[其他]電磁合-的帶鋼電機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000005405
• 申請日: 1986-08-30
• 公開（公告）號: CN1003970B
• 公開（公告）日: 1989-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳端寶
• 申請（專利權(quán)）人: 華南工學(xué)院
• 代理公司: 上海專利事務(wù)所
• 代理人: 顏承根

一種三層端部的電磁合一的帶鋼電機(jī)（包括電動機(jī)和發(fā)電機(jī)）。電機(jī)定子（如為電動機(jī)則包括轉(zhuǎn)子）采用帶絕緣漆的電工純鐵帶（片）繞成，它既是導(dǎo)電繞組，又是導(dǎo)磁鐵芯，與傳統(tǒng)電機(jī)相比，本發(fā)明具有小體積、大容量、高效率（特高效率可達(dá)０．９５以上），短時(shí)過載能力強(qiáng)、壽命長等特點(diǎn)，還消除了傳統(tǒng)電機(jī)中由于齒諧波而形成的附加力矩振動噪音、氣隙卡氏系數(shù)、雜散銅、鐵損等弊病，一般性帶鋼電機(jī)還可以不消耗銅材。

本發(fā)明涉及電機(jī)，更具體的涉及電磁合一的帶鋼電機(jī)。

傳統(tǒng)電機(jī)從發(fā)明到現(xiàn)在已有近百年歷史，直至本發(fā)明作出之前，不論是電動機(jī)還是發(fā)電機(jī)，其共同特點(diǎn)是導(dǎo)電繞組與導(dǎo)磁鐵芯分屬兩體，結(jié)果是定子內(nèi)圓必須開槽以放置繞組，且端部繞組也屬無效（不能參加作功）部分，致使整個(gè)定子內(nèi)圓面積（包括端部繞組長度在內(nèi)）能用以產(chǎn)生氣隙磁場（參加作功）的部分，一般不超過四分之一，這就大大限制了傳統(tǒng)電機(jī)功能的發(fā)揮，而且效率也偏低。

本發(fā)明的目的，是針對并克服傳統(tǒng)電機(jī)上述重大缺陷，根據(jù)電路與磁路合一的三層端部帶鋼電機(jī)機(jī)理，制造一種使其定、轉(zhuǎn)子整個(gè)內(nèi)、外圓表面無槽，而且包括端部繞組長度在內(nèi)的整個(gè)氣隙面積均能產(chǎn)生有效氣隙磁場的小體積、大容量、高效率的帶鋼電機(jī)。

當(dāng)三層端部的帶鋼電機(jī)是電動機(jī)（屬感應(yīng)電動機(jī)范疇）時(shí)，本發(fā)明的要點(diǎn)在于其定子和轉(zhuǎn)子采用一種表面帶絕緣漆的電工純鐵帶（片）繞成，它既是電機(jī)的導(dǎo)電繞組、又是電機(jī)的導(dǎo)磁鐵芯，實(shí)現(xiàn)此要點(diǎn)的具體方法，現(xiàn)按帶鋼定子繞組與帶鋼轉(zhuǎn)子兩大部分?jǐn)⑹鋈缦拢?/p>

三層端部的帶鋼電機(jī)（包括電動機(jī)和發(fā)電機(jī)）定子是由多個(gè)形狀及尺寸基本一致的半匝帶鋼線圈、其片底應(yīng)能緊貼在一直徑比轉(zhuǎn)子直徑大二倍氣隙（2δ）的工藝圓柱表面依次排列迭裝好并裝上定位箍環(huán)、再由環(huán)氧樹脂澆鑄固化而成的空心圓筒（內(nèi)圓表面光滑無槽）。附圖1為半匝帶鋼線圈的示意圖（中線右半部分因?yàn)閷ΨQ、故省略）。直線部分[1]為單層，而端部做成三層，其中的上層與下層按一定斜度向一個(gè)方向彎曲，此時(shí)的下層下邊緣要沿上述工藝圓柱表面彎曲，而其中層則按一定斜度向另一方向彎曲。端部的上層[2]（為橢圓線、為拋物線）、中層[3]均為拋物線）、下層[4]（為拋物線，為橢圓線）的最頭部都帶有連接片，此三個(gè)連接片在一起形成一個(gè)三角形片[5]，每個(gè)連接片在同各自的對應(yīng)端部相迂時(shí)應(yīng)各彎成一定的角度而使其位于電機(jī)的各徑向平面內(nèi)。在半匝帶鋼線圈各端部未彎曲前，此頭部三角形的中、下層端部的連接片之間有一個(gè)3mm間隙（即線處）系為了以后按附圖3的連接方法通過一窄的紫銅薄片依次互相串聯(lián)焊接以組成整個(gè)帶鋼定子的三相繞組，此紫銅片既能確保定子電流的順利通過、又要確保定子鐵磁路的主磁通不能從該處通過。頭部三角形的上層連接片的下邊緣與中層連接片的上邊緣系通過各自鍍有的一薄層絕緣漆（絕緣漆層厚應(yīng)在1.5-10^-2mm以內(nèi)）的隔離后碰在一起（即圖中線處），因而此處既能確保上、中端部電方面的隔斷、又要確保定子鐵磁路的主磁通能順利通過其間（故絕緣層總厚度應(yīng)控制在（2～3）·10^-2mm范圍內(nèi)）。附圖2為相距約為一極距的三個(gè)三層端部半匝帶鋼線圈串聯(lián)（焊接）示意圖，圖中三個(gè)半匝帶鋼線圈各以左、中、右定名。其中中間的半匝帶鋼線圈的上層端部2和下層端部4向左彎曲、與向右彎曲的左邊的半匝帶鋼線圈的中層端部3通過各自的頭部連接片相遇，其中中層端部3的連接片和下層端部4的連接片通過紫銅片焊接在一起形成導(dǎo)電而不導(dǎo)磁;中層端部3的連接片和上層端部2的連接片之間因有絕緣漆層隔離而形成導(dǎo)磁而不導(dǎo)電，此三層連接片系組成一頭部三角形片而位于電機(jī)的一個(gè)徑向平面內(nèi)。同樣，中間的半匝帶鋼線圈的中層端部3向右彎曲，再與向左彎曲的右邊的半匝帶鋼線圈的上層端部2和下層端部4相遇，其連接片的情況與上述情況相同。附圖3為整個(gè)帶鋼定子三層端部的三相、四極繞組電路結(jié)線圖。附圖4為附圖3的實(shí)際組裝示意圖。各半匝帶鋼片的直線部分中間頂部開有一凹槽，用以安裝保證直線部分緊貼在工藝圓柱表面進(jìn)行環(huán)氧澆鑄成圓筒的定位箍環(huán)，并且作三相引出線的引出位置。另外在端部的上、中層之間及中、下層之間還各套有一個(gè)薄絕緣套筒，它一方面起隔離絕緣作用，更重要的一方面也是用以保證下層端部能緊貼在工藝圓柱表面進(jìn)行環(huán)氧澆鑄成定子圓筒的定位箍環(huán)。這些箍環(huán)是保證帶鋼電機(jī)主氣隙、從而也是保證其整個(gè)運(yùn)行性能良好的關(guān)鍵。定位箍環(huán)和絕緣套筒均用絕緣材料（最好是塑料筒）制成。帶鋼定子片組成圓筒應(yīng)有盡可能高的迭壓系數(shù)（包括漆層）。