图1、2所示：由于槽绝缘3采用氟塑料为涂层的复合绝缘布，为防止槽绝缘3在定子铁芯槽内的发生移动，在定子铁芯1两端的槽口部分采用反折的方式达到防止位移的目的；

当完成定子绕组2在定子铁芯槽内的下层绕组21的嵌线后，应及时将层间绝缘8放入，为保证上、下两层绕组20、21绝缘的可靠性，层间绝缘8应留有足够的宽度，并使弯曲部分向下；上层绕组20嵌入后，将槽绝缘3相向折弯后再将槽楔4打入定子铁芯槽内；

c、如图3所示：完成嵌线的电机，即可进入整形工步，电机的极间连线引出线7均应采用氟塑料和玻璃纤维套管进行绝缘隔离。

d、如图4所示：完成c项内容后，即可对定子绕组2的两个端部通过包扎带捆绑，由于电机的极间连线引出线7直接为绕组数根导线外加氟塑料和玻璃纤维套管组成，因此应保证极间连线引出线7的长度符合设计的要求。

e、用浸渍漆浸渍处理电机，有效提高绝缘系统的整体性，导热性，耐潮性，介电强度和机械强度的性能。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其包括定子铁芯、缠绕在所述的定子铁芯槽内的定子绕组、绝缘间隔所述的定子绕组的槽绝缘以及固定所述的定子绕组的槽楔，其特征在于：所述的定子绕组为涂覆有聚苯硫醚的铝导体电磁线；所述的槽绝缘为无碱玻璃纤维布涂覆氟塑料的复合绝缘布；所述的槽楔为环氧树脂与玻璃纤维的层压物。

2. 根据权利要求1所述的一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其特征在于：所述的定子绕组的具有极间连线引出线，所述的极间连线引出线外部套设有氟塑料和玻璃纤维套管。

3. 根据权利要求2所述的一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其特征在于：所述的极间连线引出线的端部具有接线端子，所述的接线端子的导电部为纯铁、纯铁包铜或不锈钢导体。

4. 根据权利要求1所述的一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其特征在于：所述的定子绕组的两个端部通过包扎带捆绑，所述的包扎带的材质为玻璃纤维。

5. 根据权利要求1所述的一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其特征在于：所述的电动机包括温度传感元件，所述的温度传感元件包括纯铁导体的信号传输体、氟塑料绝缘导线、热敏电阻或铂热电阻或热电隅的测温元件。

6. 根据权利要求1所述的一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其特征在于：所述的定子绕组、槽绝缘以及槽楔通过环氧树脂的无溶剂浸渍漆进行涂漆处理。

7. 根据权利要求1所述的一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其特征在于：位于所述的定子铁芯槽的口部的槽绝缘在弯折后通过所述的槽楔打入所述的定子铁芯槽内。

8. 根据权利要求1所述的一种采用耐氨绝缘系统的封闭式耐氨电动机，其特征在于：所述的定子绕组包括上层绕组、下层绕组，所述的上层绕组、下层绕组之间通过层间绝缘进行间隔。

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