CN107979201B - 电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机，电机绕组端部灌封结构，包括：采用中空圆柱体结构，并彼此同轴地布置于定子铁心两侧的外灌封工装和内灌封工装，外灌封工装和内灌封工装之间形成灌封区，定子绕组端部位于灌封区内。形成于灌封区内，并包覆于定子绕组端部外周的灌封胶，灌封胶用于降低电机绕组端部的温升。本发明能够解决现有绕组端部散热方式油路结构复杂、工艺难度大、成本较高、容易漏油的技术问题，能够适用于各种功率等级、各种结构型式、各种安装方式、各种用途的永磁同步电机，通用性极强，且对电机的总重影响较小。

Description

电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种应用于永磁电机成型绕组端部灌封以改善散热的结构、方法及由该方法制作的电机。

背景技术

随着永磁电机技术的发展，电机功率密度不断提高，电机的温升问题越来越严重，已经严重影响到电机的使用寿命和运行可靠性，因此降低电机温升已成为电机设计中亟待解决的关键问题之一。永磁同步电动机具有功率密度大，转子损耗低等优点，但同时由于永磁体的存在，导致永磁同步电机一般都采用全封闭结构，这使得电机绕组端部散热条件变差、温升较高，从而需要采取措施改善绕组端部的散热条件。永磁电机绕组的温升一般是电机各部件中最高的，然而电机绕组的绝缘系统耐温有限，属于薄弱环节，因此降低电机绕组温升尤其是绕组端部温升显得尤为重要。

目前，现有技术中改善绕组端部散热的方法主要是采用油冷却绕组端部，通过结构复杂的油路使得油雾喷在绕组端部从而冷却绕组端部。此方法虽然冷却效果较好，但是由于其油路结构复杂、工艺难度大、成本较高、容易漏油，目前在国内应用较少。因此，研制一种结构、方法及电机成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机，能够解决现有绕组端部散热方式油路结构复杂、工艺难度大、成本较高、容易漏油的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种电机绕组端部灌封结构的技术实现方案，一种电机绕组端部灌封结构，包括：

采用中空圆柱体结构，并彼此同轴地布置于定子铁心两侧的外灌封工装和内灌封工装，所述外灌封工装和内灌封工装之间形成灌封区，定子绕组端部位于所述灌封区内；

形成于所述灌封区内，并包覆于所述定子绕组端部外周的灌封胶，所述灌封胶用于降低电机绕组端部的温升。

优选的，所述灌封胶的灌封高度比所述定子绕组端部高8～15mm。

优选的，所述灌封胶的灌封内半径比所述定子绕组端部的内半径小3～6mm，所述灌封胶的灌封外半径比所述定子绕组端部的外半径大6～12mm。

本发明还另外具体提供了一种电机绕组端部灌封方法的技术实现方案，一种电机绕组端部灌封方法，包括以下步骤：

A)分别制作采用中空圆柱体结构的外灌封工装和内灌封工装，将所述外灌封工装和内灌封工装彼此同轴地布置于定子铁心的两侧，所述外灌封工装和内灌封工装之间形成灌封区；配制灌封胶；

B)对位于所述定子铁心两侧，并处于所述灌封区内的定子绕组端部进行浇注灌封，直到所述灌封胶完全包覆所述定子绕组端部的外表面；

C)待所述灌封胶干燥并拆除所述外灌封工装和内灌封工装后再进行电机的总装。

优选的，所述外灌封工装和内灌封工装的制作和布置过程与所述灌封胶的配置过程同时进行。

优选的，当对所述定子绕组端部进行浇注灌封时，先将所述定子铁心竖直放立，将需要灌封的所述定子绕组端部一端朝上，浇注所述灌封胶至指定位置，待该端的定子绕组端部灌封完后进行静置。待所述灌封胶完全干燥后再将另一端的所述定子绕组端部朝上，浇注所述灌封胶至指定位置，待该端的定子绕组端部灌封完后进行静置，待所述灌封胶完全干燥后完成所述定子绕组端部的浇注灌封。

本发明还另外具体提供了一种根据上述方法制作的电机的技术实现方案，一种电机，包括：

从外到内彼此同轴布置的定子铁心、转子铁心和转轴；

套设在所述转轴上并位于所述电机非传动端的非传动端端盖，以及套设在所述转轴上并位于所述电机传动端的传动端端盖，所述定子铁心、非传动端端盖和传动端端盖形成所述电机的封闭结构；

缠绕在所述定子铁心上的绕组，所述绕组伸出所述定子铁心两侧的部分形成定子绕组端部，在所述定子绕组端部的外周包覆有灌封胶；所述灌封胶位于所述定子铁心与所述非传动端端盖之间，以及所述定子铁心与所述传动端端盖之间。

优选的，所述电机为永磁同步电动机。

优选的，所述灌封胶的灌封高度比所述定子绕组端部高8～15mm。

优选的，所述灌封胶的灌封内半径比所述定子绕组端部的内半径小3～6mm，所述灌封胶的灌封外半径比所述定子绕组端部的外半径大6～12mm。

通过实施上述本发明提供的电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机的技术方案，具有如下有益效果：

(1)本发明结构简单、工艺容易实现、成本较低；

(2)本发明通用性强，适用于各种功率等级、各种结构型式、各种安装方式、各种用途的永磁同步电机；

(3)本发明由于采用的灌封胶密度较轻，因此对电机的总重影响较小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1是本发明电机绕组端部灌封结构一种具体实施方式的结构示意图；

图2是本发明电机绕组端部灌封结构一种具体实施方式中内灌封工装的剖面结构示意图；

图3是本发明电机绕组端部灌封结构一种具体实施方式中内灌封工装的结构示意主视图；

图4是本发明电机绕组端部灌封结构一种具体实施方式中外灌封工装的剖面结构示意图；

图5是本发明电机绕组端部灌封结构一种具体实施方式中外灌封工装的结构示意主视图；

图6是本发明电机绕组端部灌封方法一种具体实施方式的程序流程图；

图7是经过本发明方法灌封后的电机结构示意图；

图中：1-外灌封工装，2-内灌封工装，3-定子铁心，4-定子绕组端部，5-灌封区，6-灌封胶，7-转子铁心，8-非传动端端盖，9-传动端端盖，10-转轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1至附图7所示，给出了本发明电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如附图1所示，一种电机绕组端部灌封结构的具体实施例，包括：

采用中空圆柱体结构，并彼此同轴地布置于定子铁心3两侧的外灌封工装1和内灌封工装2，外灌封工装1和内灌封工装2之间形成灌封区5，定子绕组端部4位于灌封区5内；外灌封工装1和内灌封工装2均采用金属材质，两者配合形成灌封区5以进行电机绕组端部灌封；其中，外灌封工装1和内灌封工装2的结构示意图如附图2至附图5所示；

形成于灌封区5内，并包覆于定子绕组端部4外周的灌封胶6，灌封胶6用于降低电机绕组端部的温升。

采用高导热有机硅材料制成的灌封胶6具有良好的导热性能，用此灌封胶6对电机端部进行灌封处理可减小定子绕组端部4与定子铁心3及端盖(包括非传动端端盖8和传动端端盖9)之间的热阻，从而加强电机端部的散热能力，最终降低定子绕组端部4的温升。

灌封胶6的灌封高度比定子绕组端部4高出的尺寸H为10mm。

灌封胶6的灌封内半径小于定子绕组端部4的内半径尺寸(如附图1中L1所示)为4mm，灌封胶6的灌封外半径大于定子绕组端部4的外半径尺寸(如附图1中L2所示)为8mm。

定子绕组端部4进一步预埋有温度传感器。

实施例2

如附图6所示，一种电机绕组端部灌封方法的具体实施例，包括以下步骤：

A)分别制作采用中空圆柱体结构的外灌封工装1和内灌封工装2，将外灌封工装1和内灌封工装2彼此同轴地布置于定子铁心3的两侧，外灌封工装1和内灌封工装2之间形成灌封区5；配制灌封胶6；

B)外灌封工装1、内灌封工装2和灌封胶6都准备好后，对位于定子铁心3两侧，并处于灌封区5内的定子绕组端部4进行浇注灌封，直到灌封胶6完全包覆定子绕组端部4的外表面；

C)待灌封胶6干燥并拆除外灌封工装1和内灌封工装2后再进行电机的总装，总装后的电机结构示意如附图7所示。

为了节约时间，外灌封工装1和内灌封工装2的制作和布置过程与灌封胶6的配置过程可同时进行。

当对定子绕组端部4进行浇注灌封时，先将定子铁心3竖直放立，将需要灌封的定子绕组端部4一端朝上，浇注灌封胶6至指定位置，待该端的定子绕组端部4灌封完后进行静置。待灌封胶6完全干燥后再将另一端的定子绕组端部4朝上，浇注灌封胶6至指定位置，待该端的定子绕组端部4灌封完后进行静置，待灌封胶6完全干燥后完成定子绕组端部4的浇注灌封。

实施例3

如附图7所示，一种由如上所述方法制作的电机的具体实施例，包括：

从外到内彼此同轴布置的定子铁心3、转子铁心7和转轴10；

套设在转轴10上并位于电机非传动端的非传动端端盖8，以及套设在转轴10上并位于电机传动端的传动端端盖9，定子铁心3、非传动端端盖8和传动端端盖9形成所述电机的封闭结构；

缠绕在定子铁心3上的绕组，绕组伸出所述定子铁心3两侧的部分形成定子绕组端部4，在定子绕组端部4的外周包覆有灌封胶6。灌封胶6位于定子铁心3与非传动端端盖8之间，以及定子铁心3与传动端端盖9之间。

电机进一步为永磁同步电动机。

灌封胶6的灌封高度比定子绕组端部4高10mm。

灌封胶6的灌封内半径比定子绕组端部4的内半径小4mm，灌封胶6的灌封外半径比定子绕组端部4的外半径大8mm。

在电机总装完后进行额定点温升试验，得出经过灌封后电机绕组端部的温升与灌封前绕组端部温升的比较情况，可以得出电机成型绕组端部灌封对其散热的影响。如下表1所示是一款永磁电机端部灌封前后的温升对比情况，由表1可知，在定子绕组端部4灌封后，定子绕组端部4的温升明显下降，而定子铁心3的温升上升，由此可以得出永磁电机绕组端部灌封后改善了端部的散热条件。

表1 永磁电机端部灌封前后的温升对比情况表

通过实施本发明具体实施例描述的电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机的技术方案，能够产生如下技术效果：

(1)本发明具体实施例描述的电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机能够解决油冷却结构油路结构复杂、工艺难度大、成本较高、容易漏油的技术缺陷，极大地改善了电机绕组端部散热效果，结构简单、工艺容易实现、成本较低；

(2)本发明具体实施例描述的电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机通用性强，适用于各种功率等级、各种结构型式、各种安装方式、各种用途的永磁同步电机；

(3)本发明具体实施例描述的电机绕组端部灌封结构、方法及由该方法制作的电机由于采用的灌封胶密度较轻，因此对电机的总重影响较小。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。

Claims (7)

1.一种电机绕组端部灌封结构，其特征在于，包括：

采用中空圆柱体结构，并彼此同轴地布置于定子铁心(3)两侧的外灌封工装(1)和内灌封工装(2)，所述外灌封工装(1)和内灌封工装(2)之间形成灌封区(5)，定子绕组端部(4)位于所述灌封区(5)内；

形成于所述灌封区(5)内，并包覆于所述定子绕组端部(4)外周的灌封胶(6)，所述灌封胶(6)采用高导热有机硅材料制成，并用于降低电机绕组端部的温升；

所述灌封胶(6)的灌封高度比所述定子绕组端部(4)高8～15mm；所述灌封胶(6)的灌封内半径比所述定子绕组端部(4)的内半径小3～6mm，所述灌封胶(6)的灌封外半径比所述定子绕组端部(4)的外半径大6～12mm。

2.根据权利要求1所述的电机绕组端部灌封结构，其特征在于：所述定子绕组端部(4)预埋有温度传感器。

3.一种电机绕组端部灌封方法，其特征在于，包括以下步骤：

A)分别制作采用中空圆柱体结构的外灌封工装(1)和内灌封工装(2)，将所述外灌封工装(1)和内灌封工装(2)彼此同轴地布置于定子铁心(3)的两侧，所述外灌封工装(1)和内灌封工装(2)之间形成灌封区(5)；配制灌封胶(6)，所述灌封胶(6)采用高导热有机硅材料制成；

B)对位于所述定子铁心(3)两侧，并处于所述灌封区(5)内的定子绕组端部(4)进行浇注灌封，直到所述灌封胶(6)完全包覆所述定子绕组端部(4)的外表面；所述灌封胶(6)的灌封高度为比所述定子绕组端部(4)高8～15mm；所述灌封胶(6)的灌封内半径比所述定子绕组端部(4)的内半径小3～6mm，所述灌封胶(6)的灌封外半径比所述定子绕组端部(4)的外半径大6～12mm；

C)待所述灌封胶(6)干燥并拆除所述外灌封工装(1)和内灌封工装(2)后再进行电机的总装。

4.根据权利要求3所述的电机绕组端部灌封方法，其特征在于：所述外灌封工装(1)和内灌封工装(2)的制作和布置过程与所述灌封胶(6)的配置过程同时进行。

5.根据权利要求3或4所述的电机绕组端部灌封方法，其特征在于：当对所述定子绕组端部(4)进行浇注灌封时，先将所述定子铁心(3)竖直放立，将需要灌封的所述定子绕组端部(4)一端朝上，浇注所述灌封胶(6)至指定位置，待该端的定子绕组端部(4)灌封完后进行静置；待所述灌封胶(6)完全干燥后再将另一端的所述定子绕组端部(4)朝上，浇注所述灌封胶(6)至指定位置，待该端的定子绕组端部(4)灌封完后进行静置，待所述灌封胶(6)完全干燥后完成所述定子绕组端部(4)的浇注灌封。

6.一种由权利要求3至5中任一项所述方法制作的电机，其特征在于，包括：

从外到内彼此同轴布置的定子铁心(3)、转子铁心(7)和转轴(10)；

套设在所述转轴(10)上并位于所述电机非传动端的非传动端端盖(8)，以及套设在所述转轴(10)上并位于所述电机传动端的传动端端盖(9)，所述定子铁心(3)、非传动端端盖(8)和传动端端盖(9)形成所述电机的封闭结构；

缠绕在所述定子铁心(3)上的绕组，所述绕组伸出所述定子铁心(3)两侧的部分形成定子绕组端部(4)，在所述定子绕组端部(4)的外周包覆有灌封胶(6)；所述灌封胶(6)采用高导热有机硅材料制成，并位于所述定子铁心(3)与所述非传动端端盖(8)之间，以及所述定子铁心(3)与所述传动端端盖(9)之间。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于：所述电机为永磁同步电动机。

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