CN106451869A - 一种扁线电机定子槽绝缘结构及其制作工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扁线电机定子槽绝缘结构及其制作工艺，通过在定子槽内部及扁线导体外侧分别设置绝缘材料来实现定子铁心与扁线导体、扁线导体之间的绝缘，并且省去了绝缘纸，节省出定子槽内部分空间，为进一步提高槽满率作出贡献。

Description

一种扁线电机定子槽绝缘结构及其制作工艺

技术领域

本发明涉及扁线电机定子槽结构，具体涉及扁线电机定子槽绝缘结构以及制作工艺。

背景技术

目前扁线导体主要应用于风力发电机、水力发电机等大型电机设备中，近几年外资品牌的中高端车辆发电机中有大规模应用，特别是以丰田车系以及雷米的客户为代表的通用车系中，扁线电机的应用最多。而在新能源汽车中，丰田普锐斯、雷克萨斯、宝马等混合动力车，以及聆风、沃蓝达等纯电动车目前都采用扁线导体Hairpin工艺制作的电机。

采用扁线导体Hairpin工艺制作的电机，也是一种分布绕组工艺的电机，相对于传统的采用绕制散嵌线圈的分布绕组电机，可以显著地提高槽内导体的占积率，并能显著地降低两端端部绕组的高度，而当前采用扁线导体Hairpin工艺制作的电机，其槽内绝缘结构通常设置绝缘纸，槽内绝缘纸为双B型结构，以实现导体和铁心间的槽绝缘、以及导体间的层间绝缘和相间绝缘。

上述双B型扁线导体及定子槽内绝缘结构，其绝缘纸所占槽内空间较大，影响了槽内导体占积率的进一步提高，而且由于工艺性和机械强度的考虑，绝缘纸不能太薄，会加大导体相互间、以及导体和定子铁心间的热阻，不利于进一步增加电机的功率密度，因此，有必要设计一种新的扁线导体及定子槽内绝缘结构。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种扁线电机定子槽绝缘结构及其制作工艺，通过在定子槽内部及扁线导体外侧分别设置绝缘材料来实现定子铁心与扁线导体、扁线导体之间的绝缘，并且省去了绝缘纸，节省出定子槽内部分空间，为进一步提高槽满率作出贡献。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种扁线电机定子槽绝缘结构，包括定子铁心、扁线导体，所述定子铁心上设置定子槽，所述扁线导体置于所述定子槽内，所述定子槽内设有绝缘层，用于实现所述定子槽与所述扁线导体之间的绝缘性，所述定子槽内放置多根扁线导体。

所述定子槽内扁线导体的数量根据所述定子槽的尺寸及所述扁线导体的尺寸放置，以提高所述定子槽的槽满率。

进一步，所述定子槽内绝缘层通过定子铁心注塑或喷涂形成。

优选地，所述绝缘层为耐磨聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯树脂材质。

所述扁线导体包括内层、中间层、外层，所述内层为纯导体，所述中间层为绝缘膜，所述外层为树脂层；进一步，所述绝缘膜为漆膜层，优选地，所述漆膜层材质为聚酰亚胺漆膜，所述树脂层材料为耐磨聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯树脂。

一种扁线电机定子槽绝缘结构制作工艺，包括如下步骤：

(1)将定子铁心注塑或喷涂绝缘层至规定尺寸；

(2)将扁线导体折成规定形状，并将各分段扁线导体插入定子槽内；

(3)将扁线导体另一端折弯后焊接，形成三相定子绕组。

相比现有的扁线电机定子槽绝缘结构，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：

1.使用本发明的扁线电机定子槽绝缘结构，节省了绝缘纸，并节省了定子槽内空间，能够进一步提高定子槽满率，提高电机功率；

2.使用本发明的扁线电机定子槽绝缘结构，省去了绝缘纸包装工艺，有效提高电机的整体制作效率。

附图说明

图1为扁线电机定子结构示意图；

图2为现有扁线电机定子槽内部绝缘结构放大示意图；

图3为现有扁线电机的扁线导体结构放大示意图；

图4为本发明扁线电机定子槽内部绝缘结构放大示意图；

图5为本发明扁线电机的扁线导体结构放大示意图。

具体实施方式

本发明的具体实施方法如下：

扁线电机作为提高电机定子槽满率、提高电机功率密度的一种电机，其槽满率对电机功率、比能量等性能具有很大的影响，因而，进一步增加扁线电机的定子槽内导线的占用率，对于提高电机性能有直接作用，出于该目的，本发明提出了一种新的扁线电机定子槽绝缘结构及其工艺，并通过该绝缘结构来提升电机定子槽的导线占有率，以此提高电机的槽满率，下面结合附图具体说明本发明的实施方式：

图1为扁线电机的定子结构示意图，其中1为定子槽、2为定子铁心，所述定子槽1内部为扁线导体，本实施例中以每个定子槽内部设置4根扁线导体为例。

图2为现有扁线电机定子槽内部绝缘结构放大示意图，其中11为扁线导体、12为绝缘纸，所述扁线导体11并排排列于所述定子槽1内，所述绝缘纸12通过折叠成B型结构并置于所述扁线导体11各导体之间及所述扁线导体11与所述定子槽1之间，所述定子槽1的宽度为Bs、高度为Hs，所述绝缘纸12的厚度为t，则所述定子槽1的有效槽面积为(Bs-2*t)*(Hs-6t)。

图3为现有扁线电机的扁线导体结构放大示意图，其中110为纯导体、13为所述纯导体110外部漆膜层，所述漆膜层13的厚度为δ，所述扁线导体11的宽度为Wc、高度为Hc，则所述扁线导体11所占面积为(Wc-2*δ)*(Hc-2*δ)。

上述为现有的扁线电机定子槽绝缘结构，由于工艺性和机械强度的考虑，所述绝缘纸12不能太薄，因而，所述绝缘纸12占所述定子槽1内空间较大，影响了所述定子槽1内所述扁线导体11占积率的进一步提高，而且，所述绝缘纸12的较大厚度会加大所述扁线导体11相互间、以及所述扁线导体11和定子铁心间的热阻，不利于电机绕组的散热，从而限制了进一步增加电机的功率密度。

图4为本发明扁线电机定子槽内部绝缘结构放大示意图，其中11为扁线导体、14为绝缘层，所述绝缘层14设置于所述定子槽1内侧槽壁上，用于实现所述扁线导体11与定子铁心间的相互绝缘，所述绝缘层14的材料可以为耐磨聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯树脂，所述绝缘层14由定子铁心注塑或喷涂形成，可通过模具或工装来控制所述绝缘层14的厚度，可通过调整注塑或喷涂压力来提高所述绝缘层14的强度和附着性，所述绝缘层14的厚度为t0，目前常用的绝缘层厚度t0大约等于t/2。

图5为本发明扁线电机的扁线导体结构放大示意图，其中110为纯导体、15为绝缘膜、16为树脂层，所述扁线导体11包括纯导体110、绝缘膜15、树脂层16三层结构，所述纯导体110、绝缘膜15、树脂层16由内至外依次设置，所述绝缘膜15为漆膜层，所述漆膜层材料为聚酰亚胺漆膜，所述树脂层16材料为耐磨聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯树脂，所述绝缘膜15与所述树脂层16厚度之为δ0，目前常用的绝缘膜和树脂厚度δ0约为1.5*δ，所述扁线导体11的宽度为Wc0、高度为Hc0。

为了实现上述扁线电机的定子槽绝缘结构，本发明还提出了上述扁线电机定子槽绝缘结构的制作工艺，具体包括如下步骤：

(1)将定子铁心注塑或喷涂绝缘层至规定尺寸；

(2)将扁线导体折成规定形状，并将各分段扁线导体插入定子槽内；

(3)将扁线导体另一端折弯后焊接，形成三相定子绕组。

本发明所述定子槽1内有耐磨绝缘层14，可以起到槽绝缘纸的作用，由于所述绝缘层14采用注塑或喷涂工艺，在保证绝缘性能和机械强度的同时，可极大地减小绝缘层厚度，所述绝缘层14的厚度小于所述绝缘纸12，增加了有效槽面积，所述扁线导体11最外层的绝缘膜15和树脂层16可以作为导体间的层间绝缘及相间绝缘，可省去额外的层间绝缘和相间绝缘，进一步增加了有效槽面积，并且减小了导体间、以及导体和定子铁心间的热阻，有利于更大规格的扁线导体的使用，能够能进一步增加电机的功率密度。此外，由于绝缘用料种类的减少，可简化生产工艺，有利于生产效率的提高。

对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (9)

1.一种扁线电机定子槽绝缘结构，包括定子铁心、扁线导体，其特征在于，所述定子铁心上设置定子槽，所述扁线导体置于所述定子槽内，所述定子槽内设有绝缘层，用于实现所述定子槽与所述扁线导体之间的绝缘性，所述定子槽内放置多根扁线导体。

2.根据权利要求1所述的电机定子槽绝缘结构，其特征在于，所述定子槽内扁线导体的数量根据所述定子槽的尺寸及所述扁线导体的尺寸放置，以提高所述定子槽的槽满率。

3.根据权利要求1所述的电机定子槽绝缘结构，其特征在于，所述定子槽内绝缘层通过定子铁心注塑或喷涂形成。

4.根据权利要求3所述的电机定子槽绝缘结构，其特征在于，所述绝缘层为耐磨聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯树脂材质。

5.根据权利要求1所述的电机定子槽绝缘结构，其特征在于，所述扁线导体包括内层、中间层、外层，所述内层为纯导体，所述中间层为绝缘膜，所述外层为树脂层。

6.根据权利要求5所述的电机定子槽绝缘结构，其特征在于，所述绝缘膜为漆膜层。

7.根据权利要求6所述的电机定子槽绝缘结构，其特征在于，所述漆膜层材质为聚酰亚胺漆膜。

8.根据权利要求5所述的电机定子槽绝缘结构，其特征在于，所述树脂层材料为耐磨聚酰亚胺树脂或聚四氟乙烯树脂。

9.一种扁线电机定子槽绝缘结构制作工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将定子铁心注塑或喷涂绝缘层至规定尺寸；

(2)将扁线导体折成规定形状，并将各分段扁线导体插入定子槽内；

(3)将扁线导体另一端折弯后焊接，形成三相定子绕组。