CN110233531B - 槽绝缘纸、绕组芯以及用于这种绕组芯的缠绕方法 - Google Patents

Abstract

为了创造一种用于以包围的方式绝缘被带入到电动机的绕组芯的绕组槽中的绕组线材的槽绝缘纸，提出，槽绝缘纸在包围方向上实施成两件式，并且为此具有第一绝缘纸和第二绝缘纸。此外，为了创造一种带有至少一个包括被带入到绕组槽中的绕组线材和这种槽绝缘纸的绕组槽的电动机的绕组芯，提出，被带入到绕组槽中的绕组线材由槽绝缘纸包围。此外，为了创造用于电动机的这种绕组芯的缠绕方法，提出，缠绕方法具有至少以下步骤：a．将槽绝缘纸插入到至少一个绕组槽中；b．紧接着步骤a.将绕组线材带入到绕组槽中的槽绝缘纸中。

Description

槽绝缘纸、绕组芯以及用于这种绕组芯的缠绕方法

技术领域

本发明涉及一种用于以包围的方式绝缘被带入到电动机(Elektromotor)的绕组芯(Wicklungskern)的绕组槽(Wicklungsnut)中的绕组线材(Wicklungsdraht)的槽绝缘纸(Nutisolationspapier)，和带有至少一个绕组槽的电动机的绕组芯，以及用于电动机的这种绕组芯的缠绕方法。

本发明涉及一种用于以包围的方式绝缘被带入到电动机的绕组芯的绕组槽中的绕组线材的槽绝缘纸，其中，绕组槽具有两个径向侧壁(Radialflanke)和至少一个槽底(Nutgrund)，并且其中，槽绝缘纸可布置在这种被带入的绕组线材和这种绕组槽的径向侧壁以及至少一个槽底之间，其中，待包围的绕组线材定义线材轴线(Z)和环绕线材轴线(Z)的包围方向(U)。

背景技术

例如，从文献DE 100 18 140 B4中已知一种槽绝缘纸。其中，公开了用于旋转电机的定子和用于其制造的方法。该印刷文献的教导的目的尤其是，创造一种在槽的棱边处具有改善的绝缘强度(dielektrische Festigkeit)的定子(见段落[0006])。根据段落[0008]，在绝缘部件上形成加宽的端部。在从加宽的宽度起推入导体之前，使绝缘部件沿朝向加宽的端部的侧的方向运动。由于加宽的端部，有利于导体的推入的容易性。在推入导体时在变形标记(Deformationsmarke)处的附加的损坏被阻止。由此，避免了在变形标记处的绝缘缺陷(Isolationsfehler)。根据段落[0027]和图1，每个绝缘部件2由页形的材料制造。根据段落[0030]，首先通过将页形的绝缘部件2卷起成柱形的形状，使页形的绝缘部件2的纵向侧边缘相互重叠。由此，产生重叠区域2a。根据段落[0032]，将绝缘部件2的端部中的每个漏斗式地加宽。因此，形成加宽的端部2b。

发明内容

相对于之前已知的用于以包围的方式绝缘绕组线材的槽绝缘纸，本发明基于如下任务，找到一种槽绝缘纸，在其中，阻止由于在运行中感应出的绕组线材的运动引起的槽绝缘纸的撕裂。

此外，相对于之前已知的带有至少一个绕组槽的电动机的绕组芯，本发明基于如下任务，找到一种绕组芯，在其中，阻止由于在运行中感应出的绕组线材的运动引起的槽绝缘纸的撕裂。

此外，相对于之前已知的用于电动机的这种绕组芯的缠绕方法，本发明基于如下任务，找到一种缠绕方法，该方法可简单实现，并且在其中，同样阻止由于在运行中感应出的绕组线材的运动引起的槽绝缘纸的撕裂。

在本发明中，槽绝缘纸在包围方向(U)上实施成两件式，并且为了该目的具有第一绝缘纸和第二绝缘纸。

在本发明中，设置有这种槽绝缘纸，并且该槽绝缘纸包围被带入到绕组槽中的绕组线材。

在本发明中，设置以下步骤：

a．将这种槽绝缘纸置入到至少一个绕组槽中；

b．紧接着步骤a.，将绕组线材带入到绕组槽中的槽绝缘纸中。

本发明的第一实施方式涉及一种用于以包围的方式绝缘被带入到电动机的绕组芯的绕组槽中的绕组线材的槽绝缘纸，其中，绕组槽具有两个径向侧壁和至少一个槽底，并且其中，槽绝缘纸可布置在这种被带入的绕组线材和这种绕组槽的径向侧壁以及至少一个槽底之间，其中，待包围的绕组线材定义线材轴线(Z)和环绕线材轴线(Z)的包围方向(U)。

槽绝缘纸主要特征在于如下，槽绝缘纸在包围方向(U)上实施成两件式，并且为此具有第一绝缘纸和第二绝缘纸。

在槽绝缘纸的一种有利的实施方式中，两个绝缘纸分别具有径向区段和径向内部的重叠端部和径向外部的重叠端部，其中，布置在绕组槽中的绝缘纸利用其径向区段如此定位在共同的绕组槽的分别对应的径向侧壁中，使得两个绝缘纸利用其两个重叠端部分别径向外部和径向内部地彼此重叠。

另一方面涉及一种带有至少一个绕组槽的电动机的绕组芯，其包括被带入到绕组槽中的绕组线材和根据一种按照上述描述的实施方式的槽绝缘纸，其中，绕组槽具有两个径向侧壁和至少一个槽底，并且其中，被带入到绕组槽中的绕组线材由槽绝缘纸包围。

在带有槽绝缘纸的绕组芯的一种有利的实施方式中，在其中，两个绝缘纸分别具有径向区段以及径向内部的重叠端部和径向外部的重叠端部，径向区段分别如此布置在共同的绕组槽的径向侧壁中的对应的径向侧壁中，使得两个绝缘纸分别利用径向内部的重叠端部并且分别利用径向外部的重叠端部彼此重叠。

根据另一方面，用于根据一种按照以上描述的实施方式的电动机的绕组芯的缠绕方法至少具有以下步骤：

a．将槽绝缘纸置入到至少一个绕组槽中；

b．紧接着步骤a.，将绕组线材带入到绕组槽中的槽绝缘纸中。

在缠绕方法的一种有利的实施方式中，依次将槽绝缘纸的两个绝缘纸带入到绕组槽中。

在缠绕方法的一种有利的实施方式中，绕组槽具有径向敞开的侧，并且绕组线材径向地被带入到槽绝缘纸中，其中，打开槽绝缘纸，以便布置在径向敞开的侧中的重叠端部径向地延伸到或至一个或多个敞开的侧中或向敞开的侧延伸并且在带入绕组线材之后才彼此重叠地折起。

附图说明

以下根据图纸更详细地阐释本发明的实施例。其中：

图1以侧视图示出了带有扭合的绕组线材的带有常规的槽绝缘纸的电动机的绕组芯的局部，

图2以截面图示出了根据图1的绕组芯的局部，

图3以截面图示出了电动机的局部

图4以侧视图示出了电动机的绕组芯的局部，

图5以侧视图示出了带有扭合的绕组线材的根据图4的局部，并且

图6以截面图示出了一种有利的缠绕方法。

附图标记列表

100 槽绝缘纸

200 绕组槽

300 绕组芯

400 电动机

500 常规的槽绝缘纸

11 第一绝缘纸

12 第二绝缘纸

13 第一径向区段

14 第二径向区段

15 第一重叠端部

16 第二重叠端部

17 第三重叠端部

18 第四重叠端部

21 常规的第一重叠端部

22 常规的第二重叠端部

23 裂缝形成

31 槽底

32 开口

33 左侧的径向侧壁

34 右侧的径向侧壁

35 第一绕组线材

36 第二绕组线材

37 第三绕组线材

38 第四绕组线材

U 包围方向

Z 线材轴线

T 扭合方向(Twist-Richtung)

R 径向方向。

具体实施方式

图1示出了在电动机400、例如发卡电动机(Hairpin-Motor)的绕组芯300的局部中的常规的槽绝缘纸500。在此，第一绕组线材35和第二绕组线材36沿线材轴线Z的方向延伸，其中，绕组线材35和36在图中在绕组芯300上方彼此相反地沿扭合方向T、即围绕绕组芯300的径向方向R偏转地示出。然而，因为绕组线材35和36在包围方向U上由常规的槽绝缘纸500完全缠绕(见图2)，出现裂缝形成23。

如图1中示出和标明的那样，图2以截面图A-A示出了绕组芯300的局部。出于可见性原因，在此未示出沿线材轴线Z的方向在此从绘图平面中延伸出来的绕组线材35和36(参看图1)。在此，可看见常规的槽绝缘纸500，其从常规的第一重叠端部21沿着包围方向U单件式地延伸到常规的第二重叠端部22。常规的第一重叠端部21和常规的第二重叠端部22沿包围方向U彼此重叠，从而绕组线材35和36在其整个延伸上沿着线材轴线Z在绕组槽200(其在此实施成U形)内由常规的槽绝缘纸500包围。由此，在与绕组芯300中形成的绕组槽200的接触部处、即在至少近似沿径向方向R延伸的左侧的径向侧壁33和至少近似沿径向方向R延伸的右侧的径向侧壁34的槽底31中并且在(可选的)开口32中，绕组线材35和36(未示出)被阻碍并且由此借助于常规的槽绝缘纸500的材料与绕组芯300绝缘。应指出的是，根据一种实施方式，在绕组槽中不是仅仅布置有两个绕组线材35和36，而是布置有多个绕组线材。

图3以如图4中标明的那个截面B-b示出带有多个绕组芯300的电动机400的局部，但是，所述多个绕组芯也单件式地、优选地作为沿线材轴线Z的方向堆垛的闭合的板材环(Blechring)形成。在一种实施方式中，所示出的绕组槽200完全封闭、即沿包围方向U环绕地封闭，并且不具有开口32。备选地，开口32收窄或者除了很小的间隙之外封闭。在此，径向方向R对于每个(部分)绕组芯300与图2中相应地示出并且因此这些径向分别以不同的角度取向。因此，出于可见性原因，径向方向R在此未示出，并且参考分别示出仅仅一个(部分)绕组芯300的图4和5。在此仅仅在图示中中间的(部分)绕组芯300处标明的绕组槽200与图2中的图示相同地形成。然而，这仅仅用于更好的可对比性。细节可以可能不同地设计。在此，在电动机400的绕组芯300的绕组槽200中的槽绝缘纸100具有第一绝缘纸11和第二绝缘纸12。第一绝缘纸11包括在此贴靠在(根据图示右侧的)径向侧壁33处的第一径向区段13、在此在开口32中布置的第一重叠端部15、和在此在槽底31中布置的第二重叠端部16。第二绝缘纸12包括在此贴靠在(根据图示左侧的)径向侧壁33处的第二径向区段14、在此在开口32中布置的第三重叠端部17、和在此贴靠在槽底31处的第四重叠端部18。在此径向内部的重叠端部15(第一重叠端部)和17(第三重叠端部)以及在此径向外部的重叠端部16(第二重叠端部)和18(第四重叠端部)分别在电动机400的周缘方向上或在包围方向U上彼此重叠。在此，出于可见性原因，线材轴线Z和包围方向U在另一(部分)绕组芯300中关于涉及的槽绝缘纸100标明。槽绝缘纸100在沿着线材轴线Z的延伸中例如与之前已知的相同地构造。

图4和图5分别以侧视图示出了根据图3的(部分)绕组芯300，可与带有线材轴线Z、包围方向U和径向方向R的相同取向的图1中的图示对照。在此，绕组槽200完全封闭地形成。在此，第一绕组线材35和第二绕组线材36由如图3中示出的槽绝缘纸100包围。此外，在图4中标明了图3中的图示的截面视图B-B的位置。在图4中，对于现有技术而言根据该图示不能看出区别。但是，在图5中，示出了沿横向于径向方向R且横向于第一绕组线材35和第二绕组线材36的线材轴线Z的扭合方向T的典型的扭合的偏转。在此，此时可看出槽绝缘纸100的在包围方向U上两件式实施方案的优点。即，第一绝缘纸11或第二绝缘纸12的重叠的重叠端部15和17也可如重叠端部16和18(参看图3)那样展开。由此，在重叠端部15至18处不出现过度的拉应力(Zugspannung)。由此，有效地阻止了裂缝形成23。

虽然槽绝缘纸100更确切地说形成矩形，包围方向U在此简化地作为圆示出。然而，绕组槽200既不强制是矩形，绕组线材或例如多个绕组线材35和36也不必完全或类似地填充绕组槽200。因此，包围方向U是在垂直于线材轴线Z的平面中的曲线，其适合用于完全包围绕组线材35,36。在一种优选的实施方式中，绕组线材35,36由槽绝缘纸100(紧密地)缠绕。在另一实施方式中，槽绝缘纸100(紧密地)贴靠在径向侧壁33和34以及槽底31处。在再另一实施方式中，槽绝缘纸100夹入在绕组线材35,36和径向侧壁33和34以及槽底31之间。

槽绝缘纸100在包围方向U上实施成两件式。所述槽绝缘纸优选地在线材轴线Z的延伸上实施成一件式。备选地，槽绝缘纸100的绝缘纸11,12中的至少一个沿线材轴线Z的延伸实施成多件式。

两个绝缘纸11和12利用其两个分别径向外部的重叠端部(16,18)和径向内部的重叠端部(15,17)彼此重叠。那么，被带入到绕组槽200中的绕组线材35,36在外周缘上关于绕组线材35,36并且绕组槽200在内周缘上完全被包围。在此，绕组线材35,36如此完全被包围，使得在绕组槽200的整个延伸上阻止在绕组线材35,36和绕组槽200之间的传导接触。

图6示出了如在图3中示出的电动机400的绕组芯300的绕组槽200处的一种优选的缠绕方法，其中，参考之前的描述。在所示出的缠绕方法中，在第一步骤中，将槽绝缘纸100的单独的绝缘纸11,12带入到绕组槽200中。依次或同时径向地(关于径向方向R)或轴向地(关于线材轴线Z)带入绝缘纸11和12。在电动机400的局部示出的绕组芯300中的绕组槽200具有径向处于内部的槽底31、至少近似沿径向方向R延伸的左侧的径向侧壁33、至少近似沿径向方向R延伸的右侧的径向侧壁34和径向处于外部的开口32。在此，第二绝缘纸12的第三重叠端部17贴靠在槽底31处，并且第一绝缘纸11的第一重叠端部15重叠地放上在第三重叠端部17上。在此，第一绝缘纸11的第一径向区段13贴靠在右侧的径向侧壁34处，并且第二绝缘纸12的第二径向区段14在此贴靠在左侧的径向侧壁33处。在此在第一步骤中的该描述同样适用于随后的步骤，并且出于可见性原因，仅仅在第一步骤中以部分代表整体地标明。

在第二步骤中，径向地从外部沿径向方向R将第二绕组线材36、然后第四绕组线材38、随后第三绕组线材37并且最终第一绕组线材36引入到绕组槽200中。绕组线材35至38的编号与前述例如在图5中的图示一致地被排列，并且不包含信息，并且尤其是不反映顺序、优先顺序(Rangordnung)或布线方案(Beschaltung)。

在第三步骤中，将第二绝缘纸12折起并且在第四步骤中将第一绝缘纸11折起，从而第二重叠端部16和第四重叠端部18彼此重叠并且完全包围绕组线材35,36。重叠端部15至18的重叠和折起的在此选择的顺序仅仅是与上述图示一致的示例，并且不是限制。对于技术效果来说，这种顺序并不重要。

仅仅出于历史原因，根据本描述的绕组线材35,36以及缠绕方法包括概念“缠绕”。这是专业术语。从这种概念选择中未推导出必须缠绕形成电动机的线圈的线材。相反地，绕组线材35,36优选地实施成插针(Steckpin，有时也称为插销)，其中，将插针沿线材轴线Z的方向插入到绕组槽200中或者径向地侧向上引入到开口32中。例如，这种插针具有U形形状，该U形形状带有两个插接侧壁和连接插接侧壁的桥。插接侧壁作为绕组线材35,36被带入到不同的、例如相邻的绕组槽200中。插接侧壁可轴向地被引入到绕组槽200中或者可径向地侧向上被引入到侧向上敞开的、例如U形的绕组槽200中。与桥相对而置地，例如设置有插接组件，插接侧壁在端侧被引入到该插接组件中。插接组件包含接线部(Verdrahtung)，从而相应于期望的绕组形成导线。根据另一实施方式，绕组线材作为波形绕组(Wellenwicklung)或作为拉入绕组(Einzugswicklung)被带入到一个或多个绕组槽200中。

对于优选的缠绕方法来说，优选地，在带入绕组线材35,36之前已经带入槽绝缘纸100。例如，依次或同时轴向地或径向地侧向上将绝缘纸11,12推入到绕组槽中。

概念“纸”不排除材料为塑料。相反地，以此应表示低的材料厚度和充分好的可变形性、优选地可弯折性，而不带有裂缝形成。无论如何，槽绝缘纸的材料是非导体(Nichtleiter)，从而在相应的运行条件下保证绕组线材35,36相对于绕组芯300的绝缘。用于绝缘纸11,12的优选的材料构建成多层、例如构建成三层。其在外侧包括压延的尼龙纸(Aramid-Papier)，例如DuPont®公司的Nomex®，并且在芯中包括聚酰胺薄膜(Polyamid-Folie)。该材料具有高的耐热性和耐油性，并且根据应用情况，是击穿电压稳定的(durchschlagsspanungsfest)。

重叠端部的重叠的顺序对于功能并不重要。可仅仅得出制造技术方面的优点。例如，第二绝缘纸的(第二)重叠端部两者都处于内部地、即在绕组线材中布置。备选地，第一绝缘纸的重叠端部关于第二绝缘纸的重叠端部分别径向外部布置。也可相反地实施该变型方案，即，分别通过第二代替第一，并且反之亦然。

利用在此提出的槽绝缘纸，裂缝形成结构空间中性地(bauramneutral)有效地被阻止。

Claims (5)

1.一种用于以包围的方式绝缘被带入到电动机(400)的绕组芯(300)的绕组槽(200)中的绕组线材的槽绝缘纸(100)，其中，所述绕组槽(200)具有两个径向侧壁(33,34)和至少一个槽底(31)，并且其中，所述槽绝缘纸(100)可布置在这种被带入的绕组线材(35,36)和这种绕组槽(200)的径向侧壁(33,34)以及所述至少一个槽底(31)之间，其中，待包围的绕组线材(35,36)定义线材轴线(Z)和环绕所述线材轴线(Z)的包围方向(U)，

其特征在于，

所述槽绝缘纸(100)在所述包围方向(U)上实施成两件式，并且为此具有第一绝缘纸(11,12)和第二绝缘纸(11,12)，其中所述第一绝缘纸(11)和所述第二绝缘纸(12)分别只具有一个径向区段(13,14)。

2.根据权利要求1所述的槽绝缘纸(100)，其中，所述两个绝缘纸(11,12)分别具有径向内部的重叠端部(15,17)和径向外部的重叠端部(16,18)，其中，布置在绕组槽(200)中的绝缘纸(11,12)利用其径向区段(13,14)在共同的绕组槽(200)的分别对应的径向侧壁(33,34)中如此定位，使得所述两个绝缘纸(11,12)利用其两个重叠端部(15,16,17,18)分别在径向外部和在径向内部彼此重叠。

3.一种带有至少一个绕组槽(200)的电动机(400)的绕组芯(300)，包括被带入到所述绕组槽(200)中的绕组线材(35,36)和根据权利要求1或2所述的槽绝缘纸(100)，其中，所述绕组槽(200)具有两个径向侧壁(33,34)和至少一个槽底(31)，并且其中，被带入到所述绕组槽(200)中的绕组线材(35,36)由所述槽绝缘纸(100)包围。

4.根据权利要求3所述的绕组芯(300)，其带有根据权利要求2所述的槽绝缘纸(100)，其中，所述径向区段(13,14)分别在共同的绕组槽(200)的径向侧壁(33,34)中的对应的径向侧壁中如此布置，使得所述两个绝缘纸(11,12)分别利用径向内部的重叠端部(15,17)并且分别利用径向外部的重叠端部(16,18)彼此重叠。

5.一种用于根据权利要求4所述的电动机(400)的绕组芯(300)的缠绕方法，其具有至少以下步骤：

a．将所述槽绝缘纸(100)置入到所述至少一个绕组槽(200)中；

b．紧接着步骤a.，将所述绕组线材(35,36)带入到所述绕组槽(200)中的槽绝缘纸(100)中，

其中，优选地，依次将所述槽绝缘纸(100)的两个绝缘纸(11,12)带入到所述绕组槽(200)中。

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