[發(fā)明專利]細長形高溫電機定子結(jié)構(gòu)及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711105593.8
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN108039784B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭兵;黃磊;李麗萍;董婷;李瑞澤
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H02K1/16
• 分類號: H02K1/16;H02K9/22;H02K1/14;H02K3/30;H02K15/085;H02K15/12
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

一種極大長/徑比高溫電機定子，該定子包括機殼、開口槽定子鐵心、半閉口槽鐵心、繞組、絕緣涂層和導(dǎo)熱涂層；開口槽定子鐵心設(shè)置在半閉口槽鐵心外圍，機殼設(shè)置在開口槽定子鐵心外圍；所述半閉口槽鐵心內(nèi)嵌有高溫電磁線制成的繞組，繞組由絕緣涂層粘合在一起，絕緣涂層外是導(dǎo)熱涂層。這種拼裝式定子結(jié)構(gòu)徹底解決了細長電機嵌線效率低的問題，降低了對電機電磁線表面光滑度的要求。繞組絕緣涂層的外表面涂覆導(dǎo)熱涂層，提高了高溫電機的散熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及電機，尤其涉及高溫應(yīng)用場合下的超細長形高溫電機的定子設(shè)計及實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：增強型地?zé)嵯到y(tǒng)(Enhanced Geothermal Systems，EGS)用高溫潛水電動機、蒸汽輔助重力泄油(Steam Assisted Gravity Drainage，SAGD)用高溫潛油電動機、以及安裝于煙囪的排煙電動機，它們都工作在有限直徑、較深井筒的高溫(200℃～300℃)環(huán)境中。這類用途的電機為細長形結(jié)構(gòu)，直徑Φ87mm～Φ500mm、長度1m～10m。目前具有類似結(jié)構(gòu)的潛水電機和潛油電機為了增強機械可靠性，電機的定子沖片普遍采用閉口槽設(shè)計，同時電機細長，在電機繞組嵌線時采用穿線工藝，這種工藝不僅要求電機繞組用電磁線表面光滑，而且生產(chǎn)效率低、槽滿率低。

較低溫度的潛水電機(或潛油電機)，其繞組通常采用聚酰亞胺氟-46薄膜燒結(jié)電磁線，光滑度好，但耐溫最高僅達240℃，同時，槽滿率僅能達50％左右，為了提高電機的耐溫等級，需要采用新型絕緣電磁線。目前，采用云母、玻璃絲等耐熱材料所制備的耐高溫電磁線雖能耐高達350℃以上的溫度，但這種電磁線表面光滑度差，不適合穿線工藝。專利CN201610865404.6提出的定子外開口槽雖然解決了穿線工藝的不足、提高了槽滿率，但外開槽內(nèi)填充的磁性環(huán)氧樹脂導(dǎo)磁性能遠低于硅鋼片，造成電機漏磁大、功率密度低；由于磁性環(huán)氧樹脂在高溫時會軟化、脫落，甚至焦化，環(huán)氧樹脂內(nèi)脫落的Fe-Si磁性顆粒會降低電機的絕緣能力，該結(jié)構(gòu)不適用于高溫電機。

發(fā)明內(nèi)容：

發(fā)明目的：本發(fā)明目的是克服目前大長/徑比電機耐溫能力不足的問題，提供一種嵌線工藝簡單的、散熱性能佳的極大長/徑比高溫電機定子及其制作方法，旨在提高大長/徑比電機耐溫等級。

技術(shù)方案：本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種極大長/徑比高溫電機定子結(jié)構(gòu)，其特征在于：該電機定子由開口槽定子鐵心和半閉口槽鐵心、繞組、槽絕緣、槽楔、絕緣涂層和導(dǎo)熱涂層構(gòu)成；高溫電磁線制成的繞組嵌于半閉口槽鐵心內(nèi)，繞組表面由浸漬的高溫絕緣漆烘干后形成絕緣涂層，絕緣涂層將獨立的電磁線粘合成整體；絕緣涂層外面涂覆有導(dǎo)熱涂層，大大的增加了電機的散熱能力。

這種極大長/徑比高溫電機定子結(jié)構(gòu)中，開口槽定子鐵心和半閉口槽鐵心均為沿圓周均勻分布(即整體為如圖所示的圓柱形結(jié)構(gòu)！)，且為平行齒、梯形槽。

開口槽定子鐵心和半閉口槽鐵心由無取向電機用硅鋼片材料制成，并由多片硅鋼片疊壓而成。開口槽定子鐵心包括輔助齒和軛，輔助齒數(shù)量為n_t；輔助齒的寬度略小于半閉口槽鐵心槽口的寬度，差值0.1mm左右，從而輔助齒能嵌入到槽口中。

繞組內(nèi)層為鍍鎳純銅導(dǎo)體，鍍鎳純銅導(dǎo)體上燒結(jié)有一層聚酰亞胺F46薄膜，在聚酰亞胺F46薄膜外面纏繞云母帶，云母帶外繞包玻璃絲，最后涂上無機納米改性聚酰亞胺漆膜，這種材料就大大增大了耐溫能力。

定子嵌線時，首先將半閉口槽鐵心穿到芯棒上壓緊，在槽中放入槽絕緣，然后將線圈按一定規(guī)則從槽口嵌入到槽中，嵌好繞組后，壓入槽楔。該定子結(jié)構(gòu)配合嵌線工藝大幅度的增加了槽滿率，并降低了對電磁線表面光滑程度的要求。