CN105474517A - 用于隔离绕组的分隔器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电隔离旋转电机的定子中的多组端部绕组(52)的分隔器(10、60、65、100)。所述分隔器被设置成提供贯穿所述绕组的周向气道(24、74、85)。这可以允许将气流递送至所述绕组内部，由此更有效地冷却所述绕组。

Description

用于隔离绕组的分隔器

本发明涉及用于隔离电机的定子中的端部绕组的分隔器。

电机的定子通常包括保持定子绕组的狭槽。该绕组可以就地缠绕在狭槽中，不然可以将预成型线圈插入狭槽中。在任一情况下，该绕组通常必须退出一个狭槽并且在进入另一狭槽之前绕过定子外侧。该绕组的在定子外侧延伸的部分通常被称为端部绕组或悬垂绕组。

在多相电机中，定子绕组包括用于每一相的多组隔离绕组。这可以导致彼此相邻定位的、具有不同相的端部绕组。在操作中，每一相都具有不同电势。

在旋转电机中，该定子在正常情况下充当电枢并且运送主电功率。因为具有不同相的端部绕组可以彼此相邻定位，所以相当大的电势可以呈现这些相之间。因此必须确保不同相的端部绕组之间的足够电绝缘。

定子绕组中的单个导线通常借助于外绝缘层(典型为磁漆)电绝缘。然而，因制造工序，或者因在构造或使用插入工具期间施加在导线上的应力而在外绝缘层中逐步发展出故障。对于绕组处于不同电势的情况来说，这可以导致绕组之间的电弧放电。这将使机器低效并且可以导致机器损坏且最终导致机器故障。

用于电绝缘不同相的端部绕组的已知技术涉及到将绝缘隔板(如间位芳族聚酰胺(meta-aramid)材料和/或聚酯的复合片)插入多组端部绕组之间，或者大致增加导线上的磁漆涂层的厚度。

电机的额定功率通常受限于在机器使用时定子和转子的温升。而且，机器通常在低温下更有效运转。由此，许多机器被设置成具有贯穿该机器的气流，以便冷却该机器。然而，如果在相邻组的绕组之间放置绝缘纸，则这可以限制贯穿绕组的气流，并由此缩减冷却效率。而且，该纸可能变得损坏或移动，特别是在端部绕组可能更多暴露的情况下。

另一方面，如果增加导线上的磁漆涂层的厚度，则这缩减针对指定尺寸机器的铜量，并由此缩减机器的额定功率。

以本申请人名义的EP1865588A1(其主旨通过引用并入于此)公开了一种用于在诸如旋转电机的电气装置的多组绕组之间设置电绝缘层的分隔器。该分隔器包括互连杆的矩阵。这可以允许将气隙呈现在多组绕组之间，其可以改进机器的冷却效率。

WO2001/087618公开了一种用于隔离定子总成中的端部绕组的技术。该技术涉及在不同相的相邻端匝之间插入电绝缘片。该电绝缘片用盘绕端匝的绳索就地保持。一旦将该电绝缘片就地保持，就将相分隔器插入相邻端匝之间。相分隔器具有首端部分和延长主体部分，并且用力在端部线圈之间驱动。

在EP1865588和WO2001/087618中公开的用于隔离端部绕组的技术可以允许空气快速流过绕组。然而，已经发现，气流不能一贯地递送至绕组的所有部分。例如，可能有很少气流贯穿绕组的内部部分，其还可以是遭遇最高温度的地方。

而且，WO2001/087618的排布结构涉及相当麻烦的组装工序，并且需要在端匝之间驱动相分隔器可能潜在地损坏单个导线的外绝缘层。另外，该电绝缘片可以限制端匝之间的气流。另一方面，纸中的孔可以限制相的电隔离。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于隔离旋转电机的定子中的多组端部绕组的分隔器，其中，所述分隔器被设置成提供贯穿所述绕组的周向气道。

本发明可以提供这样的优点，即，通过将所述分隔器设置成提供贯穿所述绕组的周向气道，可以将气流递送至所述绕组的内部部分。这可以允许更加一贯冷却所述绕组。

所述周向气道可以是这样的气道，即，其在将所述分隔器放置在两组绕组之间时，至少部分地沿周向方向行进，或者具有沿周向方向的主要分量。然而，所述气道的方向还可以具有其它分量，如径向分量和/或轴向分量。

优选的是，所述分隔器的至少一部分大致平坦，并且所述周向气道设置在所述分隔器的平面中(或者所述分隔器的大致平坦的部分)。这可以允许将气流递送至所述绕组的不能以其它方式到达的部分。

所述分隔器可以包括具有多个竖立部件的大致平坦层。例如，可以设置单个平坦层，并且所述竖立部件可以突出所述平坦层的平面。另选的是，顶部和底部平坦层可以在其间设置有气隙，在该情况下，所述竖立部件可以在所述顶部平坦层与底部平坦层之间延伸。所述竖立部件例如可以是肋状部或支柱。

所述竖立部件可以起作用以保持分离相邻组的绕组。由此，所述竖立部件可以通过保持它们之间的气隙，来帮助确保两组绕组之间的足够电隔离。所述气隙的尺寸被优选地选择成，提供基于空气击穿强度的足够电隔离。

优选的是，所述周向气道设置在所述竖立部件之间。由此，所述竖立部件可以提供分离相邻组的绕组并且提供贯穿所述绕组的周向气道的双重功能。

所述分隔器可以包括多个周向气道。这可以帮助冷却同时帮助保持相邻组的绕组之间的希望隔离。

所述分隔器优选地被设置成位于所述旋转电机的定子中的两组端部绕组之间。优选的是，所述分隔器被设置成，将气流递送至未以其它方式暴露的两组绕组之间的区域，如所述绕组的内部部分。这可以允许实现所述绕组的更好且更加一贯的冷却。

优选的是，所述分隔器包括所述周向气道与所述绕组之间的至少一个开口。例如，所述气道可以是开口，或者其可以具有孔。这可以允许经过所述周向气道的气流被递送至所述绕组，由此易于冷却所述绕组。

优选的是，所述分隔器被设置成允许径向气流贯穿所述绕组。这可以通过提供贯穿所述分隔器的平面的气路来实现。例如，所述分隔器可以包括从所述分隔器的一侧至另一侧的孔或开口。这可以通过向贯穿所述绕组的气流提供径向路径来帮助冷却所述绕组。

所述分隔器可以被设置成大致沿一组绕组的长度延伸。例如，所述分隔器可以被设置成，从接近所述绕组退出定子槽的地方的区域延伸至所述绕组进入定子槽的地方。这可以帮助确保所述绕组完完全全隔离。而且，气流可以更均匀地横跨绕组递送，由此实现所述绕组的更有效且一贯的冷却。

在一个实施方式中，所述分隔器包括通过气隙隔离的顶层和底层。这可以帮助保持相邻组的绕组之间的足够隔离。优选的是，所述周向气道处于所述顶层与所述底层之间。

所述顶层和所述底层中的至少一个可以包括用于支承一组绕组的装置。所述用于支承一组绕组的装置可以被设置成缩减或防止所述绕组下垂到所述周向气道中。这可以帮助确保保持多组绕组之间的所需隔离。

所述用于支承一组绕组的装置可以包括一系列平坦部件。这可以允许支承绕组，而所述平坦部件之间的间隙或开口可以允许通过所述分隔器的径向气流和/或来自周向气道的气流被递送至所述绕组。

该系列平坦部件例如可以是一系列梁。该梁可以沿不同于所述绕组方向的方向行进。例如，该梁可以沿大致垂直于所述绕组方向的方向行进。这可以帮助防止所述绕组下垂到所述气道中。

优选的是，所述顶层的多个部分与所述底层的多个部分相对交错。例如，其中，用于在一个层中支承一组绕组的所述装置包括一系列平坦部件，这些可以相对于另一层中的对应部分交错。例如，一个层的一部分(例如，平坦部件)可以与另一层中的开口相对地定位。

通过相对于所述底层的多个部分交错所述顶层的多个部分，可以最小化按压贯穿所述分隔器的绕组的可能性。然而，贯穿所述分隔器的径向气流可以依靠所述层中的开口来实现。而且，贯穿所述分隔器的周向气流可以贯穿所述开口到达所述绕组内部。另外，通过相对于所述底层的多个部分交错所述顶层的多个部分，可以改进所述分隔器的爬电距离。

优选的是，所述分隔器还包括用于隔离所述顶层和所述底层的装置。所述用于分隔所述顶层和所述底层的装置可以包括诸如肋状部或支柱的竖立部件。

用于隔离的所述装置可以相对于用于支承一组绕组的平坦部件的边缘偏移。这可以帮助最大化所述分隔器的所述爬电距离。

所述分隔器还可以包括处于所述顶层和所述底层之间的倾斜部分。这可以帮助将所述分隔器插入多组绕组之间，因为所述倾斜部分可以帮助推开相邻组的绕组。所述倾斜部分可以包括至少一个狭缝。这可以向所述分隔器提供一定的柔性，从而可以在将所述分隔器插入到所述绕组中时加以帮助。

所述分隔器可以包括仅设置所述顶层与所述底层中的一个的区域。该区域可以位于希望将物理支承用于一组绕组，但没有恰好相邻另一组绕组的地方(并由此不需要电隔离)。该区域还可以帮助将所述分隔器就地保持在所述绕组之间。该区域可以包括至少一个孔，并优选为多个孔，其可以允许径向气流贯穿所述绕组。

另选的是或者另外，所述分隔器可以包括切除(cutout)区域。所述切除区域可以位于当所述分隔器处于适当位置时没有相邻组的绕组的地方。

在本发明另一实施方式中，所述分隔器包括平坦部分和弯曲部分。所述平坦部分可以包括多个肋状部和处于多个肋状部之间的多个气孔。

该实施方式还可以独立提供，并由此，根据本发明另一方面，提供了一种用于隔离电机的定子中的端部绕组的分隔器，所述分隔器包括平坦部分和弯曲部分，其中，所述平坦部分包括多个肋状部和处于多个肋状部之间的多个气孔。

该实施方式可以提供这样的优点，即，所述分隔器被容易地插入端部绕组之间，并且可以在所述绕组之间提供必要的电隔离，而同时允许它们暴露至空气。而且，设置弯曲部分可以帮助确保所述分隔器牢固地保持在适当的位置，并且提供横跨所述端部绕组的外表面的至少一部分的电隔离。

优选的是，所述弯曲部分沿远离所述平坦部分的平面的方向弯曲。例如，所述平坦部分可以大致与所述弯曲部分相切。这可以帮助提供这样一种排布结构，即，所述分隔器提供横跨所述端部绕组的外表面的至少一部分的电隔离。

优选的是，所述弯曲部分被至少部分地设置成符合所述端部绕组的形状。例如，定子中的端部绕组典型地按组设置，并且每一组都对应于一个电气相。由此，所述弯曲部分可以被设置成，使得在使用时，其环绕一组端部绕组弯曲。

在一个布置中，所述平坦部分中的所述气孔按网格图案设置，尽管还可以使用其它排布结构。所述平坦部分中的所述气孔可以允许空气穿过所述分隔器的平面，并由此允许空气流向所述绕组。在操作中，该气流可以沿大致径向方向贯穿所述机器，并由此所述气孔可以用作径向管道。

优选的是，所述弯曲部分包括气孔。所述弯曲部分中的气孔可以允许轴向气流，并且允许引导空气碰撞在定子端部绕组上。

优选的是，所述肋状部被设置在所述平坦部分的外表面上。所述平坦部分的外表面优选地对应于所述弯曲部分的凸表面。所述肋状部可以被用于确保相邻绕组之间的足够分离和/或提供贯穿所述绕组的气道。

优选的是，至少一部分所述肋状部限定贯穿所述分隔器的气道，所述气道沿或者平行于所述平坦部分的平面行进。这可以帮助冷却所述机器。

优选的是，至少一部分所述肋状部沿与所述端部绕组的方向大致平行的方向行进。因为定子的所述端部绕组典型地沿环绕所述机器的大致周向方向行进，所以这可以提供供空气环绕所述端部绕组流动的周向路径，从而可以帮助冷却所述机器。由此，至少一部分所述肋状部可以提供贯穿所述电机的周向气道。

所述平行肋状部优选地被设置在所述平坦部分的如下的区域上，即，该区域在使用时，不直接接触所述端部绕组。这可以帮助防止所述底部绕组下垂到所述肋状部之间的气道中。所述平行肋状部优选地沿大致与所述弯曲部分的弯曲方向垂直的方向行进。

虽然希望提供贯穿所述分隔器的周向气道，但还希望确保来自相邻绕组的导线不能滑入所述气道中，因为这可能危及电隔离。由此，至少一部分所述肋状部可以沿与所述绕组的方向大致垂直的方向行进。所述垂直肋状部优选地被设置在所述平坦部分的如下的区域上，即，该区域在使用时，接触所述端部绕组。所述垂直肋状部优选地在相邻绕组之间提供电隔离。

一些或全部肋状部可以包括处于沿它们的长度的一个或更多个位置处的狭槽。所述狭槽可以提供贯穿所述分隔器的附加气流，和/或向所述分隔器提供附加的柔性，例如，允许其配合所述绕组的曲率和/或在插入到所述绕组上期间折曲。

所述平坦部分可以具有被斜切的端部。这可以通过帮助推开相邻端部绕组，而易于将所述分隔器插入端部绕组上。类似的是，所述平坦部分可以具有被斜切的至少一侧。这可以易于将所述分隔器周向插入到端部绕组上。

所述弯曲部分可以被设置成提供束紧(lacing)支承。例如，所述弯曲部分在相邻气孔之间的部分可以被用于向系绳或系带提供支承。这可以允许将所述定子的端部绕组利用系绳或系带来绑扎在一起。

在一个实施方式中，所述分隔器包括通过弯曲部分连接的两个平坦部分。该排布结构可以易于保持所述绕组上的分隔器并且帮助提供所需电隔离。所述第二平坦部分可以具有所述第一平坦部分的一些或全部特征。

在该实施方式中，所述弯曲部分优选地用作枢纽。具体来说，所述弯曲部分可以提供允许将所述分隔器插入到所述端部绕组上的柔性，而所述平坦部分可以提供相邻端部绕组之间的所需电隔离和/或贯穿所述绕组的气道。所述弯曲部分可以具有大致半圆形的横截面，但其它形状也是可以的。

在该实施方式中，所述分隔器可以被至少部分地设置成包围一组端部绕组。这可以帮助确保所述分隔器仍就地保持在所述端部绕组上，并且其提供相邻端部绕组之间的恰当电隔离。

所述弯曲部分可以通过大于180°的角度弯曲。而且，所述平坦部分可以随着它们远离所述弯曲部分延伸而朝着彼此成角度。这些特征可以允许所述分隔器至少部分地盘绕所述端部绕组。

所述平坦部分可以具有限定开口的端部。所述开口可以被用于帮助减轻所述绕组上的分隔器。所述平坦部分之间在所述开口处的距离优选地小于所述平坦部分之间在夹子远离所述开口的一部分处的距离，以便帮助将所述分隔器保持在所述绕组上。

优选的是，所述平坦部分的所述端部可以被推开，例如，经由将所述分隔器推到所述绕组上的动作。这可以易于将所述分隔器插入到所述绕组上。

另选的是，两个端部可以接触，在该情况下，这两个端部可以在将所述分隔器插入到所述绕组上期间，人工或者通过其它方式打开。

优选的是，所述分隔器在去除推开所述端部的力时恢复到其原始形状。这可以允许所述分隔器紧密环绕所述绕组，由此，帮助确保所述分隔器仍就地保持。优选的是，所述分隔器被设置成夹紧所述端部绕组，由此，帮助确保其仍就地保持。

所述弯曲部分可以是柔性的。这可以允许所述分隔器在将所述分隔器插入到所述绕组上期间部分打开。而且，所述分隔器可以在插入之后回弹到环绕所述绕组的形状。

所述弯曲部分可以包括狭槽，这可以缩减所述弯曲部分的刚性，并且帮助其实现所需弹性运动。

优选的是，所述分隔器的横截面是大致C形形状。例如，所述分隔器可以具有延长C形的横截面。这可以允许所述分隔器至少部分地包围一组端部绕组，由此，帮助确保其仍就地保持，并且提供必要的电隔离。

在上述实施方式中，所述分隔器优选地采用夹子形式。这可以允许所述分隔器夹紧到所述绕组上并且就地保持。

根据本发明另一方面，提供了一种用于隔离电机的定子中的端部绕组的分隔器，其中，所述分隔器采用夹子形式，该夹子被设置成环绕所述端部绕组放置，所述分隔器包括多个气孔。

在本发明另一实施方式中，所述分隔器包括单个平坦部分。这可以允许所述分隔器被用于不可能在绕组上夹紧分隔器的区域中，如定子的衬套区。在这个实施方式中，所述弯曲部分可以通过大于30°或45°或60°或75°和/或小于150°或135°或120°或105°的角度，或者通过接近90°的角度来弯曲。

在任一上述实施方式，所述分隔器可以被设置成隔离具有不同相和/或处于不同电势的端部绕组。

所述分隔器可以由电绝缘材料形成，如高密度塑料或任何其它合适材料。所述分隔器优选地可弹性变形。

像辅助冷却一样，所述分隔器中的所述气孔和/或气道提供树脂排出路径。这可以在定子浸渍之后易于树脂排出。

根据本发明另一方面，提供了一种用于电机的定子，所述定子包括多组端部绕组和根据上述形式中的任一种的分隔器。所述定子可以是多相，并且所述分隔器可以被设置成隔离具有不同相的多组端部绕组。

所述平坦部分中的气孔可以提供所述端部绕组的冷却。至少一部分所述肋状部可以限定提供所述端部绕组的冷却的周向气道。

根据本发明另一方面，提供了一种在电机的定子中的具有不同相的多组端部绕组之间提供电隔离的方法，该方法包括以下步骤：在多组端部绕组之间插入分隔器，其中，所述分隔器提供贯穿所述绕组的周向气道。

根据本发明另一方面，提供了一种在电机的定子中的多组端部绕组之间提供电隔离的方法，该方法包括以下步骤：在多组端部绕组之间插入分隔器，所述分隔器包括平坦部分和弯曲部分，其中，所述平坦部分包括多个肋状部和处于所述多个肋状部之间的多个气孔。

一个方面的特征可以被应用至其它方面中的任一方面。任何装置特征都可以被设置为方法特征，反之亦然。

下面，参照附图，完全通过实施例对本发明的优选特征进行描述，其中：

图1示出了本发明的一个实施方式中的分隔器；

图2示出了图1的分隔器的侧视图；

图3示出了电机定子的视图；

图4示出了按半夹形设计提供的分隔器的一另选实施方式；

图5和图6示出了本发明另一实施方式中的分隔器；

图7示出了本发明另一实施方式中的分隔器；

图8示意性地示出了并入根据图7的实施方式的多个分隔器的旋转电机的定子；

图9示意性地示出了怎样在各组绕组之间装配图7的分隔器；以及

图10示出了本发明另一实施方式中的分隔器。

图1示出了根据本发明一实施方式的分隔器10。该分隔器被设计成接合至多相电机定子中的一组端部绕组，以便提供相间的电隔离。

参照图1，分隔器10包括通过一弯曲枢纽部分16连接的两个大致平坦部分12、14。平坦部分12、14中的每一个都具有大致平坦表面，和处于其外表面上的许多肋状部18、20。贯穿该平坦部分12、14按网格图案设置了多个孔22。

图2示出了分隔器10的侧视图。参照图2，与枢纽部分16结合的平坦部分12、14截面具有延长C形。该枢纽部分16通过大于180°的角弯曲，以使这两个平坦部分12、14随着它们远离枢纽部分16延伸而朝着彼此成角度。结果，该平坦部分12、14按距离d在它们的开口端隔开，该距离d小于平坦部分之间在分隔器内部的距离。

该枢纽部分16和/或平坦部分12、14具有某种程度的柔性，以使平坦部分12、14的端部可以推开并接着回弹到形状。

在使用时，该分隔器10在装配电机期间在一组端部绕组上滑动。随着首先将分隔器推入端部绕组中，平坦部分12、14的开口端被推开，由此增加距离d。一旦分隔器在端部绕组上滑动，平坦部分的开口端就回弹至其原始位置。图2中，用虚线26指示了一旦分隔器处于适当位置时，一组端部绕组的大约位置。

平坦部分的开口端之间的距离d被选择成小于该组端部绕组的直径。相比之下，平坦部分12、14之间在分隔器内部靠近枢纽部分16的距离被选择成大约等于或稍大于该组端部绕组的直径。这向分隔器提供自夹紧特征，并且允许分隔器将本身固定至该端部绕组而不需要分隔固定装置。

参照图1和2，平坦部分12、14中的每一个都在其开口端处设置有进入斜面36、38。该端部进入斜面36、38易于通过将相邻端部绕组推开而将分隔器插入到端部绕组上。该端部进入斜面36、38还易于借助于绕组导线的接触表面与进入斜面36、38的面之间的摩擦将分隔器轴向锁定在绕组中。端部进入斜面36、38还帮助容易去除任何绕组插入工具条。

分隔器10还包括处于平坦部分12、14侧面上的进入斜面40。该侧进入斜面40易于将分隔器周向插入到端部绕组上。

在该电机运转期间，孔22充当径向管道，并且通过将端部绕组导体暴露至空气而易于经由它们进行对流传热。这又允许从定子芯至端部绕组的传导传热，并因此贡献冷却定子。

参照图1和2，分隔器10包括处于平坦部分12、14外侧上的多个肋状部18。该肋状部18沿与端部绕组的方向大致平行的方向行进，也就是说，当分隔器处于定子端部绕组上的适当位置时的大致周向方向。该肋状部18限定多个冷却通道24。在该电机运转期间，冷却通道24允许端部绕组之间的周向气流，并由此贡献冷却该电机。

在旋转电机中，空气可以自然地流过电机或者利用风扇强制流过。通过提供允许端部绕组之间的周向气流的冷却通道，可以将空气递送至绕组的内部部分。因为绕组的内部部分未以其它方式暴露至空气，并且可以经历最高温度，所以这可以允许改进绕组的冷却。而且，因为绕组的增加面积被暴露至空气，所以绕组可以更一贯地冷却，使得经历低温差。

在图1和2的排布结构中，平行肋状部18未横跨整个平坦部件设置，而被限制至分隔器的、远离端部绕组位置的部分。由此，肋状部18不直接接触端部绕组。这防止端部绕组落入通道中，否则其可以危及相间电隔离。

每一个肋状部18都包括多个狭槽28。该狭槽28向肋状部增加柔性，并由此随着将分隔器插入到端部绕组中，而帮助分隔器适应绕组的曲率。该狭槽28还允许贯穿分隔器的某种程度的径向气流。

分隔器还包括垂直于端部绕组的方向行进的多个肋状部20。肋状部20位于平坦部件12、14朝着枢纽部件16的一侧。肋状部20充当导线支承，以防止相邻绕组的导线落入冷却通道中。由此，肋状部20帮助确保不同相之间的足够电隔离。

每一个肋状部20都包括沿其长度的多个狭槽30。设置该狭槽30，以便允许贯穿分隔器的某种程度的周向气流。狭槽30还向肋状部20增加一程度的柔性，并由此允许平坦部件随着分隔器打开而稍微弯曲。狭槽30小于绕组中的导线，为了防止俘获导线。

参照图1，分隔器还包括处于枢纽部分16中的气孔32。该孔32易于轴向气流，并且允许引导空气碰撞在定子端部绕组上。

除了气孔32，枢纽部分16还包括弯曲槽34。该弯曲槽34缩减枢纽部分的刚性，并由此帮助实现分隔器的所需弹性运动。

在插入分隔器之后，可以将定子的端部绕组利用系绳绑扎在一起。枢纽部分16的弯曲部分提供束紧支承，其支承系绳，同时束紧端部绕组。枢纽部分16上的突出部将系绳保持在适当位置。这引导系绳，并由此帮助确保束紧几何结构的一致性，和束紧方面的张力一致。

分隔器10可以由具有必要物理和电气特性的任何合适材料构成。希望该材料不导电，具有某种程度的柔性，同时有压缩刚性，并且具有良好的热特性。还希望该材料相当地摩擦，以便允许分隔器在端部绕组上滑动。在实践中，已经发现高密度塑料是合适的材料。该分隔器可以利用注塑来制造。

在使用时，分隔器10依靠在电机的多组绕组之间实施的气隙，而在这些绕组之间提供电绝缘。两组绕组之间的气隙必须足够大至其电气击穿强度大于这些组的绕组之间的任何预期电势差。然而，还希望限制分隔器的厚度，以便避免不必要地增加至该电机的体积。由此，该分隔器的尺度在这些不同因素之间权衡。

对于一典型电机来说，可能希望两个相邻组的绕组之间的15kV的击穿电压，其对应于典型复合金属-芳族聚酰胺材料片的击穿电压。等效击穿电压可以利用提供大约5mm气隙的分隔器来实现。然而，这些值当然取决于将该分隔器所设计用于的电机。

图3示出了具有处于端部绕组上的适当位置的多个分隔器的电机定子的视图。图3的定子供与将转子容纳在该定子内部的旋转电机一起使用。

参照图3，该电机包括具有用于容纳定子绕组的定子槽的环状定子芯50。该定子绕组穿过该狭槽并退出定子芯，以形成端部绕组52。该端部绕组沿环绕该电机的大致周向方向行进。

在图3的排布结构中，针对每一相和每一极设置一组绕组。由此，一组内的绕组具有相同电压，而相邻组中的绕组典型地处于具有不同电压。分隔器10环绕每一组端部绕组52定位。这些分隔器按上述方式在相之间提供电隔离，和贯穿端部绕组的气道。在已组装电机中，分隔器10借助于系绳54就地保持。

图4示出了按半夹形设计提供的分隔器60的一另选实施方式。该分隔器60包括单一平坦部分14，和对应于图1和2中的一半枢纽部分16的弯曲部分62。图4的、对应于图1和2中的那些的特征部被赋予相同标号，而且未进一步加以描述。该排布结构可以被用于在定子的衬套区隔离端部绕组。

图5是本发明另一实施方式中的分隔器65的侧视图。参照图5，该分隔器包括采用和图4的实施方式类似方式的一平坦部件64和一弯曲部分66。然而，在图5的实施方式中，平坦部件64包括通过肋状部72隔离的底层68和顶层70。该肋状部72按与图1、2以及4的肋状部18相似的方式，在分隔器处于适当位置时，沿与端部绕组的方向大致平行的方向行进。由此，该肋状部72限定贯穿绕组的、沿大致周向方向行进的多个冷却通道74。

在图5的排布结构中，周向冷却通道74横跨整个平坦部件64设置。这可以帮助确保贯穿绕组内层的一贯气流，并由此帮助实现绕组的有效冷却。

在图5的排布结构中，顶层70包括大致垂直于端部绕组的方向行进的多个梁76。该梁76充当导线支承，以防止相邻绕组的导线落入冷却通道中。由此，该梁76帮助确保相邻组的绕组之间具有足够气隙，并由此，不同相之间具有足够电隔离。

图6示出了图5的实施方式中的分隔器65的俯视图。参照图6，可以看出，肋状部72和梁76限定多个孔78。在该电机运转期间，孔78按和图1和4中的孔22类似的方式，充当径向管道并允许空气径向流过绕组。而且，孔78允许贯穿冷却通道74的周向气流到达绕组内部。

在图5和6的排布结构中，梁76被设计成足够宽以防止绕组任何显著下垂到孔78中。然而，还希望孔78尽可能大，以便增加气流量。由此，梁76的宽度被选择成在这两个因素之间权衡。

按和图1、2以及4中的进入斜面36、38类似的方式，图5和6的分隔器也设置有进入斜面79，以易于将分隔器插入端部绕组中。

如在先前实施方式中，图5和6的分隔器依靠在电机的多组绕组之产生的气隙，而在这些组的绕组之间提供电隔离。该分隔器必需足够厚，以提供所需电气击穿强度，同时避免将增加至该电机体积的不必要厚度。还需要底层68和顶层70足够厚，以物理支承绕组，同时避免不必要地限制气道74的尺寸。对于一典型电机来说，该分隔器可以具有大约5mm的总厚度，并且顶层和底层皆可以具有大约1mm的厚度。当然，应当清楚，这些值的任一个都可以被改变成适合所讨论电机的需求。

图7示出了根据本发明另一实施方式的分隔器80。该实施方式的分隔器大致平坦，但其可以具有微小曲率，以便在多组绕组之间配合。

图7的分隔器包括通过气隙隔离的顶层81和底层82。顶层81被设计成针对一组绕组定位，而底层82被设计成针对另一相邻组绕组定位。顶层81和底层82通过多个肋状部84分离。这些肋状部84限定贯穿分隔器平面行进的多个周向气道85。

顶层81包括沿大致垂直于肋状部的方向行进的一系列梁86。底层82包括也垂直于肋状部84的一系列梁88，并且其平行于顶层中的梁86行进。每一个层中的梁被隔开，以使在每一层中的相邻梁之间呈现开口。设置倾斜部分90，其在顶层81和底层82之间倾斜。该分隔器还具有不存在顶层的区域92，并且底层从上方暴露。还设置切除区域94。

图8示意性地示出了并入图7的实施方式中的多个分隔器的旋转电机的定子。参照图8，该电机包括具有端部绕组52的环状定子芯50。针对每一相和每一极设置一组端部绕组。该端部绕组沿环绕该电机的大致周向方向行进。分隔器80在相邻组的端部绕组52之间定位。如可以从图8看出，这些分隔器呈扇形展开，并且沿径向方向部分交叠。

在图8的排布结构中，每一个分隔器80大致沿一组绕组的整个长度延伸。由此，分隔器80帮助确保在两个相邻组的绕组之间的每一点处保持足够分离。而且，因为该分隔器在两个层之间具有气隙，所以空气可以在绕组之间大致沿它们的整个长度周向流动。这可以帮助确保贯穿绕组内层的一贯气流。

图9示意性地示出了怎样在两组绕组之间装配图7的分隔器。参照图9，虚线指示位于分隔器80下面的一组绕组，而实线指示位于分隔器上方的一组绕组。可以看出，肋状部84和梁86、88近似设置在两个相邻组的绕组之间需要电隔离的那些区域中。

暴露区92设置在分隔器下面的绕组需要物理支承，但正上方没有绕组的区域中。该暴露区92还可以在使用时帮助将分隔器就地保持。暴露区92具有孔98，其允许空气径向流过分隔器。

切除区域94设置在没有两个相邻组的绕组，并且不需要向绕组提供支承的区域中。

通过将相邻端部绕组推开来设置该分隔器的倾斜部分90，以便易于将分隔器插入到端部绕组中。该倾斜部分90设置有狭槽96。设置该狭槽96，以便增加分隔器的柔性，并由此，帮助将分隔器插入到绕组中。

应当清楚，分隔器的形状和其上的各个不同区域可以根据要使用其的电机的类型和所采用的绕组模式来改变。

图7至图9的分隔器80依靠在电机的多组绕组之间产生的气隙，而在这些绕组之间提供电绝缘。该分隔器必须足够厚，以提供所需电气击穿强度，同时避免将增加至该电机体积的不必要厚度。对于一典型电机来说，该分隔器可以具有大约5mm的总厚度，提供大约15kV的击穿电压，但这些值可以根据所讨论电机的需求来改变。

返回参照图7和图9，肋状部84按与图1、图2以及图4的肋状部18以及图5和图6的肋状部72相似的方式，在分隔器处于适当位置时，沿与端部绕组的方向大致平行的方向行进。由此，该肋状部84限定贯穿绕组的、沿大致周向方向行进的多个冷却通道85。这可以确保将气流引导至相邻绕组交叠的区域，其是否则可能经历最高温度的区域。而且，周向气道85帮助确保气流在绕组上均匀分布。

在图7和图9的排布结构中，顶层81中的梁86与底层82中的梁88相对交错。由此，从上面看到，该分隔器交替地包括上梁86和下梁88。在这种排布结构中，梁86、88中的每一个的宽度稍小于相对层中的两个相邻梁之间的距离，并由此，该梁之间存在小间隙85。然而，梁的宽度还可以和相对层中的两个相邻梁之间的距离相同或稍大。

梁的交错性质可以至少提供下列优点：

·对于多数分隔器来说，在两组绕组之间总是存在上梁86或者下梁88。由此，事实上，绕组不能被按压通过分隔器并且接触另一组绕组。这帮助确保保持多组绕组之间的所需电分隔器。

·贯穿分隔器的径向气流依靠贯穿上梁86和下梁88的交错气路来实现。这允许从定子芯至端部绕组的热传导，并因此贡献冷却定子。

·贯穿上梁86与下梁88之间的分隔器的周向气流可以贯穿每一层中的相邻梁之间的间隙到达绕组内部。

·当该分隔器在使用时，分隔器表面上的诸如灰尘、污染、盐以及水的污染物可以潜在地生成横跨其的导电路径。为此，希望最大化从分隔器的一侧至另一侧的表面的、称作爬电距离的长度。梁的交错性质增加了分隔器的爬电距离，由此，缩减在两组绕组之间产生电连接的机会。

在图7至图9的排布结构中，顶梁86和底梁88应当足够厚，以物理支承绕组，同时避免不必要地限制它们之间的气隙尺寸。对于一典型电机来说，该分隔器可以具有大约5mm的总厚度，并且顶梁86和底梁88皆可以具有大约1mm的厚度。当然，应当清楚，这些值的任一个都可以被改变成适合所讨论电机的需求。

图10示出了从另一实施方式中的分隔器100下面观看的三维视图。图10的分隔器类似于图7的分隔器。然而，在图10的分隔器中，顶层102包括按网格图案设置的许多孔，而底层106包括许多隔离梁108，其每一个都位于顶层中的孔104下面。由此，在图10的排布结构中，顶层的多个部分与底层的多个部分相对交错，如在图7的排布结构中。

在图10的排布结构中，梁108通过支柱110支承。该支柱110从梁108的边缘起坐落。该排布结构增加分隔器的爬电距离，由此，缩减在两组绕组之间产生电路径的机会。例如，在图10的排布结构中，至少针对大部分分隔器，该爬电距离可以大约为20mm。

图10的实施方式的其它特征和图7的特征相同或相似，并由此未进一步加以描述。

在全部上述实施方式中，一旦定子缠绕，其就可以浸渍树脂，以便提供进一步绝缘和机械稳定性。分隔器中的气孔和气道可以提供树脂排出路径，由此，在定子浸渍之后易于树脂排出。

虽然参照具体实施方式对本发明的优选特征进行了描述，但应当清楚，在本发明的范围内可以进行改变。例如，分隔器的精确尺度和形状，以及孔和气道的位置、尺寸和定位可以根据该分隔器要用于的电机和所采用绕组模式来改变。而且，一个实施方式的特征可以结合任何其它实施方式的特征来提供。

Claims (75)

1.一种用于电隔离旋转电机的定子中的多组端部绕组的分隔器，其中，所述分隔器被设置成提供贯穿所述绕组的周向气道。

2.根据权利要求1所述的分隔器，其中，所述分隔器的至少一部分大致平坦，并且所述周向气道设置在所述分隔器的平面中。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器包括具有多个竖立部件的大致平坦层。

4.根据权利要求3所述的分隔器，其中，所述竖立部件起作用以保持分离相邻组的绕组。

5.根据权利要求3或4所述的分隔器，其中，所述周向气道设置在所述竖立部件之间。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器包括多个周向气道。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器被设置成位于旋转电机的所述定子中的两组端部绕组之间。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器被设置成将气流递送至未以其它方式暴露的两组绕组之间的区域。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器包括所述周向气道与所述绕组之间的至少一个开口。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器被设置成允许径向气流贯穿所述绕组。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器被设置成大致沿一组绕组的长度延伸。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器包括通过气隙隔离的顶层和底层。

13.根据权利要求12所述的分隔器，其中，所述周向气道处于所述顶层与所述底层之间。

14.根据权利要求12或13所述的分隔器，其中，所述顶层和所述底层中的至少一个包括用于支承一组绕组的装置。

15.根据权利要求14所述的分隔器，其中，所述用于支承一组绕组的装置被设置成缩减或防止所述绕组下垂到所述周向气道中。

16.根据权利要求14或15所述的分隔器，其中，所述用于支承一组绕组的装置包括一系列平坦部件。

17.根据权利要求12至16中的任一项所述的分隔器，其中，所述顶层的多个部分与所述底层的多个部分相对交错。

18.根据权利要求12至17中的任一项所述的分隔器，其中，一个层的一部分与另一层中的开口相对地定位。

19.根据权利要求12至18中的任一项所述的分隔器，所述分隔器还包括用于隔离所述顶层和所述底层的装置。

20.根据权利要求19所述的分隔器，其中，用于隔离的所述装置相对于用于支承一组绕组的平坦部件的边缘偏移。

21.根据权利要求12至20中的任一项所述的分隔器，所述分隔器还包括处于所述顶层和所述底层之间的倾斜部分。

22.根据权利要求21所述的分隔器，其中，所述倾斜部分包括至少一个狭缝。

23.根据权利要求12至22中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器包括仅设置所述顶层与所述底层中的一个的区域。

24.根据权利要求23所述的分隔器，其中，所述仅设置所述顶层与所述底层中的一个的区域包括至少一个孔。

25.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，所述分隔器包括切除区域。

26.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，所述分隔器包括平坦部分和弯曲部分。

27.根据权利要求26所述的分隔器，其中，所述平坦部分包括多个肋状部和处于所述多个肋状部之间的多个气孔。

28.一种用于隔离电机的定子中的端部绕组的分隔器，所述分隔器包括平坦部分和弯曲部分，其中，所述平坦部分包括多个肋状部和处于所述多个肋状部之间的多个气孔。

29.根据权利要求26至28中的任一项所述的分隔器，其中，所述弯曲部分沿远离所述平坦部分的平面的方向弯曲。

30.根据权利要求26至29中的任一项所述的分隔器，其中，所述平坦部分大致与所述弯曲部分相切。

31.根据权利要求26至30中的任一项所述的分隔器，其中，所述弯曲部分被至少部分地设置成符合所述端部绕组的形状。

32.根据权利要求26至31中的任一项所述的分隔器，其中，所述弯曲部分被设置成，使得在使用时，所述弯曲部分环绕一组端部绕组弯曲。

33.根据权利要求27至32中的任一项所述的分隔器，其中，所述气孔按网格图案设置。

34.根据权利要求27至33中的任一项所述的分隔器，其中，所述弯曲部分包括气孔。

35.根据权利要求27至34中的任一项所述的分隔器，其中，所述肋状部被设置在所述平坦部分的外表面上。

36.根据权利要求27至35中的任一项所述的分隔器，其中，至少一部分所述肋状部限定气道。

37.根据权利要求27至36中的任一项所述的分隔器，其中，至少一部分所述肋状部沿与所述端部绕组的方向大致平行的方向行进。

38.根据权利要求37所述的分隔器，其中，所述肋状部提供贯穿所述电机的周向气道。

39.根据权利要求37或38所述的分隔器，其中，所述肋状部被设置在所述平坦部分的如下区域上，即，该区域在使用时，不直接接触所述端部绕组。

40.根据权利要求27至39中的任一项所述的分隔器，其中，至少一部分所述肋状部沿与所述绕组大致垂直的方向行进。

41.根据权利要求40所述的分隔器，其中，所述肋状部被设置在所述平坦部分的如下区域上，即，该区域在使用时，接触所述端部绕组。

42.根据权利要求40或41所述的分隔器，其中，所述肋状部被设置成在相邻端部绕组之间提供电隔离。

43.根据权利要求27至42中的任一项所述的分隔器，其中，至少一部分所述肋状部包括狭槽。

44.根据权利要求26至43中的任一项所述的分隔器，其中，所述平坦部分具有被斜切的端部。

45.根据权利要求26至44中的任一项所述的分隔器，其中，所述平坦部分具有被斜切的至少一侧。

46.根据权利要求26至45中的任一项所述的分隔器，其中，所述弯曲部分被设置成提供束紧支承。

47.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器包括通过弯曲部分连接的两个平坦部分。

48.根据权利要求47所述的分隔器，其中，所述弯曲部分用作枢纽。

49.根据权利要求47或48所述的分隔器，其中，所述分隔器被至少部分地设置成包围一组端部绕组。

50.根据权利要求47至49中的任一项所述的分隔器，其中，所述弯曲部分通过大于180°的角度弯曲。

51.根据权利要求47至50中的任一项所述的分隔器，其中，所述平坦部分随着所述平坦部分远离所述弯曲部分延伸而朝着彼此成角度。

52.根据权利要求47至51中的任一项所述的分隔器，其中，所述平坦部分具有限定开口的端部。

53.根据权利要求52所述的分隔器，其中，所述平坦部分之间在所述开口处的距离小于所述平坦部分之间在所述分隔器的远离所述开口的部分处的距离。

54.根据权利要求52或53所述的分隔器，其中，所述平坦部分的所述端部可以被推开。

55.根据权利要求54所述的分隔器，其中，所述分隔器在去除推开所述端部的力时恢复到其原始形状。

56.根据权利要求47至55中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器被设置成夹紧一组端部绕组。

57.根据权利要求47至56中的任一项所述的分隔器，其中，所述弯曲部分是柔性的。

58.根据权利要求47至57中的任一项所述的分隔器，其中，所述弯曲部分包括狭槽。

59.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器的横截面是大致C形形状。

60.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器采用夹子形式。

61.一种用于隔离电机的定子中的端部绕组的分隔器，其中，所述分隔器采用夹子的形式，所述夹子被设置成环绕所述端部绕组放置，所述分隔器包括多个气孔。

62.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器包括单个平坦部分。

63.根据权利要求62所述的分隔器，其中，所述分隔器包括通过大于30°和/或小于150°的角度弯曲的弯曲部分。

64.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器被设置成隔离具有不同相和/或处于不同电势的端部绕组。

65.根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器，其中，所述分隔器由电绝缘材料形成。

66.根据前述权利要求中的任一项所述的定子，其中，所述气孔和/或气道提供树脂排出路径。

67.根据权利要求66所述的定子，其中，所述树脂排出路径在定子浸渍之后易于树脂排出。

68.一种用于电机的定子，所述定子包括多组端部绕组和根据前述权利要求中的任一项所述的分隔器。

69.根据权利要求68所述的定子，其中，所述定子是多相，并且所述分隔器被设置成隔离具有不同相的多组端部绕组。

70.根据权利要求68或69所述的定子，其中，所述气孔提供所述端部绕组的冷却。

71.根据权利要求68至70中的任一项所述的定子，其中，所述分隔器限定提供所述端部绕组的冷却的周向气道。

72.一种在电机的定子中的具有不同相的多组端部绕组之间提供电隔离的方法，该方法包括以下步骤：在多组端部绕组之间插入分隔器，其中，所述分隔器提供贯穿所述绕组的周向气道。

73.一种在电机的定子中的具有不同相的多组端部绕组之间提供电隔离的方法，该方法包括以下步骤：在多组端部绕组之间插入分隔器，所述分隔器包括平坦部分和弯曲部分，其中，所述平坦部分包括多个肋状部和处于所述多个肋状部之间的多个气孔。

74.一种大致如在此参照附图描述并且如附图所示的分隔器。

75.一种大致如在此参照附图描述的、在电机的所述定子中的具有不同相的端部绕组之间提供电隔离的方法。