CN105324919B - 用于制造电动力旋转机器的方法和电动力旋转机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过以下步骤制造电动力旋转机器的转子和/或定子的方法：‑由单件的导电材料或者预绝缘的或者涂漆导电金属线制造预成型线圈，‑以能预定的间距将间隔件固定在预成型线圈处，‑将配备有间隔件的预成型线圈插入到定子或者转子的叠片组的槽中，‑使各个预成型线圈接触形成线圈组并且根据预设的连接计划形成转子和/或定子的绕组系统，‑通过完全浇注尤其通过真空完全浇注使槽中的预成型线圈或者绕组系统绝缘。

Description

用于制造电动力旋转机器的方法和电动力旋转机器
技术领域
本发明涉及一种用于制造电动力旋转机器的方法以及电动力旋转机器本身。
背景技术
电动力机器，尤其是电动力旋转机器具有叠片堆叠的定子叠片组和叠片堆叠的转子叠片组，电导体在其中优选地处于在定子中在轴向上延伸的槽中，该导体与转子的永磁铁或者与转子的通电的绕组电磁地交互作用，并且因此确保驱动或者确保电动力机器的发电运行。
在轴向延伸的槽中的电导体通过绝缘材料相对于定子叠片组或者转子叠片组的地电位保持间距。这被描述为主绝缘。
该间距在此通过包围导体的层数，也就是缠绕预成型线圈的带型绝缘材料和也许附加的面绝缘材料的层数以及其相应的厚度设定。
在此，被缠绕的线圈被压入或者插入到定子或者转子的槽中，由此其应该据此自己对齐。为了确保插入的线圈位置精确地保持住，线圈接下来借助槽封闭条径向地固定。
这种类型的由云母带或者面绝缘材料构成的主绝缘是浪费时间的并进而是浪费资源的并且有时也是非常容易出错误的过程。
发明内容
由此出发，本发明的目的在于提出一种对槽中的电导体进行绝缘的方法，该方法很少出错并且相对节省时间地实现了对尤其是电动力机器的各个线圈的绕组在槽中的绝缘。
提出的目的通过用于制造电动力旋转机器的转子和/或定子的方法实现，该方法包括以下步骤：
-由单件的导电材料或者预绝缘的或者涂漆导电金属线制造预成型线圈，
-以能预定的轴向间距将间隔件固定在预成型线圈处，
-将配备有间隔件的预成型线圈插入到定子或者转子的叠片组的槽中，
-使各个预成型线圈接触形成线圈组，并且根据预设的连接计划形成转子和/或定子的绕组系统，
-通过完全浇注尤其通过真空完全浇注使槽中的预成型线圈或者绕组系统绝缘。
所提出的目的的解决方案同样通过一种电动力旋转机器实现，其具有由轴向堆叠的叠片构成的定子和/或转子，其中，定子和/或转子的槽向着处于定子和转子之前的气隙延伸，槽配备有预成型线圈，其中，在槽中相应地设置有置入到热固性浇注材料中的预成型线圈，具有单件的导电材料或者预绝缘的或者涂漆导电金属线，其中，预成型线圈至少通过轴向彼此间隔开的间隔件保持在槽中。
根据本发明现在通过预成型的、对于特定的槽合适的间隔件实现了将线圈以轴向上预先确定的规则的也或者相应不规则的间距固定在线圈的槽区域上方。线圈的槽区域在此是线圈的这样的区域，其处于定子或者转子的叠片组的轴向长度内。在此，每个槽的间隔件的间距和数量取决于定子或绕组的轴向长度的预成型线圈的总尺寸以及预成型线圈和/或槽的横截面。
该间隔件的特征在于，该间隔件优选地在其侧面法兰处如此地形成轮廓，即在将预成型线圈引入到定子和/或转子的槽轮廓中之后，间隔件只有在巨大力消耗的情况下才能从槽中松脱。间隔件在槽中的这种定位优选地用于：对于绝缘材料在槽中的后续浇注过程不会出现预成型线圈或者另外的电导体的移动。这也许在电动力机器的运行中导致电飞弧并进而导致机器故障。
线圈在间隔件上的固定通过在间隔件和线圈表面之间的摩擦力、或者通过间隔件的凹槽开口处的锁定保险件实现。
在此有利的是，甚至没有为槽设计槽封闭件。各个线圈或者整个绕组系统的绝缘现在通过真空全浇注热固性材料实现。其特征尤其在于在电导体和接地的叠片组之间的高的绝缘能力，并且特征还在于在所描述的间隔件、叠片组和整个子导体绝缘体上的预成型线圈的良好的连接。
根据本发明的间隔件本身优选地由热固性或者热塑性合成材料制成，并且为了电位控制而具有可预设的空间和数量上的无机和/或有机填充材料。
为了相对良好地连接在浇注介质上，该间隔件通过相应的表面特性表面特征。在此，该表面现在粗糙地、多孔地或者以有附着能力的材料涂层地设计，并且其因为该间隔件在浇注材料硬化后不再需要存在而能够相对于浇注介质溶解地设计。
同样，在间隔件中也可以使用用于高压缩的形状稳定的挤压体或者冲压型材或者拉伸型材的大量填充矿物的材料。视情况而定，其以所需要的长度被批量生产。
优选的是，现在基于新方法的应用而放弃了带状的绝缘材料作为如金属线束或者预成型线圈的电导体的主绝缘体。
在没有对各个预成型线圈的耗费成本的带绝缘过程的情况下就能够实现电导体的装入。
对于间隔件来说例如使用以下高抗热的热塑性塑料和/或弹性体：PAEK，PI，PES，PPS，PPA，PAA，PFA以及聚醚酮(PEK)的各个家族成员，例如像PEKK，PEEEK，PEEKK和PEKEKK。填充材料在此相应为70体积百分比，并且在高抗热的热塑性塑料和弹性体的内部具有玻璃短纤维、云母粉末或者金属氧化物。玻璃短纤维在此具有从10μm至最大5mm的长度，并且产生机械加强的作用。较长的玻璃纤维尽管提高了粘稠度，但是也使通过喷射注塑工艺的加工更加困难。所使用的玻璃短纤维可以直接与挤出机一同工作，从而简化了根据本发明的保持件的制造。
作为填充材料的具有直径小于1mm的云母粉末的小颗粒具有不等轴的几何轮廓。
保持件与叠片组在槽中的连接通过在热的槽内侧上的挤压实现，例如PEK与叠片组，使用超过200至400℃的温度，有利的是超过300℃并低于425℃、并且尤其是在325℃和400℃之间，因为该温度对于PED是特别有利的。
间隔件也能够通过使用例如硅树脂(醇酸树脂)基的热稳固的粘接剂与叠片组在槽中固定。同样，也可以通过摩擦力确保间隔件与叠片组在槽中，例如通过压入到槽中并且通过接下来的浸渍工艺来固定。
间隔件的轮廓形成可以相对于叠片组和/或相对于线圈实现。该轮廓形成除了提高摩擦力之外还有优点，即能够在轴向方向上分配浇注材料。
附图说明
本发明以及本发明的优选设计方案可以从示例性地示出的设计方案中获取。图中示出：
图1是电动力旋转的机器的原理性构造，
图2是至今为止的用于绝缘的方法，
图3是根据本发明的原理，
图4是纵向截面图。
具体实施方式
图1示出了电动力旋转机器1的电的主动部分，其具有带有轴向堆叠的叠片组定子2和与轴4抗扭地连接的转子5，其中，转子5的叠片组同样轴向堆叠地设计。
在该设计方案中，不仅定子2而且转子5都相应地具有绕组系统3，6，该绕组系统布置在不能在该附图中见到的轴向延伸的槽20中。绕组系统3，6在定子2和转子5的端侧处形成绕组头。
图2示出了槽20的横截面，其具有定子2的绕组系统3，该绕组系统双层地构造。具有导体I的第一层直接处于槽开口21处，该开口向着电动力机器1的气隙7指向。在槽20中因此存在两个导体I和II，二者相应地具有多个子导体14，这些子导体在本实施例中径向彼此重叠地布置。导体I和II在此在电动力机器1的运行中由不同相位U，V，W的电流流过。导体I或者II的子导体14由相同相位的电流流过。因此，子导体绝缘体13相对薄的设计，因为其仅仅承受导体I或者II的线圈的不同绕组的电压差。
在根据图2的、应该示出通常方法的附图中，槽20进一步通过槽底条带15覆盖，在其上放置由作为槽绝缘体的主绝缘体的槽衬里9。两个导体I和II通过间隔垫12彼此隔开。此外，图中示出，现在从子导体14出发，其有利地由铜或者其他具有良好导电能力的材料制成，每个子导体14首先具有一个子导体绝缘体13。导体I或者II的主绝缘体11径向向外地连接在子导体绝缘体上，然后该主绝缘体此外还通过玻璃纺织覆盖带10和槽衬里9与定子2的叠片组保持间距。
在定子2和/或5的在该槽20和其他槽中的整个布置通过槽封闭条带8覆盖。
该构造示出，电导体I，II在槽20中的定位是多么耗费成本和复杂。在此错误的装配是不可避免的，因为在绕组系统应用其绝缘层是完全会出现相应的层的滑动或者撕裂。
根据图3的根据本发明的原理现在大大地简化了绝缘的方法。在具有带有导体I和II的双层绕组的槽20中，导体通过根据本发明的间隔件和预设的浇注材料定位和绝缘。
在此，现在在制造定子2或者转子5中的绕组系统3，6时，首先制造预成型线圈，也就是由实心的子导体或者由绝缘的金属线制成的导体I或导体II，其中导体I或导体II的预成型线圈然后径向地彼此重叠地层叠形成绕组系统3，6的一部分，并且在确定的部段中，如图4所示，配备间隔件16。该方法的结构性构造并不局限于双层绕组，而是在单层或者多层绕组中也可以实现。
在没有进一步示出的另外的设计方案中，导体的子导体14也能够彼此相邻地和/或径向重叠地布置。
在当前的情况中，现在带有间隔件16的组首先定位在槽20的槽底22上，并且接下来带有其导体II的另外的间隔件16被定位在第一层上。通过这种定位确保了，即导体II在定子2或转子5的整个轴向长度上的槽区域18中都具有相对于定子2或者转子5的接地的叠片组的等距预设的间距。由此现在可以通过浇注方法将绝缘材料引入到槽20的残留的空腔中，该绝缘材料在硬化后形成整个绕组系统3，6的稳固连接。这相对于图2示出的方法极大地简化了生产制造并且大大地减少了错误。
间隔件16如在根据图3的本实施例中具有轮廓，尤其具有齿状部，其简化了间隔件16在槽20中的固定。
间隔件16-在其定位在槽开口处时-具有锁定保险件17，其中在此间隔件16的至少一个齿啮合到叠片组的齿的轴向延伸的缺口中。用于覆盖槽20中的绕组系统3，6的槽封闭带8因此不再是必要的了。
该间隔件16也可以通过粘接连接定位在槽20中。
图4示出了在槽20中的电导体，其中，在槽20中的间隔件16轴向分散地定位在槽区域18上，从而为了浇注过程而对导体进行固定。

Claims (9)

1.一种用于制造电动力旋转机器(1)的转子(5)和/或定子(2)的方法，所述方法包括以下步骤：
-由单件的导电材料制造预成型线圈，
-以能预定的轴向间距将间隔件(16)固定在所述预成型线圈处，
-将配备有所述间隔件(16)的预成型线圈插入到所述定子(2)或者所述转子(5)的叠片组的槽(20)中，
-使各个所述预成型线圈接触形成线圈组，并且根据预设的连接计划形成所述转子(5)和/或所述定子(2)的绕组系统(6，3)，
-通过完全浇注使所述槽(20)中的所述预成型线圈或者所述绕组系统(6，3)绝缘。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述完全浇注是真空完全浇注。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单件的导电材料是预绝缘的导电金属线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单件的导电材料是涂漆导电金属线。
5.一种电动力旋转机器(1)，具有由轴向堆叠的叠片构成的定子(2)和/或转子(5)，其中，所述定子(2)和/或所述转子(5)的槽(20)向着处于所述定子(2)和所述转子(5)之间的气隙(7)延伸，所述槽配备有预成型线圈，其中，在所述槽(20)中分别设置有置入到热固性浇注材料中的预成型线圈，所述预成型线圈具有单件的导电材料，其中，所述预成型线圈至少通过轴向彼此间隔开的间隔件(16)保持在所述槽(20)中其中，所述间隔件(16)在与所述槽(20)的侧壁的接触面上至少侧面地形成轮廓，使得在插入到所述定子(2)和/或所述转子(5)的槽轮廓中之后所述间隔件只有在力消耗的情况下才能再次松脱。
6.根据权利要求5所述的电动力旋转机器(1)，其特征在于，所述单件的导电材料是预绝缘的导电金属线。
7.根据权利要求5所述的电动力旋转机器(1)，其特征在于，所述单件的导电材料是涂漆导电金属线。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的电动力旋转机器(1)，其特征在于，所述间隔件(16)由热固性的或者热塑性的合成材料制成并且具有无机的或者有机的填充材料。
9.根据权利要求8所述的电动力旋转机器(1)，其特征在于，所述间隔件(16)具有一种表面特性，该表面特性为粗糙地、多孔地或者涂层地设计或者能够通过浇注介质溶解。
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