CN1627602B - 用于电动机的高压槽绝缘衬 - Google Patents

Abstract

电动机具有含有多个定子圆盘的外壳。该圆盘有相互排列形成通路的槽。绝缘薄膜管插入槽中，每个管具有连续的圆周。每个管有高温绝缘的不可熔绝缘薄膜层。绝缘薄膜层有重叠边并且结合到熔化材料的载体层。管可以通过在每个管的内部抽成真空插到槽通路中，使其折叠以使管能够容易插入。

Description

用于电动机的高压槽绝缘衬

发明领域

本发明通常涉及电动机，尤其涉及位于用于容纳绕组的每个定子槽中的高压绝缘薄膜管。

背景技术

用于油井的电气潜水泵典型地由三相潜水AC电动机驱动。大的潜水泵电动机可以是12.2米(40英尺)长和直径184.15毫米(7.25英寸)。电动机具有由大数量的堆叠在壳体中的圆盘或者叠片制成的固定定子。每个叠片是带有中心孔的圆形扁平钢板，转子穿过该孔延伸。并且，每个圆盘具有多个围绕中心孔延伸的用于容纳绕组的槽。

绝缘薄膜排列在每个槽中以便在每个圆盘和通过槽的绕组之间提供绝缘阻挡层。绝缘薄膜必须经得起高温和高压。一种适合的类型是聚酰亚胺，可是这种类型的绝缘材料自身不熔化或者融合。通过纵向折叠带有重叠边的长带或者条安装在槽中。

虽然，这种绝缘足够好，因为边重叠，所以出现漏电通道。并且，需要减少绝缘材料的厚度。

发明内容

本发明中，绝缘薄膜衬套制成管。管有密封的外部边缘和外围。绕组插入通过每个管。在一个实施例中，该管由粘合到高温热塑性聚合物的聚酰亚胺组成。该热塑性聚合物将熔化和融合来形成连续的管。

安装管的一种方法，首先折叠管使得它能够插进槽通路中。管可以通过封闭一端并从另一端抽真空方式折叠。同时将管插入折叠的位置。然后一旦它达到另一端，真空就解除了，允许管向后弯折到打开结构。如果需要，可以采用空气压力的瞬时正电荷以促使管恢复到打开结构。安装管的其他方法可以用如通过折叠或不折叠和使用或不使用润滑剂将管推进到槽中。

附图说明

图1是依照本发明构造的电动机的部分截面图。

图2是图1的电机定子圆盘的俯视图。

图3是用于插入图1的电动机定子槽中一个的绝缘管的截面图。

图4是图3管的部分和示出在厚度中极大扩大的两层管的放大示意图。

图5是用于将绝缘管插到图1的电动机定子槽中方法的示意图。

图6是图1电动机定子部分的放大图，示出了三个安装阶段的绝缘管。

具体实施方式

参照图1，电动机11具有圆柱形壳体13，其具有固定地堆叠在其中的多个定子圆盘以形成定子14。如图2所示，每个定子圆盘15有围绕中心孔18间隔开的多个槽17。多个绕组19延伸通过每个槽17。绕组19是铜导线，每个具有电绝缘材料的涂层。电动机11还具有转子23的轴向延伸的轴21。转子23在圆盘15的中心孔18中旋转。

参照图2，槽17可以是各种结构且可以是对中心孔18开放的或封闭的。在这个例子中，每个槽具有一对侧边25。每一个侧边25是直的且通常位于从壳体13的轴线26发出的射线上。每个槽17具有弯曲的外边缘27，该弯曲的曲线具有等于从外边缘27到壳体13的轴线26的距离的半径。每个槽17具有与中心孔18邻近隔开的内边缘，且在本实施例中，在与外边缘17相反的方向弯曲。

绝缘管29插入每个槽17中形成使绕组19与定子圆盘15绝缘的衬套。绝缘管29具有在定子14全部长度中延伸的长度。绝缘管29的侧壁延伸完整的360°，限定了密封的外轮廓。管29的材料有弹性但是不伸长。

参照图4，绝缘管29包括绝缘薄膜31，在电动机11正常运行温度下该薄膜有高的绝缘强度，电动机可以达到几百度F。薄膜可以是各种材料，在优选的实施例中，是在市场上由E.I.Dupont de Nemours和Wilmington，Delaware公司出售的的商标为Kapton的聚酰亚胺。绝缘薄膜31自身不融化不熔合。

载体层或者薄膜35结合到绝缘薄膜31以形成用于管29的连续的密封侧边且将管29保持在圆柱形结构。载体薄膜35是各种热塑性材料，但是它最好是经得起正常运行温度并且在超出电动机正常运行温度下也会自身融化或者熔合。各种材料都适合，在最佳实施例中，绝缘薄膜35是含氟聚合物尤其是氟化乙丙烯(FEP)。其他可接受的材料包括全氟烷氧基(PFA)和全氟甲基乙烯基醚与四氟乙烯的共聚物。制造过程中，载体层35与绝缘薄膜31一起缠绕形成管，产生重叠的边缘33。然后重叠的边缘33通过加热或者其它适合的过程而熔化形成圆筒。图4示出载体薄膜形成管29的外部，但是其也可以位于内部。

图5说明在电动机11中安装绝缘管29的过程。一段绝缘管29围绕线轴37缠绕。线轴37上管29的端部通过一歧管与真空泵39连接。相反端部41折叠并密封。端部41还固定到牵引索43，该牵引索可以是金属线。在固定到封闭端41之前，牵引索43插入由槽17限定的一个通道中。

操作人员操作真空泵39从绝缘管29中抽取空气。这使得管29从图3的圆柱形结构塌陷为通常如图6的槽17a中所示的纵向折叠的结构。在这种结构中，管29的侧壁折叠到另一个。图3中所示的管29的初始直径大于槽17的两侧边缘25之间的尺寸，因此使管29塌陷有利于将其引入槽17限定的通路中。

一旦插入，操作人员解除真空装置39而允许大气压力进入管29。管29材料的自然弹力强迫它向外弹开复原到图3的圆柱形结构。但是，通过与槽17b中所示的侧边25，外边27和内边28接触，防止管29复原到圆柱结构。如果必要，那么操作人员可以充高于空气压的正压力进入管29来使它从槽17a的折叠位置打开到图6槽17b中所示的位置。管29穿过定子14中一列槽17后，操作人员以期望的长度切断管29的长度。

然后操作人员开始将绕组插入通过每个管29。绕组19紧紧地包扎在管29中，如槽17c中所示，使它通常呈现槽17的截面结构。一部分管29将同每个侧面边缘25和内、外边缘28、27大致平齐。最初选择管29的直径使得它的横截面与每个槽17的横截面相同。并且，管29的圆周等于围绕槽17周长的直线距离。槽17c表示在最后安装状态下的管29。

管29的厚度比现有技术的利用相同材料的衬套厚度显著地减小。在一个实施例中，管29的壁厚度是在从76.2微米(3密耳或0.0003英寸)到228.6微米(9密耳)之间的范围，并且最好是114.3微米(4.5密耳)。绝缘薄膜31的优选厚是从25.4微米到76.2微米(1到3密耳)。在现有技术中，绝缘薄膜的厚度接近304.8微米(12密耳)。

本发明具有显著的优点。利用连续壁管，而不是折叠的带或者条，使能够减少衬套的厚度。绝缘管提供与现有衬套大致一样的绝缘强度，而绝缘管更薄。这允许更多的空间用于绕组。绕组中铜的数量能够提高，因此增加了电动机的功率。不同于现有技术的折叠的衬套，连续的壁管没有漏电路径。

虽然本发明仅仅示出了它的形式的其中一种，但是很显然对本领域的熟练人员来说并不局限于此而是容许不脱离本发明范围的各种变化。

Claims (11)

1.一种电动机，具有：

外壳；

在外壳内堆叠的多个圆盘以形成定子，圆盘有槽，各槽相互对齐排列形成通路；

绝缘薄膜制成的管，插入每个通路中；以及

多个绕组，插入穿过每个管，其特征在于，

每个所述管限定一个密封的外轮廓；

其中每个管的绝缘薄膜是不可熔的并且结合到可熔材料载体层上。

2.依照权利要求1的电动机，其中每个管的绝缘薄膜和所述载体层一起缠绕形成重叠的边缘，并且该重叠的边缘热熔在一起形成连续的侧壁，并且所述载体层为热塑性材料制成。

3.依照权利要求1的电动机，其中所述槽有直的侧面边缘和弯曲的外边缘，以及管具有大致与侧面边缘和外边缘齐平的部分。

4.依照权利要求1的电动机，其中所述管的壁厚在76.2-228.6微米范围内，所述绝缘薄膜由聚酰亚胺材料制成。

5.依照权利要求1的电动机，其中每个管有大致等于每个槽的横截面区域的横截面区域。

6.一种电动机，具有：

外壳；

在外壳内堆叠的多个圆盘形成定子，圆盘有槽，各槽相互对齐排列形成通路；

管，插入每个通路中；以及

多个绕组，插入穿过每个管，其特征在于，每个管具有一层绝缘薄膜，该绝缘薄膜具有重叠的边缘且与熔化到所述绝缘薄膜的材料形成的载体层缠绕而形成连续的侧壁。

7.依照权利要求6的电动机，其中每个槽有两个直的侧面部分和弯曲的外边缘部分，其中每个管具有大致与所述侧面部分齐平的直的部分和大致与所述外边缘部分齐平的弯曲部分。

8.依照权利要求6的电动机，其中每个管的壁厚在76.2-228.6微米范围内，每个管的绝缘薄膜由聚酰亚胺制成，以及每个管的载体层结合到绝缘薄膜(31)。

9.依照权利要求6的电动机，其中每个管有等于每个槽周长的周边。

10.依照权利要求6的电动机，其中管的绝缘薄膜包括聚酰亚胺，并且每个管的载体层由氟聚合物制成。

11.在电动机定子圆盘的槽通路中安装绕组的方法，包括：将绝缘管插入到所述槽通路中，然后将绕组插入到所述绝缘管中，其特征在于：

通过将一层不可熔的、并且结合到可熔材料制成的载体层的绝缘薄膜缠绕成带有重叠边缘的圆筒结构而形成所述绝缘管；

将所述重叠边缘加热熔化而形成所述绝缘管的连续圆周周壁。

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