CN117277655A - 电机、铁芯组件、用于铁芯的槽封闭件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电机、铁芯组件、铁芯的槽封闭件及其制造方法，电机包括铁芯组件；铁芯组件包括铁芯、绕组以及铁芯的槽封闭件；铁芯的槽封闭件包括槽填充部和连接部，槽填充部设置于铁芯的槽口内，连接部与铁芯的各个槽口内的槽填充部分别连接，以形成一个环状整体。本申请实施例提供的铁芯的槽封闭件，通过连接部将铁芯上各个槽口内的槽填充部连接，经过预设时间、预设压力和预设温度后，压紧的槽填充部和连接部固化，连接部与槽填充部紧密连接在一起，形成一体化的环状槽封闭件结构，提高了槽封闭件的密封性能和强度性能。铁芯、绕组以及槽封闭件形成整体的铁芯组件，使槽封闭件对槽口内的绕组起到更好的密封和固定效果。

Description

电机、铁芯组件、用于铁芯的槽封闭件及其制造方法

技术领域

本申请涉及发电领域，尤其涉及电机、铁芯组件、铁芯的槽封闭件及其制造方法。

背景技术

电机生产制造过程中，使用槽封闭件安装在定子铁芯或转子铁芯的槽口位置，使绕组的线圈或线棒紧密地固定在铁芯槽口内，同时，槽封闭件可阻挡外界灰尘、异物、水蒸气等环境因素，降低绕组绝缘的老化速度。因此，高强度是各类槽封闭件选用的首要标准，是提高电机运行可靠性的关键因素之一。

相关的电机中，一般每个槽口会单独设置一个槽封闭件，提供的固定强度有限。同时槽封闭件在安装固定过程中，不可避免造成槽封闭件与铁芯之间的磨损，造成槽封闭件强度降低，甚至导致槽封闭件掉落，电机转子扫膛等问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种电机、铁芯组件、用于铁芯的槽封闭件及其制造方法，以提高槽封闭件的强度和电机运行的可靠性。

为达到上述目的，本申请实施例的一方面提供一种用于铁芯的槽封闭件，包括槽填充部和连接部，所述槽填充部设置于所述铁芯的槽口内；所述连接部与所述铁芯的各个所述槽口内的所述槽填充部分别连接，以形成一个环状整体。

进一步地，所述槽填充部包括密封单元和填充单元，所述密封单元设置在所述槽口内；所述填充单元填充于所述槽口内，与所述密封单元连接，

所述密封单元用于将所述填充单元分别与所述铁芯的绕组和所述铁芯的齿部隔开，所述连接部与各个所述槽口内的所述密封单元和所述填充单元分别连接；或者，所述密封单元用于将所述填充单元分别与所述铁芯的绕组和所述铁芯的齿部的部分隔开，所述连接部与各个所述槽口内的所述填充单元连接，所述连接部不与各个所述槽口内的所述密封单元连接。

进一步地，所述密封单元包括多个层叠设置的密封层，或所述密封单元为单个密封层。

进一步地，所述填充单元包括多个层叠设置的填充层，或所述填充单元为单个填充层。

进一步地，所述连接部包括多个层叠设置的连接层，或所述连接部为单个连接层。

进一步地，所述密封单元、所述填充单元和所述连接部分别包括增强材料和基体材料。

进一步地，所述增强材料为高分子材料。

进一步地，所述高分子材料包括玻璃纤维、芳纶纤维和/或碳纤维。

进一步地，所述基体材料包括热固性树脂和/或磁性材料。

本申请实施例的另一方面提供一种用于铁芯的槽封闭件的制造方法，包括：

将槽填充部设置在铁芯模具的槽口内；

将连接部连接所述铁芯模具的各个所述槽口内的所述槽填充部；

在预设时间、预设压力和预设温度下压紧所述槽填充部和所述连接部，固化形成整体。

进一步地，所述槽填充部在靠近所述连接部的一侧高度大于或等于所述铁芯模具的齿部的顶部高度。

进一步地，所述槽填充部包括密封单元和填充单元，将所述槽填充部设置在所述铁芯模具的槽口内的步骤，包括：

将所述密封单元设置在所述槽口内；

将所述填充单元设置在所述槽口内，与所述密封单元连接。

进一步地，所述密封单元、所述填充单元和所述连接部分别包括增强材料和基体材料，所述制造方法还包括：

将所述增强材料浸渍于所述基体材料。

进一步地，所述基体材料为热固性树脂；所述预设时间为2至4小时，所述预设压力为10±2兆帕，所述预设温度为170±5摄氏度。

本申请实施例的另一方面提供一种铁芯组件，包括铁芯，绕组以及本申请任意实施例所述的槽封闭件，所述铁芯配置为环状，具有齿部和形成在所述齿部之间的槽口；所述绕组绕设在所述槽口上；所述槽封闭件嵌设于所述槽口。

本申请实施例的另一方面提供一种电机，包括本申请任意实施例所述的铁芯组件。

本申请实施例提供的用于铁芯的槽封闭件，通过将各个槽口内的槽填充部形成沿铁芯轴向的加强筋以及连接部形成的环形衬套组合，从而形成一体槽封闭件，使槽封闭件在整体强度和密封性能方面更加优异，提高绕组绝缘的可靠性。

本申请实施例提供的用于铁芯的槽封闭件的制造方法，利用铁芯模具，通过预设时间、预设压力和预设温度的热压将槽封闭件中的材料固化，形成一体，同时将铁芯模具与槽封闭件之间的空气、小分子有机挥发物等物质排出，使槽封闭件具有更高的致密性。

本申请实施例提供的铁芯组件，通过槽封闭件与铁芯连接，铁芯、绕组以及槽封闭件形成一个整体，使槽封闭件对槽口内的绕组起到更好的密封和固定效果。

本申请实施例提供的电机，通过一体化槽封闭件结构将定子和转子隔断，可有效减少定子热量向转子侧传导，使转子能够在更低温度下运行，提高电机效率。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种铁芯组件的配合结构剖面示意图；

图2为图1所示结构的A处局部放大图；

图3为本申请实施例提供的一种铁芯的槽封闭件的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种铁芯组件的结构剖面示意图；

图5为本申请实施例提供的一种铁芯的槽封闭件的制造方法的流程示意图。

附图标记说明

铁芯组件10；铁芯11；齿部111；槽口11a；绕组12；槽封闭件13；槽填充部131；密封单元1311；填充单元1312；连接部132。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不能用来限制本申请的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”“多种”的含义分别是指两个或两个以上，两种或两种以上。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“环状”的含义包括闭合的环状结构和非闭合的环状结构。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

一般电机生产过程中，槽封闭件用于固定绕组，如线圈或线棒，防止绕组受到电磁力、振动以及热应力的作用在铁芯的槽口内窜动损坏，使电机绝缘过早失效。同时，槽封闭件还用于隔绝槽口内绕组与外界，避免绝缘过快老化，保证绕组缘可靠。

相关的电机中，铁芯的槽封闭件通常按照铁芯槽口形状和尺寸，对槽封闭件进行加工。在将绕组放置到槽口内后，在每个铁芯槽口处插入独立的槽封闭件对绕组进行固定。在插入槽封闭件的过程中，不可避免地存在槽封闭件与铁芯之间的磨损，造成槽封闭件的强度降低，导致在电机运行过程中槽封闭件掉落，转子扫膛等问题。同时，槽封闭件的位置无法根据位于槽口内的绕组的尺寸进行微小调整，造成后续浸漆时绝缘漆不能完全填充，或造成绝缘漆流失，同时绝缘漆与槽封闭件的粘接力较小，影响绕组的密封性。另外，槽封闭件插入铁芯槽口内固定时，工作量和所花费时间成本均较高，且单个槽封闭件彼此独立分散，提供的固定强度有限。

基于上述情况，本申请实施例的第一方面提供一种铁芯的槽封闭件13。请参阅图1至图3，槽封闭件13应用于内转子电机的定子铁芯。请参阅图4，槽封闭件13应用于内转子电机的转子铁芯。槽封闭件13除了可以应用于内转子电机的转子铁芯，还可以应用于外转子电机的转子铁芯和定子铁芯，还可以应用于其他类型电机的铁芯上。

槽封闭件13包括槽填充部131和连接部132，槽填充部131设置在铁芯11的槽口11a内；连接部132与铁芯11的各个槽口11a内的槽填充部131分别连接，以形成一个环状整体。各个槽口内的槽填充部131形成沿铁芯11轴向的加强筋，连接部132形成环形衬套，一体成型的槽封闭件13的整体强度和密封性能更加优异，可减少灰尘、异物和水汽的从槽口11a进入绕组12，提高绕组12绝缘的可靠性。

连接部132与各个槽口11a的槽填充部131之间连接时，连接方式可以是先设置完所有槽口的槽填充部131，然后再设置连接部132，使连接部132与每个槽填充部131固定连接，形成一个环状整体；还可以是先在部分槽口设置槽填充部131，用连接部132连接已设置完的槽填充部131后，再设置剩余部分的槽填充部131，再用连接部132继续连接，以此类推，直至连接部132连接完所有槽填充部131，形成一个环状整体。

需要说明的是，连接部132与各个槽口11a的槽填充部131之间的连接，可以是粘接，也可以是以树脂固化连接，可以是多种的组合连接，还可以是其他形式的连接或组合连接。

一些实施例中，槽填充部131可以包括密封单元1311和填充单元1312。参阅图2，在设置槽填充部131时，可以从定子铁芯内表面向槽口11a内先放入密封单元1311，再放入填充单元1312，也可以是密封单元1311与填充单元1312组合之后再放入槽口11a。相比于相关技术中，需要从铁芯槽口一侧插入成型了的槽封闭件而言，本申请实施例的槽封闭件13能减少槽封闭件13和齿部111的设计和加工成本，还能降低槽封闭件13被齿部111和绕组12磨损和刮伤，提高了槽封闭件13的密封性和强度。

需要说明的是，密封单元1311可以与绕组12或铁芯11的齿部111中二者之一连接，密封单元1311还可以同时与绕组12和齿部111连接。密封单元1311与绕组12或与齿部111连接，可以是粘接，还可以是其他形式的连接。使得密封单元1311相对于绕组12或齿部111保持固定，将填充单元1312分别与绕组12和齿部111隔开。

需要说明的是，密封单元1311与填充单元1312之间的连接可以是粘接，也可以是填充单元1312通过填充带来的压力将密封单元1311紧密地压在齿部111上，还可以是其他形式的连接。密封单元1311与填充单元1312之间连接，能够更好地固定各个铁芯槽口11a内的密封单元1311与填充单元1312，使得密封单元1311与填充单元1312在槽封闭件13制造过程中不容易松脱掉出。

需要说明的是，为了提高槽封闭件13的密封性能，密封单元1311可以接触到齿部111靠近连接部132的两侧内壁上。在此基础上，密封单元1311可以延伸至齿部111的顶部所在面，也可以终止于齿部111靠近连接部132的两侧内壁的某处。

可以理解的是，当密封单元1311延伸至齿部111的顶部所在面，密封单元1311可以与齿部111的顶部所在面连接，从而将齿部111的顶部所在面与连接部132隔开。根据密封单元1311延伸的程度，连接部132与齿部111的顶部所在面可以是完全分离，也可以是部分分离。

具体地，如果连接部132与齿部111的顶部所在面之间被密封单元1311完全分离，则连接部132与密封单元1311连接，而不与齿部111的顶部所在面连接。如果连接部132与齿部111的顶部所在面没有完全分离，则连接部132既与密封单元1311连接，同时还与齿部111的顶部所在面连接。

当密封单元1311终止于齿部111靠近连接部132的两侧内壁的某处时，连接部132与齿部111的顶部所在面连接，连接部132与填充单元1312连接，而不与密封单元1311连接。填充单元1312填满未被密封单元1311覆盖到的齿部111，并与齿部111连接。填充单元1312与齿部111之间的连接，可以是粘接，也可以是以树脂固化连接，可以是多种的组合连接，还可以是其他形式的连接或组合连接。

一些实施例中，请参阅图2，密封单元1311可以是多个或单个密封层叠层设置，填充单元1312可以是多个或单个填充层叠层设置，连接部132可以是多个或单个连接层叠层设置。

需要说明的是，在密封层与密封层之间、填充层与填充层之间、连接层与连接层之间，可以是以粘接的形式连接，也可以是以树脂固化连接，可以是多种的组合连接，还可以是其他形式的连接或组合连接。

需要说明的是，密封层可以是浸渍条状纤维布，也可以是其他的形式。填充层可以是浸渍纤维绳，也可以是其他的形式。连接层可以是浸渍纤维布，还可以是其他的形式。

具体地，连接层可以是一张浸渍纤维布铺满一层，完整覆盖铁芯内圈表面。连接层也可以是多张浸渍纤维布铺满一层，形成一层完整的覆盖。

需要说明的是，连接部132和连接层的厚度需要根据电机定转子之间的间隙确定。在一些实施例中，为了降低制作槽封闭件13的难度，通常将连接层设置成预设厚度，预设厚度可以是0.3mm，也可以是其他规格。

一些实施例中，密封单元1311、填充单元1312和连接部132分别包括增强材料(图未示)和基体材料(图未示)。

具体地，增强材料可以为高分子材料。例如，增强材料可以是玻璃纤维，可以是碳纤维，可以是芳纶纤维，还可以是多种高分子材料的组合。增强材料使用的低导热系数的高分子材料，通过槽封闭件13的结构，请参阅图3，可以形成有序散热通道，阻隔电机定转子热量的相互传递，使定子和转子之间具有独立的热交换空间，对提升电机效率提供了极大设计空间。

具体地，基体材料可以为高分子聚合物。例如，基体材料可以是热固性树脂。

需要说明的是，如果需要形成磁性的槽封闭件，可以在基体材料中添加磁性材料，即基体材料可以是热固性树脂和磁性材料的组合。

本申请实施例的第二方面提供一种用于铁芯的槽封闭件的制造方法，可以应用于以上任一实施例的槽封闭件，利用铁芯模具进行制造，铁芯模具的结构可仿形铁芯的结构，铁芯模具配置为环状，具有齿部和形成在齿部之间的槽口。铁芯模具可以包括定子铁芯模具和转子铁芯模具，以对应制造适用于定子铁芯的槽封闭件和适用于转子铁芯的槽封闭件。请参阅图5，该制造方法包括：

步骤S101，将槽填充部设置在铁芯模具的槽口内。

步骤S102，将连接部连接所述铁芯模具的各个所述槽口内的所述槽填充部。

步骤S103，在预设时间、预设压力和预设温度下压紧槽填充部和连接部，固化形成整体。

利用上述制造方法得到铁芯的槽封闭件，将槽封闭件从铁芯模具中取下，可以作为整体装配到铁芯中，简化了槽封闭件的装配程序、提高了槽封闭件的装配效率。

具体地，槽填充部可以包括密封单元1311和填充单元1312。密封单元1311、填充单元1312和连接部132分别包括增强材料和基体材料。其中，增强材料需要浸渍于基体材料。

一些实施例中，由于铁芯模具仿形铁芯，可以将铁芯模具的结构借用铁芯的结构图，请参阅图2，填充单元1312在填满槽口11a时，填充的程度可以是填充单元1312与齿部111的顶部齐平，也可以是填充单元1312稍高于齿部111的顶部，保证后续在槽填充部131上覆盖连接部132时，通过环形涨胎工装涨型或压力工装压紧，使得填充单元1312能够更加充分地接触到连接部132，从而使得槽封闭件13的整体密封性和强度更好。

一些实施例中，密封单元1311、填充单元1312和连接部132的基体材料是热固性树脂，密封单元1311、填充单元1312和连接部132的增强材料是玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维。

可以理解的是，玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维可以与热固性树脂有较强的粘接力，使得固化后的槽封闭件13具有更高的强度和更好的密封性能。

另外，热固性树脂与玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维组合，使得槽填充部131和连接部132变得柔软，易变形，从而槽口11a能够得到更充分地填充，连接部132与槽填充部131的各部分之间连接地更加紧密，增加了槽封闭件13的强度。

需要说明的是，在步骤S103中，预设时间和预设温度通常需要根据基体材料中的高分子聚合物确定，而预设压力，理论上，在槽封闭件13以及铁芯11能承受的范围内预设压力越大，槽封闭件13的强度越好。

一些实施例中，基体材料为热固性树脂时，步骤S103中的预设时间为2至4小时；预设温度为树脂的固化温度之上，为170±5摄氏度；预设压力通常大约为10±2兆帕。

一些实施例中，步骤S103可以用环形涨胎工装或压力工装压紧连接部132，也可以用其他形式给连接部132施加均匀的压力，在此不做限制。

需要说明的是，在步骤S103中，基体材料在铁芯模具的槽口11a处均匀填充槽填充部131和连接部132，同时排出槽封闭件13中以及槽封闭件13与铁芯模具之间的空气、小分子有机挥发物等物质，使槽封闭件13具有更高强度和更加优异的密封性能。

为提高绕组12的绝缘致密性，槽封闭件13插入槽口11a后，可以采用真空压力或沉浸工艺对绕组12绝缘整体浸漆，该工艺下对工件的预烘过程可使一体化槽封闭件13有效固化，无新的能耗产生。

本申请实施例的第三方面提供一种铁芯组件10，包括铁芯11、绕组12以及本申请任意实施例的用于铁芯的槽封闭件13。铁芯11配置为环状，且铁芯具有齿部111和形成齿部之间的槽口11a；绕组12绕设在槽口11a上；槽封闭件13嵌设于槽口11a。其中，槽封闭件13与铁芯11接触连接，同时用于固定绕组12，例如，将整体的槽封闭件13套设在铁芯11上，使得槽填充部131设置于铁芯的槽口11a内。铁芯11、绕组12以及槽封闭件13形成一个整体，使槽封闭件13对槽口11a内的绕组12起到更好的密封和固定效果。

需要说明的是，铁芯11可以是定子铁芯，也可以是转子铁芯。

具体地，铁芯11可以是外定子铁芯，可以是内转子铁芯，可以是内定子铁芯，还可以是外转子铁芯，在此不做限制。

本申请实施例的第四方面提供一种电机，包括本申请任意实施例的铁芯组件。

电机热损耗主要为绕组损耗和铁心损耗。例如，定子是主要发热源，一体化槽封闭件结构将定子和转子隔断，可有效减少定子热量向转子侧传导，使转子能够在更低温度下运行，提高电机效率。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于铁芯的槽封闭件，其特征在于，包括：

槽填充部，设置于所述铁芯的槽口内；以及

连接部，与所述铁芯的各个所述槽口内的所述槽填充部分别连接，以形成一个环状整体。

2.根据权利要求1所述的槽封闭件，其特征在于，所述槽填充部包括：

密封单元，设置在所述槽口内；以及

填充单元，填充于所述槽口内，与所述密封单元连接；

其中，所述密封单元用于将所述填充单元分别与所述铁芯的绕组和所述铁芯的齿部隔开，所述连接部与各个所述槽口内的所述密封单元和所述填充单元分别连接；或者，

所述密封单元用于将所述填充单元分别与所述铁芯的绕组和所述铁芯的齿部的部分隔开，所述连接部与各个所述槽口内的所述填充单元连接。

3.根据权利要求2所述的槽封闭件，其特征在于，所述密封单元包括多个层叠设置的密封层，或所述密封单元为单个密封层；和/或，

所述填充单元包括多个层叠设置的填充层，或所述填充单元为单个填充层；和/或，

所述连接部包括多个层叠设置的连接层，或所述连接部为单个连接层。

4.根据权利要求2所述的槽封闭件，其特征在于，所述密封单元、所述填充单元和所述连接部分别包括增强材料和基体材料。

5.根据权利要求4所述的槽封闭件，其特征在于，所述增强材料为高分子材料。

6.根据权利要求5所述的槽封闭件，其特征在于，所述高分子材料包括玻璃纤维、芳纶纤维和/或碳纤维。

7.根据权利要求4所述的槽封闭件，其特征在于，所述基体材料包括热固性树脂和/或磁性材料。

8.一种用于铁芯的槽封闭件的制造方法，其特征在于，包括：

将槽填充部设置在铁芯模具的槽口内；

将连接部连接所述铁芯模具的各个所述槽口内的所述槽填充部；

在预设时间、预设压力和预设温度下压紧所述槽填充部和所述连接部，固化形成整体。

9.根据权利要求8所述的制造方法，所述槽填充部在靠近所述连接部的一侧高度大于或等于所述铁芯模具的齿部的顶部高度。

10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述槽填充部包括密封单元和填充单元，将槽填充部设置在所述铁芯模具的槽口内的步骤，包括：

将所述密封单元设置在所述槽口内；

将所述填充单元设置在所述槽口内，与所述密封单元连接。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述密封单元、所述填充单元和所述连接部分别包括增强材料和基体材料，所述制造方法还包括：

将所述增强材料浸渍于所述基体材料。

12.根据权利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述基体材料为热固性树脂；

所述预设时间为2至4小时，所述预设压力为10±2兆帕,所述预设温度为170±5摄氏度。

13.一种铁芯组件，其特征在于，包括：

铁芯，配置为环状，具有齿部和形成在所述齿部之间的槽口；

绕组，绕设在所述槽口上；以及

如权利要求1至8任一项所述的槽封闭件，所述槽封闭件嵌设于所述槽口。

14.一种电机，其特征在于，包括权利要求13所述的铁芯组件。