CN1333590A - 用于电机的定子绕组 - Google Patents

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Abstract

一种用于电机的定子绕组,在该定子绕组上,在一个定子叠片主体(10)的所有绕组槽(11)中在槽底(21)和内孔(22)之间分别上下重叠地布置有两根线棒(15、17),其中,每根线棒(15、17)都包括多个并排排列的子导线排(15a,..,d或17a,b)或子导线列,通过使靠近内孔的线棒(15)比靠近槽底的线棒(17)具有更多的子导线排(15a,..,d)或子导线列的方式,将会在降低绕组高成本的同时大大减小涡流损耗。

Description

用于电机的定子绕组
技术领域
本发明涉及电机领域。它涉及一种如权利要求1的前序部分所述的定子绕组。
例如从Springer出版社1973年出版的由H.Sequenz所著的“电机绕组制造”的第159页中已知一种这样的定子绕组。
现有技术
已知在高功率电机的定子绕组中，一个两层绕组的包覆棒(Roebelstab)(每槽具有上下重叠放置的两根线棒)设计成具有四个并排排列的子导线排或子导线列的双芯-包覆棒(Doppel-Roebelstab)。近几十年来，特别对于水冷绕组，都是这样做的。以这种方式能够将线棒部分对半平分并因此降低绕组的成本。子导线的宽度大致与在具有单芯-包覆棒(Einfach-Roebelstab)的定子情况下的一样宽。绕组槽的宽度因此不用完全加一倍，因为一些分额分摊到主绝缘。
在用气态冷却介质进行间接冷却的绕组中，空气或氢气经过线棒绝缘层将导线的损耗功率排走。制成双芯-包覆棒的线棒结构是近几年才实行的(参见例如EP-A2-0905859)。原因是随着电机效率的增加在导线中的涡流附加损耗也大大升高。特别遭受这种涡流附加损耗的是位于绕组槽上方、靠近内孔的线棒中最上边的子导线。由于损耗的排出不利，这些子导线变得很热并且在超过绝缘材料的温度极限时限制了可能达到的电机功率。通过将单芯-包覆棒转变成双芯-包覆棒或4列-包覆棒，将子导线的宽度进行对半平分，可以有效地避免这种涡流损耗(直至大约因数4)。其次用双芯-包覆棒还能够削减在绕组端部的附加损耗，而这种附加损耗在渐薄形式的、靠近内孔的线棒中也出现得强烈些。
然而不利之处是，在间接冷却的绕组中全部采用双芯-包覆棒时，将大大提高绕组的成本，因为相对于用单芯-包覆棒的解决方案来说，线棒部分是一样的。
发明概要
本发明的任务在于实现一种定子绕组，它能在减小高成本的同时解决线棒在靠近内孔的区域中的涡流损耗问题。
上述任务将通过权利要求1的整个特征来完成。本发明的核心在于只将在靠近内孔的线棒中的子导线进行再细分以减小涡流损耗，而不是如此地遭受涡流损耗的靠近槽底的线棒则较少进行细分。以这种方式，只在需要的地方增加子导线的数量，这样可以限制绕组的高成本。
本发明的一种优选的结构的突出之处在于，靠近槽底的线棒设计成具有两个子导线排或子导线列的单芯-包覆棒，而靠近内孔的线棒则设计成具有四个子导线排或子导线列的双芯-包覆棒。借此可以在本发明的框架中使用合适的线棒制造法。
如果在两根线棒中的子导线排的有效总宽度大约相等，并且在两根线棒中的子导线排的有效高度相等，则线棒的制造、加工和安装将特别简单。
其他的实施形式将由从属权利要求给出。
附图简述
下面将借助与附图有关的实施例进一步阐述本发明。其中：
图1是根据本发明的一个优选实施例的局限于绕组槽部分的定子绕组的横截面；
图2是图1绕组情况下，用于连接线棒端头的第一实施例；和
图3是图1绕组情况下，用于连接线棒端头的第二实施例。
优选实施例描述
在图1中描述了根据本发明的一个优选实施例的局限于绕组槽部分的定子绕组的横截面。该定子绕组被安置在一个定子叠片主体10中并且由单独的线棒15、17组成，这些线棒分别安置在一个绕组槽11中。该绕组槽11朝定子叠片主体10的中央孔22那边敞开，而相对的一侧由槽底21限定。在绕组槽11中上下重叠地布置有两根线棒15和17。与此相应，线棒17是靠近槽底的线棒，而线棒15则是靠近内孔的线棒。线棒15、17均由众多的单个子导线23或23′组成，通过上下重叠堆放，从这些单个的子导线分别形成了多个并排布置的子导线排15a，..，d或17a，b。当子导线23、23′在包覆结构的框架中或以其他方式换位时，所说子导线排共同形成子导线列。线棒15、17的绝缘借助已知的方法完成，在此将不对其进行探讨。
两根线棒15和17通过一个中间垫层16彼此分开。借助一种封槽结构将它们保持在绕组槽11中，就本身已知的方式来说，所说封槽结构包括一个槽楔12、一个副楔13和一个楔垫14。槽楔12上方留出的预留槽20的高度大部分通过对流的要求得出，如紧凑程度、电抗和线棒的附加损耗。
靠近内孔的线棒15在所述实施例中包括四个子导线排或子导线列15a，..，d，而靠近槽底的线棒17则只包括两个子导线排或子导线列17a，b。靠近内孔的线棒15的子导线23的宽度大约为靠近槽底的线棒17的子导线23′的宽度的一半，这样对于两根线棒15、17来说，得到大约相等的(电力)有效总宽度。优选的是，两根线棒15和17的有效高度也相等。如果对线棒损失的平衡更为看重而不太在乎对绕组高成本进行限制的话，相对于靠近槽底的线棒17而言，靠近内孔的线棒15的有效高度可以加大。此外还可以把靠近槽底的线棒17中的子导线的厚度选择得大一些。
相对于在两根线棒中大约分成一半的加倍方式来说，只将在靠近内孔的线棒15中的子导线23的数量加倍可以降低线棒的高成本。在靠近内孔的线棒15中的子导线排15a，..，d例如可以合并成双芯-包覆棒，在此，两相邻子导线排15a，b和15c，d中的子导线23可以分别进行彼此间换位。但也可以设想，将4列-包覆棒内的所有子导线排15a，..，d的子导线23进行彼此间换位。靠近槽底的线棒17的子导线排17a，b中的子导线23′最好以单芯-包覆棒的形式进行彼此间换位。
靠近内孔的4列-线棒15与靠近槽底的由单芯-包覆棒构成的相应线棒17在线棒端头进行的连接可以按图2和3所示的两种方式实现：
如果靠近内孔的线棒15的所有子导线排15a ，..，d中的子导线23彼此间进行换位，如象在自身补偿的双芯-包覆棒情况下那样，例如在所谓的“辫子棒”形式下，图2中的所有子导线排15a，..，d和17a，b则借助两个护环18、19以整体连接的形式在线棒端头进行连接。
但根据图3，还可以设想，借助两对护环18a，19a和18b，19b隔开(分开)进行连接，在此，靠近内孔的线棒15的两个子导线排15a，b或15c，d分别与靠近槽底的线棒17的相应子导线排17a或17b进行连接。

Claims (8)

1.用于电机的定子绕组，在该定子绕组上，在一个定子叠片主体(10)的所有绕组槽(11)中在槽底(21)和内孔(22)之间分别上下重叠地布置有两根线棒(15、17)，其中，每根线棒(15、17)都包括多个并排排列的子导线排(15a，..，d或17a，b)或子导线列，其特征在于：靠近内孔的线棒(15)比靠近槽底的线棒(17)具有更多的子导线排(15a，..，d)或子导线列。
2.根据权利要求1的定子绕组，其特征在于：靠近槽底的线棒(17)设计成具有两个子导线排(17a，b)或子导线列的单芯-包覆棒(Einfach-Roebelstab)，而靠近内孔的线棒(15)则具有三个或多个子导线排(15a，..，d)。
3.根据权利要求2的定子绕组，其特征在于：靠近内孔的线棒(15)设计成具有四个子导线排(15a，..，d)或子导线列的双芯-包覆棒(Doppel-Roebelstab)。
4.根据权利要求1至3之一的定子绕组，其特征在于：在两根线棒(15、17)中的子导线排(15a，..，d或17a，b)的有效总宽度大约相等。
5.根据权利要求4的定子绕组，其特征在于：靠近内孔的线棒(15)的子导线排(15a，..，d)的有效高度至少与靠近槽底的线棒(17)的子导线排(17a，b)的有效高度一样大。
6.根据权利要求5的定子绕组，其特征在于：在两根线棒(15、17)中的子导线排(15a，..，d；17a，b)的有效高度相等。
7.根据权利要求1至6之一的定子绕组，其特征在于：对应的线棒(15、17)在线棒端头进行连接，并且连接件(18、19)将所有的子导线排(15a，..，d；17a，b)共同进行连接。
8.根据权利要求3的定子绕组，其特征在于：对应的线棒(15、17)在线棒端头进行连接，并且连接件(18a、19a、18b、19b)将两根线棒(15、17)的相应子导线排(15a，b；17a或15c，d；17b)分开进行连接。
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