CN112600332A - 一种含绝缘结构的电机定子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含绝缘结构的电机定子，包括定子铁心，绕组线圈和引出电缆，所述定子铁内圆圆周方向均匀开设有轴向贯穿的内槽，在外圆圆周方向、与内槽对应的位置均匀开设有轴向贯穿的外槽，相邻两个内槽之间形成内齿，相邻两个外槽之间形成外齿；每个内齿两侧设有内槽齿尖，每个外齿两侧设有外槽齿尖；所述绕组线圈与内槽之间设有内槽主绝缘，绕组线圈与外槽之间设有外槽主绝缘；所述内槽槽口置有内槽楔；所述外槽槽口置有外槽楔。本发明的含绝缘结构的电机定子，既保证了环形线圈绕组端部尺寸小的优点，又能提高导热性能并具有较高的绝缘可靠性，使电机能够稳定可靠的长时间运行。

Description

一种含绝缘结构的电机定子
技术领域
本发明涉及一种含绝缘结构的电机定子，属于机电技术领域。
背景技术
目前高速电机由于转速高、体积小、功率密度高等特点逐渐在多个领域被使用。现有的高速电机的定子线圈多数采用内槽绕线方式，但是由于电机极数较小，使得这种类型线圈绕制成型后，端部线圈轴向尺寸过长，导致定子轴向有效部分尺寸受限，限制了电机功率极限。近年来，出现了定子内外槽绕制环形线圈绕组的方式，以解决内槽绕线方式的不足；但是由于这种绕制方式线圈绕组的结构特点，使得端部绝缘存在隐患以及内外槽内的线圈绕组、槽内绝缘、铁心间可能存在间隙，影响电机运行时的可靠性。因此，有必要研发一种电机定子以改善或解决该问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提供了一种含绝缘结构的电机定子，能够解决端部绝缘存在的隐患，提高电机运行的可靠性。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种含绝缘结构的电机定子，包括定子铁心，绕组线圈和引出电缆，其中，所述定子铁心呈圆筒形状(轴向横截面呈圆环形状)，在内圆圆周方向均匀开设有轴向贯穿的内槽，在外圆圆周方向、与内槽对应的位置均匀开设有轴向贯穿的外槽，外槽数量与内槽相等，相邻两个内槽之间形成内齿，相邻两个外槽之间形成外齿；每个内齿两侧(指沿定子铁心圆周方向的两侧，不是沿轴向方向的两侧；下同)设有内槽齿尖，每个外齿两侧设有外槽齿尖；
所述绕组线圈在对应的一组内槽-外槽内环形缠绕；
所述绕组线圈与内槽之间设有内槽主绝缘(即内槽主绝缘环绕在绕组线圈外周)，绕组线圈与外槽之间设有外槽主绝缘(即外槽主绝缘环绕在绕组线圈外周)；为了固定内槽绕组线圈和内槽主绝缘，在内槽槽口置有内槽楔，内槽楔由内槽齿尖挡住固定；为了固定外槽绕组线圈和外槽主绝缘，在外槽槽口置有外槽楔，外槽楔由外槽齿尖挡住固定，外槽齿尖和外槽楔的配合设置，除固定外槽主绝缘，保证绝缘可靠性外，还可使得外槽绕组线圈被紧密且平整地固定在外槽内，利于其它配合件如壳体、端盖的隔离及装配；
内槽主绝缘、内槽楔、外槽主绝缘和外槽楔共同组成绝缘结构。
进一步的，所述定子铁心由多片相同规格的硅钢片轴向层叠并固定成一体而成。
进一步的，所述定子铁心的轴向两侧各设有一个端部绝缘板；端部绝缘板的一侧为平面，另一侧设有弧形凸起，平面侧与定子铁心贴合(粘牢)，弧形凸起侧朝外。
进一步的，所述端部绝缘板的形状与定子铁心轴向横截面的形状相一致。
进一步的，所述端部绝缘板是由绝缘板加工而成。
进一步的，所述绕组线圈的接头按照电磁设计连接，并由引出电缆引出。
进一步的，通过真空压力浸漆将所有部件固化并填满微小的间隙。
进一步的，所述内槽齿尖位于内槽中部(“中部”并非指正中央，而是指除端部外的其它位置)，从而使得内槽被内槽齿尖分隔为靠近定子铁心外圆周的第一内槽空间及靠近定子铁心内圆周的第二内槽空间，该设置可使得内槽绕组线圈被紧密且平整地固定在第一内槽空间，减小了内槽绕组线圈占用的内槽空间的同时，空余出的第二内槽空间也利于通风散热。
进一步的，所述外槽齿尖位于外槽槽口处。
进一步的，所述内槽的数量为24个。
本发明的含绝缘结构的电机定子，由端部绝缘板、内槽主绝缘、内槽楔、外槽主绝缘和外槽楔共同组成绝缘结构，这种绝缘结构从物理上由绝缘介质将定子铁心与绕组线圈完全隔开，同时也能保证与其他配合件，如壳体、端盖等物理隔离，保证了主绝缘的可靠性，并降低了与定子铁心由电气距离问题放电的可能性。端部绝缘板外侧弧形凸起设计，使绕组线圈与端部绝缘板充分接触，提高了导热性能和绝缘可靠性。内槽楔与外槽楔分别置于内槽口和外槽口，并由内槽齿尖和外槽齿尖固定，使得绕组线圈能与绝缘充分接触并很容易固定外形，并物理隔离，提高了导热能力和绝缘可靠性。
本发明的含绝缘结构的电机定子，既保证了环形线圈绕组端部尺寸小的优点，又能提高导热性能并具有较高的绝缘可靠性，使电机能够稳定可靠的长时间运行。
本发明使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。提及的术语和短语如有与公知含义不一致的，以本发明所表述的含义为准。
附图说明
图1：本发明的定子结构示意图。
图2：定子结构轴向视图。
图3：定子轴向局部视图(图2中虚线所示部位)。
图4：定子铁心示意图。
图5：定子铁心轴向视图。
图6：端部绝缘板示意图。
其中：1-定子铁心，2-端部绝缘板，3-绕组线圈，4-引出电缆，5-外槽主绝缘，6-外槽楔，7-内槽主绝缘，8-内槽楔，11-外槽，12-内槽，13-外齿，14-内齿，15-外槽齿尖，16-内槽齿尖，21-弧形凸起。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。
实施例1电机绝缘结构及电机定子
一种含绝缘结构的电机定子，包括定子铁心1，绕组线圈3和引出电缆4，如图1～5所示，其中，所述定子铁心1由多片相同规格的硅钢片轴向层叠并固定成一体而成；定子铁心1呈圆筒形状(轴向横截面呈圆环形状)，在内圆圆周方向均匀开设有轴向贯穿的内槽12，在外圆圆周方向、与内槽12对应的位置均匀开设有轴向贯穿的外槽11，外槽11数量与内槽12相等(24个)，相邻两个内槽12之间形成内齿14，相邻两个外槽11之间形成外齿13；每个内齿14两侧设有内槽齿尖16，每个外齿13两侧设有外槽齿尖15。内槽12被内槽齿尖16分隔为靠近定子铁心1外圆周的第一内槽空间及靠近定子铁心1内圆周的第二内槽空间。
所述绕组线圈3在对应的一组内槽12-外槽11内环形缠绕；绕组线圈3的接头按照电磁设计连接，并由引出电缆4引出。
所述绕组线圈3与内槽12之间设有内槽主绝缘7，绕组线圈3与外槽11之间设有外槽主绝缘5；为了固定内槽绕组线圈3和内槽主绝缘7，在内槽12槽口置有内槽楔8，内槽楔8由内槽齿尖16挡住固定；为了固定外槽绕组线圈3和外槽主绝缘5，在外槽11槽口置有外槽楔6，外槽楔6由外槽齿尖15挡住固定。除固定内槽主绝缘7，保证绝缘可靠性外，内槽齿尖16和内槽楔8的配合设置使得内槽绕组线圈3被紧密且平整地固定在第一内槽空间，减小了内槽绕组线圈3占用的内槽空间的同时，空余出的第二内槽空间也利于通风散热。除固定外槽主绝缘5，保证绝缘可靠性外，外槽齿尖15和外槽楔6的配合设置使得外槽绕组线圈3被紧密且平整地固定在外槽11内，利于其它配合件如壳体、端盖的隔离及装配。
制备时，通过真空压力浸漆将所有部件固化并填满微小的间隙。
内槽主绝缘7、内槽楔8、外槽主绝缘5和外槽楔6共同组成的绝缘结构，完全从物理上由绝缘介质将定子铁心1与绕组线圈3隔开，同时也能保证与其他配合件，如壳体、端盖等物理隔离，保证了主绝缘的可靠性，并降低了绕组线圈3与定子铁心1由于电气距离问题放电的可能性。内槽楔8与外槽楔6分别置于内槽12口和外槽11口，并由内槽齿尖16和外槽齿尖15固定，使得绕组线圈3能与绝缘充分接触并很容易固定外形，并物理隔离，提高了导热能力和绝缘可靠性。
实施例2
与实施例1的区别之处在于：在所述定子铁心1的轴向两侧各设有一个端部绝缘板2，端部绝缘板2的形状与定子铁心轴向横截面的形状一致，如图6所示，端部绝缘板2的一侧为平面，另一侧设有弧形凸起21，平面侧与定子铁心1贴合(粘牢)，弧形凸起21侧朝外；端部绝缘板2是由绝缘板加工而成。端部绝缘板2的弧形凸起21，使得绕组线圈3与端部绝缘板2充分接触，进一步提高了导热性能和绝缘可靠性。
给本领域技术人员提供上述实施例，以完全公开和描述如何实施和使用所主张的实施方案，而不是用于限制本文公开的范围。对于本领域技术人员而言显而易见的修饰将在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种含绝缘结构的电机定子，包括定子铁心，绕组线圈和引出电缆，其特征在于：所述定子铁心呈圆筒形状，在内圆圆周方向均匀开设有轴向贯穿的内槽，在外圆圆周方向、与内槽对应的位置均匀开设有轴向贯穿的外槽，相邻两个内槽之间形成内齿，相邻两个外槽之间形成外齿；每个内齿两侧设有内槽齿尖，每个外齿两侧设有外槽齿尖；
所述绕组线圈在对应的一组内槽-外槽内环形缠绕；
所述绕组线圈与内槽之间设有内槽主绝缘，绕组线圈与外槽之间设有外槽主绝缘；所述内槽槽口置有内槽楔，内槽楔由内槽齿尖挡住固定；所述外槽槽口置有外槽楔，外槽楔由外槽齿尖挡住固定。
2.根据权利要求1所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：所述定子铁心由多片相同规格的硅钢片轴向层叠并固定成一体而成。
3.根据权利要求1所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：所述定子铁心的轴向两侧各设有一个端部绝缘板；端部绝缘板的一侧为平面，另一侧设有弧形凸起，平面侧与定子铁心贴合，弧形凸起侧朝外。
4.根据权利要求3所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：所述端部绝缘板的形状与定子铁心轴向横截面的形状相一致。
5.根据权利要求3或4所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：所述端部绝缘板是由绝缘板加工而成。
6.根据权利要求1所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：所述绕组线圈的接头按照电磁设计连接，并由引出电缆引出。
7.根据权利要求1所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：通过真空压力浸漆将所有部件固化并填满微小的间隙。
8.根据权利要求1所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：所述内槽齿尖位于内槽中部，内槽被内槽齿尖分隔为靠近定子铁心外圆周的第一内槽空间及靠近定子铁心内圆周的第二内槽空间。
9.根据权利要求1所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：所述外槽齿尖位于外槽槽口处。
10.根据权利要求1所述的含绝缘结构的电机定子，其特征在于：所述内槽的数量为24个。
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