CN1250967A - 绝缘线圈固定件、有固定件的旋转电机及该线圈固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种绝缘线圈固定件、有固定件的旋转电机及该线圈固定方法,在把预先制作的绝缘线圈插入到铁心槽口内而制成的旋转电机中,利用由薄膜或者织物层和橡胶状弹性体层所构成的叠合片,对绝缘线圈侧面和槽口表面上所产生的间隙进行充填,使绝缘线圈导体中产生的焦耳热能高效率地传输到铁心上,对温升进行抑制,以此来减少绝缘线圈的老化。
Description
本发明涉及旋转电机中的绝缘线圈的固定件、具有该固定件的旋转电机以及绝缘线圈的固定方法。
电动机和发电机等旋转电机是把由绝缘物和导体构成的绝缘线圈装入到铁心的槽口(スロツト)内而制成的。在运转过程中,作用于半径方向的电磁力和作用于纵向的热伸缩力等各种力,作用于该绝缘线圈上。因此,通常为了能经受住上述各种力并保持绝缘线圈的功能,对于电动机和小容量发电机,在把绝缘线圈安装到铁心的槽口内后,进行树脂浸渍和固化处理。
然而,对于尺寸很大的发电机,很难在装入线圈后进行树脂浸渍,所以,预先对绝缘线圈进行树脂浸渍和固化,然后再将其安装到铁心的槽口内。
图1是表示这种现有的旋转电机的定子实例的部分断面斜视图。把预先进行了树脂浸渍和固化处理的、由绝缘物26和导体27构成的绝缘线圈28,安装到由许多块钢板1叠合在一起而构成的铁心2的槽口3内。绝缘线圈28由位于图1的上下面上的FRP构成的衬垫29、以及在图1的上下方向上对这些衬垫29施加压缩力的楔子30进行固定。再者,由于绝缘线圈28的成形尺寸有误差,而且,铁心2的槽口3的尺寸也不一样,所以,一般,槽口3是按照留有余量的尺寸成形的。因此,在绝缘线圈28的侧面和槽口3的内面之间产生间隙。所以,在图1所示的现有实施例,在绝缘线圈28的侧面一侧所剩余的间隙22内插入与其大小相适应的FRP(纤维增强塑料)片20,以此来对绝缘线圈28进行固定。
再者,也有这样一种例子,即如图2所示,在间隙22内插入具有波纹状断面的FRP板21以代替上述FRP片,利用该FRP板21的形状回复力及其摩擦力来对绝缘线圈28进行固定。
另外,也还有这样两个例子:一个是如图3所示,预先在绝缘线圈28的侧面上形成一种由充填了无机物的弹性体层31和未充填无机物的弹性体层32构成的固定件33,把绝缘线圈28和该固定件33一起插入到槽口3内,利用由这两种弹性体层31、32构成的固定件33的回弹力以及与铁心2的磨擦力,来对绝缘线圈28进行固定(加拿大专利第932013号);另一个是日本特愿平8-243780号所提出方案,把无机物的形状制成短纤维状,提高了从绝缘线圈28向铁心2的导热性能。
另外,也还有这样的例子(美国专利第4008409号);如图4所示,在绝缘线圈28的侧面上形成单面为波纹状的弹性体片34,使表观状的弹性率降低,使插入动作容易进行。
在绝缘线圈28和槽口3之间所产生的间隙22具有较高的热阻,使运转过程中导体27内所产生的焦耳热难于向铁心2一侧传输,造成绝缘线圈28温度上升。其结果,促进了构成绝缘物26的有机物的电气和机械特性的劣化,所以,如上所述,利用各种固定件来降低间隙22的热阻,有助于提高旋转电机的性能。
然而,图1所示的装置,FRP片20的刚性强,利用该FRP片20不能与由叠合的薄钢板1构成的铁心2的槽口3内面上所形成的凹凸相吻合贴紧,因此,充填了FRP片20,也仍有微小的空隙,阻碍热量向铁心2传导,再者,由于准备的FRP片20,连续地具有不同厚度是不可能的,所以,在利用已准备的规定厚度的FRP片20不能调整时,也有不插入该FRP片20的情况。所以,在此情况下间隙22在很宽范围内阻碍导热,同时也使绝缘线圈28的固定力减小。
在使用图2所示的装置的情况下,对间隙22的尺寸变化,也能充分适应,但其波纹状断面造成绝缘线圈28和槽口3之间残留空隙,从热传导性能来看是不好的。
图3所示的装置通过采用掺入了无机物的弹性体层31和未掺入无机物的弹性体层32,形成了与槽口3内的凹凸紧密吻合不留空隙的结构,但是,由于弹性体层32仅采用与无机物和金属相比导热性能较差的有机物材料,所以该弹性体层32阻碍导热。并且,若把由弹性体层31、32构成的固定件33粘贴到绝缘线圈28上,插入到铁心2的槽口3内,则在运转过程中绝缘线圈28受到各种振动时,上述固定件33在薄钢板1的边缘的作用下产生龟裂,从绝缘线圈28的表面上剥离脱落下来。所以,通过长时期运转,结果,在很宽的范围内可能产生空隙。在充填了短纤维等的情况下也是一样,上述固定件33可能产生龟裂,产生空隙。
在图4所示的装置的情况下,由于在绝缘线圈28上形成表面为波纹状的弹性体层34后进行插入,所以,在绝缘线圈28和铁心2之间产生空隙,阻碍导热。
发明的概要
本发明是鉴于上述情况,其目的在于:一面保持绝缘线圈的固定力,一面提高热传导性,抑制绝缘线圈的温升,防止绝缘线圈性能降低,以此来提供一种能长期保持高可靠性的旋转电机中的绝缘线圈的固定件、具有该固定件的旋转电机、以及绝缘线圈的固定方法。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种绝缘线圈固定件,它在把预先制作的绝缘线圈插入到旋转电机的铁心槽口内进行固定时,布置在绝缘线圈的侧面和槽口的内面之间,其特征在于:由叠合片构成,该叠合片具有:至少一张增强片层;以及至少在上述增强片层的一个面上叠合的橡胶状弹性体层。
所述的绝缘线圈固定件,其特征在于:上述增强片层是选用无机材料、有机材料、或者由这两种材料所组合构成的织物或无纺织物、或者塑料薄片。
所述的绝缘线圈固定件,其特征在于:在上述橡胶状弹性体层中充填了高导热性无机填充材料和金属粉体中的至少一种。
所述的绝缘线圈固定件,其特征在于:在最外层形成橡胶状弹性体层,而且,在该橡胶状弹性体层表面上形成切槽或凹坑。
所述的绝缘线圈固定件,其特征在于:叠层方向的体积电阻率为100~105Ωcm。
一种旋转电机,它是把预先制作的绝缘线圈插入到铁心的槽口内而构成的,其特征在于:在绝缘线圈的侧面和槽口内面之间布置了上述的任一种固定件。
所述的旋转电机,其特征在于:在上述固定件和槽口内面之间,形成了高导热性润滑脂层、油混合物层或无机润滑剂层。
一种绝缘线圈固定方法,其特征在于:把预先制作的绝缘线圈插入到旋转电机的铁心的槽口内进行固定时,是利用上述的任一项的固定件,把上述绝缘线圈的与上述铁心的槽口壁面相对的侧面覆盖后,进行插入的。
一种绝缘线圈固定方法,其特征在于:在所述的绝缘线圈的固定方法中,覆盖槽口内面的相对面,使其成为橡胶状弹性体层。
一种绝缘线圈固定方法,其特征在于:在如所述的绝缘线圈的固定方法中,在作为绝缘线圈的固定件,使用在形成最外层的橡胶状弹性体层上设置有切槽的结构时,相对于绝缘线圈的插入方向,该切槽带有一定角度地进行覆盖。
为了达到上述目的,在为把预先制作的绝缘线圈插入并固定在旋转电机的铁心的槽口内所使用的固定材料中,本发明的绝缘线圈的固定件,其特征在于是这样一种叠合片,即具有1层以上的增强片层、以及在各增强片层的至少一个面上具有叠合的橡胶状弹性体层。
由于该绝缘线圈的固定件由1层以上的增强片层和橡胶状弹性体层构成,所以,与仅由橡胶状的弹性体层或充填了无机粉体的弹性体层构成的固定件相比较,扯裂强度提高。所以,固定件因与构成铁心的薄钢板的边缘相接触而产生扯裂,结果从绝缘线圈上剥离脱落下来的现象减少。
再者,该固定件由增强片层和橡胶状弹性体层构成,所以,能与槽口内面的凹凸相吻合贴紧,不易产生间隙,能牢靠地对绝缘线圈进行固定,同时导热效率良好。而且,该固定件由于从绝缘线圈上剥离脱落下来的现象很少,所以,能长期稳定地抑制绝缘线圈的温升。因此,利用该固定件能制造出可靠性高的旋转电机。
在此,绝缘线圈的该固定件,其上述增强片层从下列材料中选择:塑料薄膜、无机材料、有机材料或者由这两种材料构成的织物或无纺织物,以及进行过压延(カレンダ一)处理的无机材料、有机材料或者由这两种材料构成的无纺织物。这样,该固定件能使扯裂的发生率进一步降低,能更加长期稳定地抑制绝缘线圈的温升。
再者,绝缘线圈的该固定件是上述旋转电机中的绝缘线圈的固定件,上述橡胶状弹性体层内至少充填高导热性的无机填充材料、金属粉体中的任一种。这样一来,能进一步提高导热性。
另外,绝缘线圈的该固定件是上述绝缘线圈的固定件,在形成最外层的橡胶状弹性体层表面上设置有切槽(スリット)或凹坑。
这样一来,绝缘线圈的该固定件的表观弹性率降低,容易插入到绝缘线圈的槽口内。另外,把具有该切槽的固定件复盖到绝缘线圈上进行插入,以便切槽的方向与相对于向槽口内插入的方向有角度的方向相一致。这样一来,在插入时切槽不会被铁心的边缘卡住,能抑制橡胶状弹性体层的脱落和剥离。其结果,能减少未插入部分的产生,能更切实地抑制绝缘线圈的温升。并且,该固定件由于具有增强片层,所以,与仅由橡胶状弹性体层构成的固定件相比,在插入时产生的扯裂现象少。
而且,绝缘线圈的该固定件是上述旋转电机中的绝缘线圈的固定件,其叠合层方向的体积电阻率为100~105Ωcm。因此,通过在绝缘线圈的最外层设置具有相同范围内的体积电阻率的半导电层,即可使绝缘线圈表面和铁心之间保持相同的电位,能抑制两者之间的局部放电,能防止固定件因局部放电劣化而造成变质、损伤、脱落、剥离。其结果,能使绝缘线圈上产生的热量更有效地传输到铁心上。
另一方面,本发明的旋转电机,其特征在于预先制作的绝缘线圈由上述绝缘线圈的固定件中的任一种进行固定。这样一来,绝缘线圈的该固定件,采用由1层以上的增强片层和橡胶状弹性体层的叠合片构成的材料,所以,与仅由橡胶状弹性体层或充填了无机粉体的弹性体层构成的固定件相比,扯裂强度高,与构成铁心的薄钢板的边缘相接触而产生的扯裂所造成的该固定件从绝缘线圈上剥离、脱落的现象减少。并且,由于是由增强片层和橡胶状弹性体层构成的,所以,能与槽口内面的凹凸相吻合,不易产生间隙,能牢固地对绝缘线圈进行固定,同时导热效率良好。而且,由于该固定件从绝缘线圈上剥离、脱落下来的现象少,所以能长期稳定地抑制绝缘线圈的温升,能提供可靠性高的旋转电机。
在此,本发明的旋转电机,在绝缘线圈的最外层设置有体积电阻率为100~105Ωcm的半导电层。这样,作为固定件的叠合片若采用与叠合层方向的体积电阻率范围相同的材料,则能使绝缘线圈表面和铁心之间保持相同的电位,能抑制两者之间的局部放电,如上所述能更有效地把绝缘线圈上产生的热量传输到铁心上。
再者,上述旋转电机在上述固定件和槽口内面之间形成高导热性能的润滑脂层、油混合物层或无机润滑剂层。这样,能提高槽口内面和绝缘线圈的凹凸的密合性,有助于提高导热性。并且,由于能减小槽口内面和作为固定件的叠合片表面的磨擦,所以能进一步减少叠合片表面的扯裂现象。
另一方面,上述绝缘线圈的固定方法,其特征是:在把预先制作的绝缘线圈插入并固定在旋转电机的铁心槽口内时,利用绝缘线圈的该固定件来覆盖绝缘线圈的至少一个侧面后进行插入。这样,能抑制由于在绝缘线圈的该固定件和槽口内面之间产生磨擦而造成橡胶状弹性体层产生扯裂的现象。其结果,能制成可靠性高的旋转电机。
再有,本发明的绝缘线圈的固定方法涉及上述绝缘线圈的固定方法,使槽口内面的对面进行覆盖使其成为橡胶状弹性体层。这样,能与槽口内面的凹凸相吻合,提高密合性,使导热性更好。
另外,本发明的绝缘线圈的固定方法是:在上述绝缘线圈的固定方法中,作为绝缘线圈的固定件采用在形成最外层的橡胶状弹性体层表面上设置有切槽的材料时,覆盖时要使该切槽相对于绝缘线圈的插入方向有一定的角度。
这样,在插入时切槽不会被铁心的边缘卡住,能抑制橡胶状弹性体层的脱落、剥离。因此,能减少未插入部分的产生,所以能更可靠地抑制绝缘线圈的温升。
以下参照附图,详细说明本发明的实施例。
图1是对现有的绝缘线圈的固定件及固定方法进行说明的旋转电机的部分断面图。
图2是对现有的绝缘线圈的固定件及固定方法进行说明的旋转电机的部分断面图。
图3是对现有的绝缘线圈的固定件及固定方法进行说明的旋转电机的部分断面图。
图4是对现有的绝缘线圈的固定件及固定方法进行说明的旋转电机的部分断面图。
图5是表示涉及本发明的绝缘线圈的固定件的一个实施例的外观斜视图。
图6是表示涉及本发明的绝缘线圈的固定件的另一个实施例的外观斜视图。
图7是表示采用了涉及本发明的固定件的旋转电机试验模型的部分断面图。
图8是表示采用了现有的固定件的旋转电机试验模型的部分断面图。
图9是表示采用了现有的另一种固定件的旋转电机试验模型的部分断面图。
图10是表示采用了现有的其它固定件的旋转电机试验模型的部分断面图。
图11是表示采用了涉及本发明另一实施例的固定件的旋转电机试验模型的部分断面图。
优良实施例的说明
根据附图所示的实施形态,进一步详细说明本发明。图5是用模式法来表示本发明的绝缘线圈的固定件中的一个实施形态的外观斜视图。该图表示固定件是叠合片5。
该叠合片5具有经过压延处理的无纺织物,即芳族聚酰胺(アラミド)纤维纸18。该芳族聚酰胺纤维纸18用于构成本实施形态的增强片层。作为该增强片层的芳族聚酰胺纤维纸18的两个面上叠合(粘合)了用于构成橡胶状弹性体层的高导热性硅橡胶19。所以,在本实施形态中,芳族聚酰胺纤维纸18形成被高导热性硅橡胶19夹持的状态,但并非仅限于此,也可以仅在一个面上叠合高导热性硅橡胶19。并且,也可以使用许多张增强片层,在各增强片层的至少一个面上设置橡胶状弹性体。再者,如图6所示,也可以采用未经过压延处理的芳族聚酰胺纸18’。
在本实施形态中,采用芳族聚酰胺纤维纸18作为增强片层,但是,当然并非仅很于采用这种材料。增强片层能防止在绝缘线圈插入时或使用时橡胶状弹性体层产生扯裂而造成剥离、脱落,而且,为了便于插入到绝缘线圈和槽口的间隙内,可采用柔软的材料,例如无机材料、有机材料或由这两种材料构成的无纺织物、经过压延处理的无机材料、有机材料或由这两种材料构成的织物或无纺织物、或者塑料薄片。除采用芳族聚酰胺纤维纸外,还可采用玻璃织物和聚酯织物等。
橡胶状弹性体层并非仅限于采用图5和图6所示的高导热性硅橡胶19。而且,最好是含有像氮化硼、氮化铝或氧化铝这样的高导热性无机填充材料和金属粉体中的任一种或同时含有两种。
对叠合片5的厚度并无特别限制,而是根据所用的槽口的尺寸、绝缘线圈的尺寸,适当选择各种厚度,叠合层方向的体积电阻率最好为100~105Ωcm。若在绝缘线圈的最外层设置符合该电阻率范围的图中未示出的半导电层,则能使绝缘线圈表面和铁心之间保持相同电位,能抑制两者之间的局部放电。
再者,在由增强片层和橡胶状弹性体层构成的叠合片5的最外层,即与槽口内面相接触的层是由橡胶状弹性体层构成的情况下,如图6所示,最好具有切槽25。若具有该切槽25,则表观上的弹性率下降,绝缘线圈容易插入到槽口内。而且,在设置了切槽25的情况下,最佳覆盖,插入方法是:当把作为固定件的叠合片5覆盖到绝缘线圈上时,切槽25的形成方向与相对于该绝缘线圈向槽口内的插入方向所具有的角度方向相一致。这样,在插入时切槽25不会被铁心的边缘卡住,能抑制橡胶状弹性体层的脱落、剥离,能减少未插入部分的出现。切槽25的最佳深度是:以作为橡胶状弹性体层的高导热性硅橡胶19为厚度方向,能到达芳族聚酰胺(アラミド〕纸18’,如本实施形态,当在作为增强片层的芳族聚酰胺纸18’的两个面上形成了高导热性硅橡胶19时,最好在其两者上均形成切槽25。
这样,在设置了切槽25的情况下,为了使该切槽25与相对于绝缘线圈向槽口内插入的方向形成一定角度的方向相一致地进行,在布置时,把该叠合片与覆盖到绝缘线圈上时只要注意该方向性即可。
再者,在最外层设置橡胶状弹性体层的情况下,也可以不是如上所述形成切槽25,而是在其表面上设置许多凹坑。这样,也能降低橡胶状弹性体层的表观弹性率,使绝缘线圈容易插入槽口内。再者,与设置图6所示的切槽25时相比,能进一步减少在插入时被铁心边缘卡住的现象。
作为上述绝缘线圈的固定件的叠合片5,其设置成至少覆盖在预先制作的绝缘线圈的两侧面上。并且,这样被固定件覆盖后的绝缘线圈被插入和固定到旋转电机的铁心的槽口内。
叠合片5,其设置形式可以是覆盖绝缘线圈的至少1个侧面,也可以覆盖绝缘线圈的两个面或者绝缘线圈的下面。但是,在本实施形态中也是在布置了绝缘线圈和固定件后,如上述现有技术的项目中所说明的那样,把楔子压入。所以,与仅仅覆盖绝缘线圈的两个侧面时相比,利用具有橡胶状弹性体层的叠合片5对绝缘线圈的上下两个面或任一个面也进行覆盖的情况下,能抑制由楔子的压缩力所引起的叠合片5在绝缘线圈上下方向上的蠕变变形(クリ一プ变形),所以能更牢靠地固定绝缘线圈。
叠合片5在绝缘线圈上的覆盖方法并非仅限于此,也可以利用粘合剂等密封材料(图中未示出)进行粘贴或缠绕,但在不用这种密封材料来进行覆盖的情况下,不受密封材料等所具有的导热性、机械特性或耐热性的影响,能制作出可靠性高的旋转电机。
叠合片5如上所述是在增强片层上叠合橡胶状弹性体层而构成的,但当将其覆盖到绝缘线圈上时,最佳覆盖状态是橡胶状弹性体层,即本实施形态中的高导热性硅橡胶19位于面向槽口内面的一侧。因为形成槽口的铁心是由许多块钢板的叠合体构成的,所以,在槽口的内面上形成了许多凹凸。因此,上述结构的优点是:如果橡胶状弹性体层与这些凹凸面互相接触,那么,在其弹性力的作用下能与凹凸面吻合贴紧,不易产生空隙。
当把由叠合片5覆盖的绝缘线圈布置在槽口内时,最好使高导热性润滑脂(クリ一プ)层、油混合物(オイルコンパウンド)层、无机润滑剂层中的任一种介于该叠合片5和槽口内面之间。这样,能提高绝缘线圈表面和槽口内面之间的密合性,进一步提高导热性。使高导热性润滑脂层、油混合物层、无机润滑剂层中的任一种介于中间的典型方法是可预先将其涂敷到叠合片的表面上。但是,如果采用预先将其涂敷在槽口内面上的构成,其优点是:能防止被叠合片5覆盖的绝缘线圈本身在搬运和保管时润滑脂等剥落下来。
以下利用图7~图11所示的试验模型,详细说明采用本实施形态的固定件时的导热性和扯裂强度的有关实施例。
实施例1
图7是表示具有下述形状的试验模型的部分断面图,该形状与采用涉及本发明的一个实施例的固定件的旋转电机相同。本模型的构成部分有:由叠层钢板1构成的铁心2、在该铁心2上形成的槽口3、外形与绝缘线圈相同的铝块4、以及缠绕在铝块4上的作为固定件的叠合片5。而且,本模型的槽口大小为长22cm、宽3cm、深20cm。对铁心2和铝块4,为了检查导热性,如图7所示,以铝块4为中心在右侧设置了热电偶6、7、8、9、10;在左侧设置了热电偶11、12、13、14、15。并且,在槽口3中的铝块4的上侧和下侧分别布置了作为隔热材料的泡沫聚氨酯(ウレダン)16、17。而且,在铝块4的纵向两端也布置了泡沫聚氨酯(图中未示出),以便尽量减少从铝块4的侧面,即测量面以外散热。
再者,本实施例在检查采用本发明固定件时的导热性时,为了消除绝缘线圈中绝缘层的影响,不设置相当于绝缘线圈绝缘层的东西,仅采用铝块4。
作为本实施例中所用的固定件的叠合片5,是如图5所示的由高导热性硅橡胶19把经过压延处理的芳族聚酰胺纤维纸18夹持在中间而制成的。
并且,对该构成的试验模型的铝块4,利用铠装加热器(シ一ズヒ一タ一),输入300W的热量,利用图7所示的各个热电偶来测量其各个部位的温度。
根据该温度,计算出铝块4的两侧面的综合热通过率。将其结果示于表1内。
比较例1
图8是旋转电机的试验模型的部分断面图,用于检查采用涉及现有技术的固定件时的导热性。本模型仅在铝块4的一个面上使用FRP片20,以取代图7的叠合片5。其他构成、条件与图7所示的实施例1时相同。而且,FRP20是由叠层玻璃布和环氧树脂构成。
对图8所示的试验模型的铝块4,利用铠装加热器输入300W的热量,利用图8所示的各个热电偶来测量其各个部位的温度。根据该温度,计算出铝块4的两侧面的综合热通过率,其结果示于表1。
比较例2
图9是旋转电机的试验模型的部分断面图,用于检查采用另一种涉及现有技术的固定件时的导热性。本模型仅在铝块4的一个面上利用波纹状断面的FRP片21来代替图8的FRP片20。其他构成、条件与图8所示的比较例1时相同。而且,波纹状断面的FRP片21与比较例1相同,由叠层的玻璃布和环氧树脂构成。
对图9所示的试验模型的铝块4,利用铠装加热器,输入300W的热量,利用图9所示的各个热电偶来测量其各个部位的温度。根据该温度,计算出铝块4的两侧面的综合热通过率。其结果示于表1。
图10是旋转电机试验模型的部分断面图,用于检查采用另一种涉及现有技术的固定件时的导热性。本模型在铝块4的侧面和槽口3的内面之间不布置固定件,使间隙22原封不动地保留下来。这是在制造时利用FRP片的厚度尺寸和间隙22的尺寸的均衡来模拟局部不能插入的情况。而且,间隙22是通过在槽口3的内面和铝块4的侧面之间把FRP片(图中未示出)局部插入而形成的。
对图10所示的试验模型的铝块4,利用铠装加热器,输入300W的热量,利用图10所示的各个热电偶来测量其各个部位的温度。根据该温度,计算出铝块4的两个侧面的综合热通过率。其结果示于表1。
表1.实施例1和比较例1、2、3的综合热通过率
实施例1 | 比较例1 | 比较例2 | 比较例3 | |
综合热通过率 | 223 | 142 | 194 | 100 |
(注)均以比较例3为100进行计算.表示数字越大热量越容易通过。
从表1中可以明显看出:实施例1与比较例1、2、3相比,综合热通过率高,绝缘线圈内所产生的焦耳热能高效率地传输到铁心上,能抑制温升。
实施例2
图11是表示采用本发明的另一实施例的固定件的旋转电机的试验模型的部分断面图。本模型,其构成部分有:由叠层钢板1构成的铁心2、在该铁心2上形成的槽口3、模拟绝缘线圈的铝块4、以及缠绕在铝块4上的叠合片5。而且,所使用的叠合片5与实施例一样,如图5所示,是由高导热性硅橡胶19把已具有导电性的、经过压延处理的芳族聚酰胺纤维纸18夹持在中间而制成的。
再者,本实施例中,在把已设置了叠合片5的铝块4插入到槽口3内之前,在槽口3的两侧内面上涂敷了高导热性硅润滑脂(导热率为0.8W/m°K)23。所以,把铝块4插入布置到槽口3内时,使硅润滑脂23介于叠合片5和槽口3之间。
为了检查导热性,在铁心2和铝块4上,与实施例1一样,在垂直于铝块4侧面的方向上设置了由4个热电偶为一组的热电偶24。该热电偶组24共有6组,其中3组设置在铝块4的纵向上,另外3组设置在相反一侧,把铝块4夹在中间,对由于铝块4和槽口3的尺寸精度而引起综合热通过率在纵向上产生的变化进行了测量。其他试验模型的构成与实施例1相同。
并且,对试验模型的铝块4,利用铠装加热器,输入300W的热量,利用图11所示的各个热电偶来测量了各个部位的温度。根据该温度,计算出了铝块4两侧面的综合热通过率在纵向上的变化。其结果示于表2。
比较例4
除了在槽口3的内面上未涂敷高导热性硅润滑脂外,对于和实施例2相同的试验模型,利用铠装加热器,输入300W的热量,用各个热电偶来测量了各个部位的温度。根据该温度,计算出了铝块4两侧面的综合热通过率在纵向上的变化。其结果示于表2。
表2.实施例2和比较例4的综合热通过率
温度测量位置 | |||
1 | 2 | 3 | |
实施例2 | 100 | 100 | 100 |
比较例4 | 90 | 95 | 61 |
从表2中可以明显看出:在测量位置1、2中,综合热通过率没有明显差别,但在测量位置3中,实施例2的数值很高,利用高导热性润滑脂使得绝缘线圈中产生的焦耳热能高效率地传输到铁心上,能抑制温升。
实施例3
利用图6所示的涉及其他实施例的叠合片5,对具有切槽25时的扯裂强度进行了试验。该叠合片5的结构是:由高导热性硅橡胶19把未进行压延处理的芳族聚酰胺纸18’夹持在中间。两面的高导热性硅橡胶19,每10cm有20条切槽25,槽的深度达到芳族聚酰胺纸18’的表面上。
把这种结构的叠合片5缠绕到模拟绝缘线圈的铝块4上,使切槽25的方向相对于插入方向形成45度角,当插入到与图7相同的槽口3内时,能把铝块4插入到槽口3内而不使叠合片5产生扯裂。
比较例5
把实施例3的叠合片5缠绕到铝块4上,使切槽25垂直于铝块4的插入方向,然后插入到槽口3内。其他条件全部与实施例3相同。
其结果,当插入铝块4时,叠合片5在与铝块4的底面的角相接触的部分产生扯裂。因此,插入结束时,叠合片5的约1/5露出来,在铝块4和槽口3内面之间产生空隙。
根据以上情况,在叠合片5的表面上设置切槽25,将其缠绕到铝块4上使切槽与插入方向形成45度角的情况下,与切槽25垂直于插入2方向的情况相比,在铝块4和槽口3之间不易出现扯裂所造成的空隙。所以,现已查明:若采用这种结构,则容易传输绝缘线圈中所产生的焦耳热,能抑制温升。
Claims (10)
1.一种绝缘线圈固定件,它在把预先制作的绝缘线圈插入到旋转电机的铁心槽口内进行固定时,布置在绝缘线圈的侧面和槽口的内面之间,其特征在于:由叠合片构成,该叠合片具有:至少一张增强片层;以及至少在上述增强片层的一个面上叠合的橡胶状弹性体层。
2.如权利要求1所述的绝缘线圈固定件,其特征在于:上述增强片层是选用无机材料、有机材料、或者由这两种材料所组合构成的织物或无纺织物、或者塑料薄片。
3.如权利要求1或2所述的绝缘线圈固定件,其特征在于:在上述橡胶状弹性体层中充填了高导热性无机填充材料和金属粉体中的至少一种。
4.如权利要求1~3中的任一项所述的绝缘线圈固定件,其特征在于:在最外层形成橡胶状弹性体层,而且,在该橡胶状弹性体层表面上形成切槽或凹坑。
5.如权利要求1~4中的任一项所述的绝缘线圈固定件,其特征在于:叠层方向的体积电阻率为100~105Ωcm。
6.一种旋转电机,它是把预先制作的绝缘线圈插入到铁心的槽口内而构成的,其特征在于:在绝缘线圈的侧面和槽口内面之间布置了权利要求1~5中所述的任一种固定件。
7.如权利要求6所述的旋转电机,其特征在于:在上述固定件和槽口内面之间,形成了高导热性润滑脂层、油混合物层或无机润滑剂层。
8.一种绝缘线圈固定方法,其特征在于:把预先制作的绝缘线圈插入到旋转电机的铁心的槽口内进行固定时,是利用权利要求1~5中所述的任一项的固定件,把上述绝缘线圈的与上述铁心的槽口壁面相对的侧面覆盖后,进行插入的。
9.一种绝缘线圈固定方法,其特征在于:在如权利要求8所述的绝缘线圈的固定方法中,覆盖槽口内面的相对面,使其成为橡胶状弹性体层。
10.一种绝缘线圈固定方法,其特征在于:在如权利要求8或9所述的绝缘线圈的固定方法中,作为绝缘线圈的固定件,使用在形成最外层的橡胶状弹性体层上设置有切槽的结构时,相对于绝缘线圈的插入方向,该切槽带有一定角度地进行覆盖。
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