CN1178363C - 具有绕组的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，该电机具有一个绕组(5)，所述绕组(5)包括绕组线(8)，该绕组线由相互绝缘的导线(9)组成，这些导线是金属线或绞合线，其特征在于，所述绝缘导线(9)在所述绕组(5)的边缘之间按Z形图案延伸，所述边缘与冷却介质可热传导地接触。

Description

具有绕组的电机

技术领域

本发明涉及一种发电机，更具体涉及一种具有绕组的马达或发电机，所述绕组包括由相互绝缘的导线组成的绕组线，这些导线是金属线或绞合线。

背景技术

这种类型的绕组线通常被称为利兹线。

例如这种绕组缠绕定子的齿状物或位于定子的凹槽中，所述齿状物或凹槽平行于转子的旋转轴延伸。

在已知的马达或发电机中，绕组线的导线彼此平行延伸或被扭绞为小束，所述小束彼此平行延伸。这些小束可由例如利兹线组成，所述利兹线具有扭绞或编织的金属线，绕组线包括几条彼此平行延伸的利兹线。

垂直于绕组方向的绕组热传导比铜的热传导小得多。因此，绕组通常被浸染特殊材料以增加热传导性，但是即使这样，绕组的横截面方向上的热传导也相对较小，对绕组可能的冷却受到限制。

EP-A-0.519.679公开了一种管状三相电枢绕组，用于绕组的绕组线包括平行扁平导线。绕组线在马达的两端之间按Z形图案延伸，然而，在绕组线的横截面上，导线在横截面方向上彼此相邻，这些导线在绕组线的纵向方向彼此平行延伸。该文献确定一种非常节省空间的绕组布置，然而，并没有提到任何冷却方法，该绕组与上述的已知的马达和发电机具有一样的受限制的冷却可能性。

DE-C-496.884公开一种制造绕组线的方法，其中导线从绕组线的一个边缘延伸到另一个边缘。然而，该文献没有公开该绕组线怎样被用在绕组中。且没有建议：绕组线的边缘也是绕组的边缘，且该边缘与冷却介质热传导地接触。相反地，为了冷却，绕组线可以被制成是中空的，因而构成一个冷却空气用的槽。

绕组缺少足够的冷却就可能造成对马达或发电机的速度的限制。

发明内容

本发明寻求提供一种具有增强的冷却效果的绕组的发电机。

根据本发明，该目的是这样实现的，在所述绕组线内，所述绝缘导线按一Z形图案在所述绕组的边缘之间相对于所述绕组的中心纵向方向成角度延伸，所述边缘与一冷却介质可热传导地接触。

在垂直于绕组的截面上，且在横截面方向上，仅有一条具有按Z形延伸的绝缘导线的绕组线。

利用Z形图案，热量可以沿着金属线被传递到绕组的边缘，且同样传递到冷却介质，而不必隔着绝缘体从一条金属线传递到另一条金属线，而且热量可以被横向地散发，从而比导线是平行时在更大程度上横向地散发。

根据本发明，Z形图案相对于绕组的中心纵向方向成5°和45°之间的角度，且优选在10°和30°之间。

更具体的是，绕组线可由绝缘导线的扁且宽的束(packet)所形成的绕组线组成，每条导线从束的一侧Z形延伸到束的另一侧。

所述绕组可与固体热传导材料，例如定子的铁芯，可热传导地相连接，在这种情况下，冷却介质构成其热传导材料。

所述绕组可以位于定子的槽中，其中，在一个实施例的形式中，在槽中留出空隙，该空隙充满液体或气体冷却介质，例如变压器油。

绕组线可以浸染有合适的清漆，从而绕组变为自持式的。在这种情况下，绕组可以用于空绕式马达中，且冷却介质可以是气体。

附图说明

现在将通过示例和参考附图对本发明进行描述，其中：

图1是一个现有技术中具有利兹线绕组的电动机的部分截面图；

图2是一个类似于图1的截面图，但具有根据本发明的绕组；

图3是一个沿着图2中的线III-III的截面图；

图4是一个类似于图3的截面图，但是相对于绕组线的另一种形式的实施例；

图5是一个类似于图2的截面图，但是相对于根据本发明的绕组的另一实施例。

具体实施方式

图1示出现有技术的马达的一部分，该马达包括围绕着转子2的定子1。

定子1的内侧设置有齿状物3，在所述齿状物之间形成槽4。具有利兹线6的绕组线或绕组5存在于每个槽4中。

该利兹线6由许多相互绝缘的导线7组成，所述导线由绝缘套7A包围着。

在另一实施例中，利兹线6可由多股用绝缘套包围着的磁线(magnetwire)组成。

在两个实施例中，绝缘套不是绝对必须的。

在两个实施例中，绕组线6多圈地缠绕定子1，从而所述绕组线的多个部分也彼此上下毗邻地布置。在绕组的横截面方向，绕组线的多个部分彼此毗邻，且没有一部分同时延伸到绕组的两侧面。

这意味着热量会非常困难地从位于利兹线6内部的导线7处散发出去。热量不得不横向地从一条导线隔传到另一条导线上，而且再从一条利兹线6隔传到另一条上，从而到达绕组5的外表面或边缘，然后传到槽4上。

图2所示的马达与图1所示的马达的唯一不同之处在于，绕组5是根据本发明设计的。

绕组5也由绕组线8组成，该绕组线8包括许多相互绝缘的导线9，但是这些导线9在它们的槽4中以Z形延伸，从而每条导线9有规则地到达绕组5的外表面或边缘。导线9可以是单股金属线也可以是绞合线或集束线(bundles)。

Z形图案相对于绕组5和绕组线8的中心纵向方向成一角度α，该角度α在5°和45°之间，优选在10°和30°之间。

导线9可以包含在扁且宽的束中，其具有如图2和3所示的近似成矩形的截面，每条导线9比如以绳辫的形式从束的一侧到达另一侧。

构成绕组线8的所述束与槽4一样宽，且束的侧边接触槽4的壁，也就是定子1的铁芯。

在绕组5和槽4的壁之间也可有一薄层电绝缘材料，所述绝缘材料很薄，以致于不会阻止从导线9至槽4的壁的热传导，所述导线处于定子1的热传导材料主要是铁中。

如图2和3所示，绝缘的导线9的束可以比如由电绝缘材料的套8A包围着。

实际上，绕组线8可以看作为扁平的利兹线。

试验已经证明，具有根据本发明的绕组线8的绕组5的热传导率十倍于根据图1所示的具有平行标准利兹线的绕组5的热传导率。其中的绕组线8具有从绕组的一个边缘到另一边缘按Z形延伸的导线9。

热胶(thermal paste)可用于改进所述贴靠定子1的铁芯或别的冷壁的绕组5的冷却。

在另一实施例中，导线9不是被套8A保持在一起，而是由形成编织(braid)或绳辫(plait)的束保持在一起，在这种情况下，可省去套。这还能够提高热量的散发。附图4示出该实施例。

根据本发明的马达的另一个实施例如图5示出。在这种情况下，绕组5的边缘不再接触槽4的壁和定子1的铁芯。在绕组5的两侧，槽4中留出一个空隙10。该空隙10充满液体冷却介质例如变压器油。

在槽4中配有隔板11，以便将绕组5保持在正确位置。

也可通过将绕组线8用一种适合的清漆浸染来实现，从而绕组5变成是自持式的，这适合于气隙通风马达(air-gap wound motors)。

在这种情况下，冷却介质可以是气体，例如吹送到绕组5之间的空气。

在图5所示的实施例中，其热传导率甚至比图2和3所示的实施例的热传导率还高。

本发明的图2至图5的实施例的导线9的Z形图案可使热量沿着铜导线传递到绕组5的边缘，并从该边缘传递到固体的，液体的或气体的冷却介质。

所述电机不一定是马达。例如也可以是一种发电机。

Claims (12)

1.具有绕组(5)的电机，所述绕组(5)包括一绕组线(8)，所述绕组线(8)由相互绝缘的导线(9)组成，这些导线是金属线或绞合线，其特征在于，在所述绕组线(8)内，所述绝缘导线(9)按一Z形图案在所述绕组(5)的边缘之间相对于所述绕组(5)的中心纵向方向成角度延伸，所述边缘与一冷却介质可热传导地接触。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述Z形图案相对于所述绕组(5)的中心纵向方向成5°和45°之间的角度(α)。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述Z形图案相对于所述绕组(5)的中心纵向方向成10°和30°之间的角度(α)。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述绕组线(8)是绞合线。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述绕组线(8)由绝缘导线(9)的一扁且宽的束构成，每条导线(9)从束的一侧按Z形延伸到另一侧。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述绕组线(8)为一绝缘导线(9)束的形式，所述导线(9)以绳辫或编织的形式按Z形延伸。

7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绕组(5)位于一槽(4)中。

8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绕组(5)与一固体热传导材料可热传导地连接。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述绕组(5)与定子铁芯可热传导地连接，在这种情况下，冷却介质是所述定子铁芯。

10.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绕组(5)位于一槽(4)中，在所述槽(4)中留出一个空隙(10)，所述空隙(10)充满气体或液体冷却介质。

11.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绕组(5)被一种合适的清漆浸染，从而所述绕组(5)成为自持式的。

12.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述绕组(5)用于气隙通风马达，且冷却介质为气体或液体。

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