CN103580344B - 电旋转机器的定子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车用电旋转机器的定子，包括：定子铁心，定子铁心具有沿其周向形成的槽；节段式导体，节段式导体具有矩形横截面并且缠绕在定子铁心上使得每个所述槽中容置至少两个节段式导体以形成定子绕组；片状电绝缘构件，片状电绝缘构件在每个所述槽中布置为围绕容置在槽中的节段式导体；电绝缘构件，电绝缘构件形成有多个突出部，多个突出部朝向槽的壁表面突出；以及树脂，树脂填充在每个所述槽中从而浸入到电绝缘构件中。

Description

电旋转机器的定子

技术领域

本发明涉及一种电旋转机器的定子，具体地，涉及一种安装在客车、货车等上的电旋转机器。

背景技术

通常，例如，在如法国专利No.2869736中描述的，车用电旋转机器的定子设置有用于在电导体（定子线圈）与定子的定子铁心之间的绝缘的绝缘片。绝缘片在绝缘片的一半区域处形成有孔使得定子线圈能通过围绕定子铁心填充浸渍漆而粘附于绝缘片。

在上述专利文献中公开的定子中，由于定子线圈由作为电导体的圆导线构成，所以有很多导体间的空间。因此，浸渍漆能容易地进入电导体之间。但是，在槽侧壁（形成在定子铁心中的每一个槽的内侧壁）与绝缘片之间的缝隙很小。因此，由于即使当绝缘片形成有孔时，非常少的浸渍漆能进入槽侧壁与绝缘片之间，所以在绝缘片与定子线圈之间的粘附强度不足。因此，值得注意的是，特别是对于较大力施加于其定子线圈的高功率车用交流发电机的情形而言，绝缘片和电导体在每个槽内移动。

发明内容

示例性的实施方式提供一种电旋转机器的定子，其包括：

定子铁心，定子铁心具有沿其周向形成的槽；

节段式导体，节段式导体具有矩形横截面并且缠绕在定子铁心上使得每个所述槽容置至少两个所述节段式导体以形成定子绕组；

片状电绝缘构件，片状电绝缘构件在每个所述槽中布置为围绕容置在槽中的节段式导体，电绝缘构件形成有多个突出部，多个突出部朝向槽的壁表面突出；以及

树脂，树脂填充在每个所述槽中从而浸入到电绝缘构件中。

根据示例性的实施方式，提供了一种用于电旋转机器的定子，在定子中，围绕容置在定子铁心的每个槽中的节段式导体的片状电绝缘构件牢固地粘附于定子铁心。

从包括附图和权利要求的下列描述中，本发明的其它优势和特征将变得显而易见。

附图说明

在附图中：

图1为包括根据本发明的实施方式的定子的车用交流发电机的截面图；

图2为车用交流发电机的定子的部分展开图；

图3为示出用于定子中的节段式导体的具体形状的立体图；

图4为容置在定子的定子铁心的槽中的节段式导体的截面图；

图5为从径向内侧观察容置在定子铁心的槽中的绝缘体的部分放大图；

图6为绝缘体的立体图；

图7为图6中示出的绝缘体的侧视图；

图8为图6中示出的绝缘体的平面图；

图9为示出图6中示出的绝缘体与节段式导体一起容置在定子的槽中的状态的图；

图10为图6中示出的绝缘体的改型的平面图；

图11为示出图10中示出的绝缘体与节段式导体一起容置在定子的槽中的状态的图；

图12为图6中示出的绝缘体的改型的立体图；

图13为图12中示出的绝缘体的侧视图；

图14为图12中示出的绝缘体的平面图；

图15为示出图12中示出的绝缘体与节段式导体一起容置在定子的槽中的状态的图；

图16为图12中示出的绝缘体的改型的平面图；

图17为示出图16中示出的绝缘体与节段式导体一起容置在定子的槽中的状态的图；

图18为图12中示出的绝缘体的改型的侧视图；

图19为图12中示出的绝缘体的改型的侧视图；以及

图20为图12中示出的绝缘体的改型的立体图。

具体实施方式

图1为包括根据本发明的实施方式的定子的车用交流发电机1的截面图。交流发电机1包括转子2、定子3、框架4、整流器5以及稳压器11。交流发电机1具有带轮20以用于接收来自发动机（未示出）的旋转力。带轮20与转子2一起固定至轴6。转子2包括一对Lundell式转子芯21和场绕组24。转子2由发动机驱动旋转。定子铁心21在其轴向端表面处分别设置有冷却风扇22和23。冷却风扇22和23从形成在框架4中的轴向开口41吸入空气，并且将吸入空气作为冷却空气送向径向开口42。定子3的定子绕组32、用于对从定子绕组32输出的交流电压进行整流的整流器5以及用于将整流的交流电压调节成交流发电机1的输出电压的稳压器11被此冷却空气冷却。由框架4可旋转地支撑的轴6在其与带轮端相反的附近侧设置有滑动环。围绕转子2的外周布置的定子3固定至框架4。

接下来，将对定子3进行具体描述。如图2中所示，定子3包括定子铁心31、定子绕组32以及绝缘体34，绝缘体34布置成在定子铁心31与定子绕组32之间的片状的电绝缘构件。定子铁心31通过层压薄钢板形成。定子绕组32围绕形成在定子铁心31中的狭槽34进行缠绕。

定子绕组32包括具有矩形横截面（见图3）的多个U形节段式导体33。定子绕组32通过以下步骤形成多相绕组：将U形节段式导体33的一对直部分别地插进由预定间距间隔开的其中两个狭槽35中；将所述一对直部分的端部沿周向弯折；以及将端部连接至对应的另外两个U形节段式导体33的直部分的端部。每个节段式导体33包括两个槽内导体33A和槽外导体33B和33C，两个槽内导体33A容置在槽35中，槽外导体33B和33C每个都连接至槽内导体33A并且位于槽35外侧从而在定子铁心31的周向上延伸。具有上述形状的一定数量的节段式导体33配合在定子铁心31的每个所述槽35中从而在径向方向上设置以构成定子绕组32。

如图4中所示，在此实施方式中，两个槽内导体33A在径向方向上设置在每个槽35中作为两个导电体。

更具体地，两个槽内导体33A布置成每个槽35中的内导体和外导体，并且绝缘体34布置在内导体和外导体与槽35的内壁之间从而覆盖全部这些导体。槽内导体33A以及槽外导体33B和33C中的每者涂有由诸如聚酰胺酰亚胺的绝缘材料制成的绝缘薄膜。另外，浸入性树脂36填充在绝缘体34与槽35的内壁之间、在绝缘体34与槽内导体33A之间以及在形成于截锥形贯通部100（下文将描述）中的通孔中，如图9中所示。树脂36浇注进在绝缘体34与节段式导体33之间的空间中，绝缘体34和节段式导体33一起组装在如图2中示出的定子铁心31的每一个狭槽35中，并且随后通过施加热而进行硬化。

接下来，将对绝缘体34进行具体描述。如图5中所示，绝缘体34与节段式导体33的槽内导体33A一起容置在定子铁心31中。绝缘体34的一部分从槽35暴露出来以确保在节段式导体33与定子铁心31之间的电绝缘。绝缘体34形成覆盖容置于槽35中的两个槽内导体33A的环形。

如图6中所示，绝缘体34包括多个截锥形贯通部100，多个截锥形贯通部100形成绝缘体34的在与槽35的在圆周上相对的两个壁表面面对的侧表面（图6和图8中示出的侧表面34A和34B）中。如图7中所示，每一个截锥形贯通部100具有突出部，突出部具有截锥体的形状并且在突出部的中央处形成有圆形通孔。截锥形贯通部100规则地设置在绝缘体34的侧表面34A和34B的每一者上。在此实施方式中，如图7中所示，截锥形贯通部100形成在侧表面34A和34B中的每一者上的九个位置处（三行三列）。截锥形贯通部100仅形成在侧表面34A和34B中的每一者的这样的区域中：当绝缘体34布置在槽35中时，所述区域面对槽35的壁表面。

截锥形贯通部100仅可以形成在侧表面34A和34B中的一者中。截锥形贯通部100的通孔的形状不限制于圆形。其可以是椭圆或者四边形。

如图9中所示，每个都具有突出部的截锥形贯通部100的设置能提供在绝缘体34的表面与槽35的壁表面之间的缝隙，并且能在这些缝隙中填充树脂，使得绝缘体34能牢固地固定至定子铁心31。另外，由于截锥形贯通部100形成有通孔并且树脂可以浸入通过通孔，所以能充分地在绝缘体34的两侧填充树脂。另外，由于截锥形贯通部100的突出部和通孔能通过冲压同时形成，所以例如能减小用于制造绝缘体34的工时。

仅在侧表面34A和34B中的每一者的区域——当绝缘体34布置在槽35中时所述区域面对槽35的壁表面——中形成截锥形贯通部100，这能防止在从槽35上突出的节段式导体33与定子铁心31之间的爬电距离变小。

如图7和8中所示，填充经过截锥形贯通部100的通孔的树脂的厚度在形成有通孔的位置处大于未形成有通孔的位置处。因此，能确保在形成有通孔和不存在绝缘体34的位置处的必要的电绝缘。

在上述实施方式中，形成在绝缘体34的侧表面34A和34B中的所有截锥形贯通部100具有突向外侧（突向槽35的壁表面）的形状。但是，形成在侧表面34A和34B中的截锥形贯通部100中的一部分可以具有突向内侧（突向节段式导体33）的形状，如图10和11中所示。在此情形中，进入绝缘体34与槽35的内壁之间的树脂36能有效地引向节段式导体33。

在上述实施方式中，绝缘体34仅在其侧表面34A和34B中形成有截锥形贯通部100。但是，截锥形贯通部100还可形成在绝缘体34的沿定子铁心31的周向延伸的前表面34c中，如图12至17中所示。

在此实施方式中，如图7和13中所示，截锥形贯通部100形成在侧表面34A和34B中的每一者上的九个位置处（三行三列），九个位置在定子铁心31的轴向方向和径向方向上彼此重叠。但是，截锥形贯通部100可以形成于在轴向方向上彼此不重叠而在径向方向上彼此重叠的位置处，如图18中所示。在此情形中，能防止在浸入树脂时在轴向方向上流向一些截锥形贯通部100的树脂被其它截锥形贯通部100所阻碍。

另外，截锥形贯通部100可以形成于在定子铁心31的径向方向上彼此不重叠或者在定子铁心31的轴向方向和径向方向上都不重叠的位置处，如图19中所示。

显而易见的是，如下文所述，能对上述实施方式进行诸多改型。绝缘体34可以形成有未形成有通孔的截锥形贯通部，或者可以形成有在除了其突出部的其它位置处形成有通孔的截锥形贯通部。

绝缘体34可以形成有形成有通孔的突出部，突出部具有除了截锥体的其它形状。所有截锥形贯通部100不是必须形成相同形状。其通孔可以具有不同直径或者形状。

在上述实施方式中，绝缘体34的端部在径向外侧彼此部分重叠。但是，替代绝缘体34，可以使用如图20中示出的在径向内侧具有端部的绝缘体134。

在上述实施方式中，绝缘体34用于车用电旋转机器1的定子3。但是，本发明可应用于作为交流发电机和电动机两者或者仅作为电动机操作的电旋转机器。当然，本发明也可应用于除了用于车辆的电旋转机器。

上述的优选实施方式是仅由下文中随附的权利要求所描述的本申请的本发明的示例。应当理解，本领域中的普通技术人员可以对优选的实施方式进行改型。

Claims (8)

1.一种电旋转机器的定子，包括：

定子铁心，所述定子铁心具有沿其周向形成的槽；

节段式导体，所述节段式导体具有矩形横截面并且缠绕在所述定子铁心上使得每个所述槽容置至少两个所述节段式导体以形成定子绕组；

片状的电绝缘构件，所述电绝缘构件在每个所述槽中布置为围绕容置在所述槽中的所述节段式导体，所述电绝缘构件形成有朝向所述槽的壁表面突出的多个第一突出部和朝向容置在所述槽中的所述节段式导体突出的多个第二突出部，所述第一突出部和所述第二突出部设置在所述电绝缘构件的表面上，从而沿着所述定子铁芯的轴向方向和径向方向定位在不同位置处；以及

树脂，所述树脂填充在每个所述槽中从而浸入到所述电绝缘构件中。

2.根据权利要求1所述的电旋转机器的定子，其中，所述电绝缘构件形成有多个通孔，所述树脂填充到所述多个通孔中。

3.根据权利要求2所述的电旋转机器的定子，其中，所述通孔形成在所述第一突出部和所述第二突出部中。

4.根据权利要求3所述的电旋转机器的定子，其中，所述第一突出部和所述第二突出部仅形成在所述电绝缘构件的与所述槽的内壁面对的区域中。

5.根据权利要求3所述的电旋转机器的定子，其中，所述第一突出部和所述第二突出部形成为朝向所述槽的径向延伸的相对两壁表面中的至少一个突出。

6.根据权利要求3所述的电旋转机器的定子，其中，在形成有所述通孔的位置处的所述树脂的厚度大于未形成有所述通孔的位置处的所述树脂的厚度。

7.根据权利要求3所述的电旋转机器的定子，其中，所述第一突出部和所述第二突出部布置于在所述定子铁心的所述轴向方向上彼此不重叠的位置处。

8.根据权利要求3所述的电旋转机器的定子，其中，所述第一突出部和所述第二突出部布置于在所述定子铁心的所述径向方向上彼此不重叠的位置处。