CN107078586A - 具有槽绝缘部的电机以及用于制造槽绝缘部的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有槽绝缘部(7)的电机以及一种用于制造槽绝缘部(7)的方法，其中，槽绝缘部(7)构造成具有至少一个绝缘层(15、18、19)的薄膜(20、28)并且包围电机的被插入槽(2)中的绕组(4)。槽绝缘部(7)的至少一个绝缘层(15)在对置的侧边缘(10、11)处构造成比在所述对置的侧边缘(10、11)之间的区域(12)中更厚。

Description

具有槽绝缘部的电机以及用于制造槽绝缘部的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的电机以及一种根据权利要求9所述的用于制造槽绝缘部的方法。

背景技术

可用作电动机或发电机的电机具有被插入槽中的绕组，绕组借助于绝缘纸或者绝缘薄膜相对于电机的定子或转子绝缘。为了获得绕组在槽中尽可能高的填充度，力求绝缘纸尽可能薄，然而应尽可能不会由此限制槽绝缘部的机械性能。

从文献DE 195 20 332 A1中已知一种由砑光的塑料纸制成的槽绝缘部，该塑料纸基本上U形地折叠并且由吸收湿气的、非传导性的高质量塑料构成。这种已知的槽绝缘部通过热压由塑料纸层制成。

此外，从文献DE 26 14 073 A1中已知一种用于由层压材料制造用于旋转的电机的槽绝缘部的方法，利用层压材料借助于加强层加强在绝缘槽部的侧边中的载体幅面。加强层接合在树脂浸润的载体幅面之间并且在随后的压制过程中如此被压紧，使得产生无空腔的槽绝缘部。如此构造的具有附加引入的加强层的槽绝缘部在制造中非常复杂。

发明内容

具有权利要求1所述的特征的电机具有槽绝缘部，其具有至少一个绝缘层，绝缘层在对置的侧边缘处构造成比在对置的侧边缘之间的区域中更厚。由此，一方面实现，在侧边缘的区域中存在高的机械稳定性，并且另一方面，槽绝缘部在构造在侧边缘之间的区域中可构造成相对薄，以占用尽可能少的空间。由此，得到用于被槽绝缘部包围的绕组的更大的自由空间。由此，与使用均一厚度的槽绝缘部的传统的实施方案相比，在槽中可实现更高的绕组密度。此外，根据本发明的槽绝缘部可非常简单地通过砑光由薄膜幅面制成，其中，优选地通过施加热和压力由首先厚度连续相同的薄膜制成槽绝缘部的较薄的区域。

槽绝缘部优选地如此被插入在电机的定子或转子处的槽中，使得侧边缘靠近相应的槽开口。由此，在该区域中实现更高的机械稳定性并且由此实现用于近似c形地被槽绝缘部包围的绕组线的相应良好的保持功能。

优选地，槽绝缘部由至少一个可通过砑光塑性变形的绝缘层构成。由此，槽绝缘部可通过已经阐述的砑光以非常简单的方式制造。但是，原则上也存在这样的可能性，即，槽绝缘部具有至少一个可以其它方式变形的绝缘层，其中，该变形例如可通过在应用高的压力和/或热的情况下的压制凸模实现，以在侧边缘之间的区域中获得用于槽绝缘部的较薄的层厚度。

优选地设置成，至少一个可塑性变形的绝缘层由聚乙烯构成。试验表明，利用该材料可非常有利地实现砑光工艺的应用。此外，非常有利的是，槽绝缘部构造成具有至少两个层的薄膜，其中，层中的至少一个可通过应用压力和/或热塑性变形。在此，层中的至少一个的厚度至少基本上不会通过应用压力和/或热而变化，从而该不可变化的层在完成制造的槽绝缘部中在整个圆周上保持其绝缘性能。对于其厚度不可通过应用压力和/或热而变化的层来说，优选地使用由纸或其它压力稳定的材料构成的绝缘层。构造成具有这种绝缘层的槽绝缘部一方面具有非常好的电绝缘性能并且另一方面也具有高的机械稳定性、特别是在加强的侧边缘的区域中。

如果槽绝缘部由总共三个层构成，则可塑性变形的绝缘层可位于两个不可塑性变形的绝缘层之间。例如，非常有利地，由聚乙烯构成的可塑性变形的绝缘层可位于两个由传统的绝缘纸构成的纸层之间。如此构造的槽绝缘部不仅具有非常高的机械稳定性而且具有非常好的电绝缘性能。此外，根据本发明，在槽中实现更大的、用于置入由槽绝缘部包围的绕组线的自由空间。

通过权利要求9的特征给出用于制造槽绝缘部的方法，利用该方法可通过砑光由薄膜制成槽绝缘部，其具有加强的侧边缘并且在侧边缘之间的区域中可具有与相应的绝缘要求相匹配的薄的材料厚度。

槽绝缘部优选地由从卷材中拉出的双层的或多层的薄膜制成，其中，该薄膜被输送给砑光机。通过砑光，使在侧边缘之间的区域如此塑性变形，使得该区域获得比侧边缘更薄的材料厚度。之后，可从砑光的薄膜中切下部分件，其可作为槽绝缘部使用在具有圆形的或线形的膜片截面的电机的槽中。

可如此进行砑光方法，使得可塑性变形的绝缘层在砑光过程之后具有期望的材料厚度。在侧边缘之间的槽绝缘部可构造得如何薄特别是与对槽绝缘部在该区域中所需的机械性能和电性能的要求相关。通过使用多层的薄膜用于槽绝缘部，可非常简单地通过以下方式预定并保持规定的电绝缘性能，即，例如使用一个或两个绝缘层，其在砑光方法中不改变其电绝缘性能。为此，由绝缘纸构成的纸层非常好地适合作为绝缘层，因为其具有良好的柔性并且具有良好的压力和热稳定性。

附图说明

下面根据在附图中示出的实施例详细解释本发明。

其中：

图1示出了电机的定子的部分视图，

图2示出了由绝缘层构成的薄膜，可从该薄膜中分离部分件以用作槽绝缘部，

图3至图5示出了用于由三层的薄膜幅面制造三层的槽绝缘部的方法步骤，

图6示出了在塑性变形之前的双层的薄膜幅面，以及

图7示出了在塑性变形之后的图6的双层的薄膜幅面。

具体实施方式

图1示出了电机的定子的横截面的局部。环形地包围在此未示出的电机转子的定子1具有多个被侧向的齿3限定的槽2。由绕组线5构成的绕组4被置入槽2中。定子1基本上由多个彼此贴靠的环形的且具有齿的定子板6构成，定子板6形成叠片铁心并且由此形成齿3和槽2。

绕组4分别通过在横截面中近似c形地构造的槽绝缘部7相对于定子1的叠片铁心6电绝缘。仅仅延伸到槽的中心的槽绝缘部8具有u形的横截面。

槽绝缘部7在其向上指向的开口9处具有加强的侧边缘10、11，从而槽绝缘部7在该区域中被相应地机械加强。在侧边缘10、11之间延伸的区域12具有较薄的材料厚度，从而产生尽可能大的用于容纳绕组4的自由空间13。特别是设置成，带有加强的侧边缘10、11的槽绝缘部7使用在这样的定子1中，即，定子1在一侧包括首先扁平的、优选地正方形的或基本上正方形的、具有槽2的、由软铁制成的层状的膜片构成的定子铁心(基本上也参考文献WO01/54254A1的公开内容)，其中，在稍后的步骤中将绕组插入槽2中，并且随后通过弯成圆形使该扁平的定子铁心变形成环形的定子。就此而言，通过弯成圆形，如此改变在定子铁心的扁平状态中的槽2的形状(槽2的初始形状)，使得槽7的开口9变窄。在此，在朝向槽2中的导体、确切地说绕组4的绕组线5的方向上并且由此由齿3的指向槽2的侧壁例如稍微产生压力。特别是，当绕组线5并不是以理想的方式位于槽中并且由此绕组线5在槽2中的堆垛高于最小高度时，可能发生通过定义开口9的齿顶将力施加到在图1中最上方的绕组线5上。在这种情况中，优选地设置成，加强的侧边缘10、11或至少一个加强的或厚的或更厚的侧边缘10或11贴靠或布置在最上方的绕组线5和齿顶之间。优选地，由此与当在最上方的绕组线5和齿顶之间仅仅布置未加强的侧边缘时相比，在最上方的绕组线5和齿顶之间的表面压力更小。

在图2中示出了薄膜幅面14，其由可塑性变形的绝缘层15构成。薄膜幅面具有侧边缘10、11，其具有比位于其之间的区域12更大的材料厚度。现在，为了使槽绝缘部7与薄膜幅面14分离，可沿着线17从薄膜幅面14中切下相应的部分件16。之后，该部分件16可作为c形的槽绝缘部7被插入定子1的槽2中，这例如在图1中示出。

在图2中，出于可见性原因，放大地示出了薄膜幅面14的材料厚度。如果薄膜幅面14由聚乙烯层构成，则较薄的区域12例如可具有40μm的厚度，而侧边缘10、11例如可具有100μm的厚度。

现在，根据图3至5描述用于制造由三个绝缘层15、18、19构成的槽绝缘部7(图5)的方法。

作为初始材料，使用三层的薄膜20，其在图3中示出并且由可塑性变形的绝缘层15以及由形成绝缘层18和19的高强度纸构成。在该实施例中，由纸构成的绝缘层18、19分别具有60μm的厚度，而由聚乙烯构成的绝缘层15具有50μm的厚度。

如在图4中示意性地示出的那样，在砑光机23的轧辊21、22之间通过应用热和压力使薄膜20塑性变形，从而在侧边缘10、11之间的区域中产生较薄的材料厚度。在使用砑光方法时，轧辊21、22彼此相反地旋转，如通过箭头24、25示出的那样。通过箭头26、27示出两个轧辊21、22的在砑光时应用的压紧力。

在通过砑光塑性变形(其中将热和压力施加到薄膜20上)之后，薄膜20获得在图5中示出的这种横截面形状。现在，可塑性变形的绝缘层15在两个侧边缘10、11之间的区域12中具有比在侧边缘10、11处更薄的材料厚度。另外两个绝缘层18、19在整个宽度上至少尽可能地保持其材料厚度。然而，在砑光时上方的绝缘层18与中间的绝缘层15的改变的形状相匹配，使得在薄膜20的侧边缘10、11之间的中间区域现在具有较小的材料厚度，例如在图1和图2中的槽绝缘部7中是这样的情况。现在，可从例如在图5中示出的薄膜20中切下部分件，之后其可用作槽绝缘部7。

对于图3至5应说明的是，在此槽绝缘部7的材料厚度与宽度的比例(如在图2中那样)不是相应于实际比例。从应被槽绝缘部7包围的绕组的相应的尺寸中得到槽绝缘部7的宽度。例如，图5的槽绝缘部7的宽度b可为约1cm至10cm，而其在侧边缘10、11之间的中间区域中的材料厚度例如仅仅可为0.1至0.2mm。

图6示出了由两个绝缘层15、19构成的薄膜28，在其中，绝缘层15由可塑性变形的塑料材料构成。绝缘层19由高强度纸构成，其可为传统的绝缘纸。

通过例如在图4中示出的砑光方法，可由图6中的薄膜28制成在图7中示出的槽绝缘部7。槽绝缘部7在中间区域12中已经塑性变形，从而在此存在比在侧边缘10、11处更薄的材料厚度。利用虚线指出了在侧边缘10、11处的拱起部，其可在砑光时通过在可塑性变形的绝缘层处进行的材料挤压出现。然而，在边缘区域中的确定的效果通常相对低，从而在边缘区域中不需要在槽绝缘部7处进行再加工。

Claims (11)

1.一种具有槽绝缘部(7)的电机，所述槽绝缘部构造成具有至少一个绝缘层(15、18、19)的薄膜(20、28)并且包围电机的被插入槽(2)中的绕组(4)，其特征在于，所述槽绝缘部(7)的至少一个绝缘层(15)在对置的侧边缘(10、11)处构造成比在所述对置的侧边缘(10、11)之间的区域(12)中更厚。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，被插入槽(2)中的所述槽绝缘部(7)的侧边缘(10、11)靠近所述槽(2)的开口(9)。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的电机，其特征在于，所述槽绝缘部(7)由能通过砑光或通过线性压制过程塑性变形的至少一个绝缘层(15)构成。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，能塑性变形的绝缘层(15)由聚乙烯或其它塑料材料构成。

5.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述槽绝缘部(7)作为双层的薄膜(28)由能塑性变形的第一绝缘层(15)和在应用压力的情况下其材料厚度不可变化的第二绝缘层(19)构成。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的电机，其特征在于，所述槽绝缘部(7)由耐热的且耐压力的、柔性的两个绝缘层(18、19)构成，在所述两个绝缘层之间插入能塑性变形的绝缘层(15)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，能塑性变形的绝缘层(15)通过砑光借助于热和机械压力在所述两个侧边缘(10、11)之间变形成比在所述侧边缘(10、11)处的层厚度更薄的层厚度。

8.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述槽绝缘部(7)具有热和压力稳定的由纸构成的至少一个绝缘层(18；19)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述槽绝缘部(7)的绝缘层(15)的构造成较厚的至少一个侧边缘(10、11)布置在最上方的绕组线(5)和齿(3)的齿顶之间。

10.一种用于制造使用在根据上述权利要求中任一项所述的电机中的槽绝缘部的方法，其特征在于，通过砑光使具有至少一个能塑性变形的绝缘层(15)的薄膜(14、20、28)在两个对置的侧边缘(10、11)之间具有较薄的层厚度。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在砑光时将热和压力施加到在砑光机(23)的轧辊(21、22)之间经过的薄膜(20、28)上，并且在所述砑光之后从所述薄膜(20、28)中切下部分件(16)，该部分件能作为槽绝缘部(7)使用在电机的容纳电绕组(4)的槽(2)中。