CN1302600C - 电气设备线圈的绝缘件和旋转电机的槽内衬 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电气设备线圈的绝缘件和旋转电机的槽内衬，设置于作为电气设备的电动机的铁芯(10)和线圈的导线(16)之间的槽内衬(18)为多层结构。即，形成由机械强度优良的集成云母绝缘层形成的层，与高温时的耐电压性优良的剥离云母绝缘层形成的结构。另外，槽内衬包括主绝缘层和增强层。增强层按照介于主绝缘层和铁芯之间的方式设置于槽的两端。

Description

电气设备线圈的绝缘件和旋转电机的槽内衬

技术领域

本发明涉及用于电气设备的线圈的绝缘件，本发明特别是涉及下述的槽内衬，该槽内衬设置于电动机的铁芯的槽的内部，实现铁芯和线圈导线之间的绝缘。

背景技术

为了确保电气设备的线圈与线圈的铁芯之间的绝缘，在它们之间设置绝缘件。属于电气设备的电动机，发电机等的旋转电机包括铁芯，该铁芯具有排列的多个齿，按照在该齿与齿之间的空间，即，槽内接纳线圈导线的方式构成。为了确保线圈导线与铁芯之间的绝缘，在它们之间，设置有称为槽内衬的片状的绝缘件。

在高温环境下使用的旋转电机等中，即使对于上述绝缘件，仍必须要求充分的耐热性。作为这样的绝缘件，人们知道有采用云母的类型。作为绝缘件而使用的云母包括有微小的片状的类型，与从云母石上剥落薄片而形成的类型。另外，通过树脂将片状的云母固定而形成的类型称为集成云母，将多个从云母石上剥离下来的云母粘合而形成的类型称为剥离云母。

采用上述集成云母的绝缘件具有将云母的细小片连接的树脂的耐热性不充分的情况。另外，由于材料脆，故具有在制造时，形成孔，或因旋转电机的使用造成的振动等情况，形成孔，产生绝缘破坏的可能性。另一方面，采用剥离云母的绝缘件具有容易弯曲，在接纳于槽内时等的场合弯折，产生绝缘破坏的可能性。另外，价格较高。

另外，采用云母的层状的绝缘件具有下述的问题，即，容易发生弯曲等情况，特别是在线圈中的，相对铁芯端部突出的部分，即，在线圈端部的成形时，容易受到负荷作用而破损。在该破损构成问题的场合，在过去，在采用云母的绝缘件上，叠置树脂等的机械强度较高的材料的，尺寸与上述的绝缘件相同的层，构成槽内衬。

上述的槽内衬的增强用树脂的层具有下述的问题，即，其介于线圈与铁芯之间，在高温状况下，因树脂的延伸，变形，与铁芯剥离，障碍线圈所产生的热量传递给铁芯，线圈的散热性降低。

发明内容

本发明是考虑了前述的问题而提出的，本发明的目的在于使电气设备的线圈的绝缘件的耐热性，强度等性能提高。另外，本发明的还一目的在于确保旋转电机的槽内衬的强度，防止绝缘破坏，改善线圈的散热性。

为了解决上述的课题，在本发明的，设置于电气设备的铁芯与线圈之间的绝缘件，以剥离云母为基材的剥离云母绝缘层，与以集成云母为基材的集成云母绝缘层按照至少各一层地叠置的方式形成。对剥离云母与集成云母的绝缘层的相应的缺点进行相互弥补，使绝缘性能提高。

另外，本发明的还一种形式可为下述槽内衬，该槽内衬设置于旋转电机的铁芯的槽内，对接纳于上述槽内的线圈导线，与上述铁芯进行绝缘，以剥离云母为基材的剥离云母绝缘层，与以集成云母为基材的集成云母绝缘层按照至少各一层地叠置的方式形成。

此外，还可按照通过2个集成云母绝缘层，夹持1个剥离云母绝缘层的方式将它们叠置。

还有，在本发明的又一形式的旋转电机的槽内衬中，分别在其两端，相互离开地设置增强层。即，在按照沿旋转电机的轴向延伸的方式设置的，实现线圈与铁芯的绝缘的主绝缘层的端部附近，设置增强层。该增强层在铁芯端部附近，对主绝缘层进行增强，比如，通过线圈端部的处理等，主绝缘层承受从线圈接受的负荷的一部分，确保绝缘。另外，在槽内衬的端部以外，不存在增强层，因此，不存在其剥离而妨碍从线圈向铁芯热传递的情况。

增强层必须对应于旋转电机的使用环境，特别是温度而考虑。在采用树脂材料的场合，如果产生高温造成的碳化，则绝缘性降低，故必须选定适合温度条件的材料。

附图说明

图1为表示电气设备的一个实例的电动机的定子的构成的图；

图2为表示槽内部的槽内衬的配置的图；

图3为表示构成槽内衬的绝缘层的剖面构成的一个实例的图；

图4为表示构成槽内衬的绝缘层的剖面构成的一个实例的图；

图5为包括定子铁芯的轴的模式剖视图；

图6为表示增强层的还一实例的立体图。

具体实施方式

下面通过附图，对本发明的实施例进行描述。图1为电动机，发电机等的旋转电机的定子的剖视图。该定子的铁芯10基本呈圆筒状，在其内周，即，与转子面对的面上，沿周向按照规定的间距而排列有齿12。在作为齿12之间的空间的槽14的内部，以接 纳的方式设置有形成线圈的导线16。

图2为以放大方式表示一个槽14的图。在线圈的导线16与铁芯10之间，按照沿槽内周的方式，设置有作为绝缘件的槽内衬18。槽内衬18由3个层构成，从内侧起，依次称内层20，中层22，外层24。内层20和外层24由集成云母绝缘层构成，其以集成云母为基材，中层22由以剥离云母为基材的剥离云母绝缘层形成。另外，在图2中，为了明确地表示其结构，槽内衬18按照比实际的尺寸，更强调厚度的方式表示。在槽14的开口部分，设置楔块25。

集成云母绝缘层按照象图3所示的那样，将通过树脂连接固定片状的云母的基材层26，与对玻璃纤维进行编织的玻璃交叉层28叠置的方式形成。另外，也可为下述形式，其中，象图4所示的那样，通过2个玻璃交叉层，夹持具有上述集成云母的基材层26，按照叠置的方式形成。由内层20和外层24夹持的中层22由以剥离云母为基材的剥离云母基材绝缘层形成。剥离云母绝缘层也可象图3或图4那样，具有由包括剥离云母的基材层和玻璃交叉层形成的2层，或3层的层结构。

集成云母绝缘层具有柔软性，工作性良好。另一方面，耐电压值较低。剥离云母绝缘层的耐电压值较高，与此相反，其在弯曲时，容易弯折。另外，在价格上，剥离云母绝缘层的价格较高。在本实施例中，通过2个集成云母绝缘层，夹持剥离云母绝缘层，形成3层结构，由此，在槽的内部，将其作为槽内衬，将其插入，此场合的工作性提高。即，通过机械强度较高的集成云母绝缘层，夹持容易弯折的剥离云母绝缘层，在将这些绝缘层弯曲时，集成云母绝缘层支承剥离云母绝缘层，防止应力集中，防止弯折。另外，与采用3个剥离云母绝缘层的场合相比较，采用2个集成云母绝缘层的场合的价格较低。

象这样，可构成同时具有剥离云母绝缘层与集成云母绝缘层这两者的良好的特性的绝缘件，槽内衬。另外，集成云母绝缘层的清漆的湿润性良好，从此方面来说，使绝缘性提高。

图5为从轴垂直方向观看到的电动机的定子的剖视图。槽内衬18沿电动机的轴向延伸，其长度大于铁芯10，两端相对铁芯端面30突出。另外，槽内衬18包括主绝缘层32，其在全长范围内延伸，由上述3层云母绝缘层形成；增强层34，其仅仅设置于两端部。象图所示的那样，1个增强层34在铁芯端面30的位置和左右的位置，重合地设置于主绝缘层32的外侧。即，其介于主绝缘层32和铁芯10之间。

接纳于铁芯中的线圈36中的，作为从铁芯端面突出的部分的线圈端部38按照在形成线圈后，象图所示的那样，在旋转电机的径向外侧弯曲的方式形成。此时，槽内衬18中的相对铁芯端面30突出的部分受到按压，产生弯曲负荷。特别是，在铁芯端面30的角部分，产生较大的应力。增强层34将该应力分散，并且减小在主绝缘层32中产生的应力。由此，防止从机械方面较弱的云母制的绝缘层的破损，确保绝缘性。

增强层34由聚酰亚胺树脂形成。聚酰亚胺树脂的耐热性非常高，比如，在デユポン公司生产的カプトン(注册商标)的场合，具有400℃的耐热性。由于象这样，具有较高的耐热性，故即使在高温环境下，仍不碳化，可确保绝缘性。

象图5所示的那样，槽内衬18的两端部以外的部分不存在增强层34。于是，电流流过线圈的导线而产生的热量在不借助增强层34的情况下，传递给铁芯10。即，在铁芯的中间部分，增强层34不妨碍热传递，获得较高的散热特性。另外，聚酰亚胺树脂虽然在400℃的场合，不碳化，但是，在其以上的温度，产生收缩。如果由于该收缩，铁芯和增强层的贴合性降低，则具有妨碍热传递的问题，同样从此方面来说，增强层34仅仅设置于槽内衬18的端部。即，即使在增强层收缩的情况下，如果仅仅设置于两端部，则不阻碍中间部分的热传递，确保散热性。

图6为表示槽内衬的端部的另一构成的图。主绝缘层40具有与前述的主绝缘层28相同的构成。在主绝缘层40的两端部分，即，铁芯端面附近，设置增强层42。将增强层42弯曲，此时的折痕沿主增强层40的端部延伸，由此，按照覆盖主绝缘层40的端部的方式设置。这样，可更加牢固地增强主绝缘层40的端部。

本实施例的槽内衬适合特别是在高温环境下，用于对比如，高温的流体进行处理的密封电动机泵的电动机中的定子等，但是也可用于其它的，与线圈有关的电气设备。另外，在本实施例中，对将2种云母绝缘层叠置，构成槽内衬，另外仅仅在两端附近设置的构成进行了描述，但是也可采用仅仅使用一者的构成。即，分别采用将2种云母绝缘层叠置而构成槽内衬的构成，与仅仅在槽内衬的两端附近设置增强层的构成。

Claims (9)

1.一种绝缘件，其设置于电气设备的铁芯和线圈之间，对它们进行绝缘，其特征在于：

以剥离云母为基材的剥离云母绝缘层，与以集成云母为基材的集成云母绝缘层按照至少各一层地叠置的方式形成。

2.一种槽内衬，该槽内衬设置于旋转电机的铁芯的槽内，对接纳于上述槽内的线圈导线，与上述铁芯进行绝缘，其特征在于：

以剥离云母为基材的剥离云母绝缘层，与以集成云母为基材的集成云母绝缘层按照至少各一层地叠置的方式形成。

3.根据权利要求2所述的槽内衬，其特征在于按照通过2个集成云母绝缘层，夹持1个剥离云母绝缘层的方式将它们叠置。

4.一种槽内衬，该槽内衬设置于旋转电机的铁芯的槽内，对接纳于上述槽内的导线，与上述铁芯进行绝缘，其特征在于其包括：

主绝缘层，该主绝缘层按照沿旋转电机的轴向延伸的方式设置，其长度不短于上述铁芯的长度；

增强层，该增强层分别离开地设置于上述铁芯的两端附近，在上述主绝缘层中的，具有铁芯端面的位置的部分，按照与其重合的方式设置，该增强层至少设置于上述铁芯和上述主绝缘层之间，增强作用于上述主绝缘层上的负荷的抵抗性，上述主绝缘层按照以剥离云母为基材的剥离云母绝缘层，与以集成云母为基材的集成云母绝缘层至少各一层地叠置的方式形成。

5.根据权利要求4所述的槽内衬，其特征在于上述增强层由聚酰亚胺树脂形成。

6.根据权利要求4所述的槽内衬，其特征在于上述增强层具有400℃以上的耐热性。

7.根据权利要求4～6中的任何一项所述的槽内衬，其特征在于上述增强层弯曲，按照其折痕与上述的主绝缘层的端部相对应，将其覆盖的方式设置。

8.根据权利要求4所述的槽内衬，其特征在于按照通过2个集成云母绝缘层，夹持1个剥离云母绝缘层的方式将它们叠置。

9.一种旋转电机，该旋转电机采用权利要求2～8中的任何一项所述的槽内衬。

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