[發明專利]旋轉電機、其定子、組裝用于旋轉電機的定子的方法

有效

• 申請號: 201880024203.0
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN110495075B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: A·E·貝勒
• 申請（專利權）人: 康明斯發電機技術有限公司
• 主分類號: H02K3/34
• 分類號: H02K3/34;H02K3/38;H02K3/50;H02K9/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李艷芳;王小東

公開了旋轉電機、其定子、組裝用于旋轉電機的定子的方法，用于旋轉電機的定子包括多個定子槽(22)，各個定子槽容納定子繞組(18)的多個線圈(40)。當線圈延伸出定子槽時，徑向氣隙(46)存在于相鄰定子槽的線圈之間。在線圈延伸出定子槽時，絕緣裝置(42、54、84)設置在定子槽的線圈之間。徑向氣隙(46)限定在相鄰定子槽的線圈的絕緣裝置之間。這可以允許徑向氣道穿過繞組形成，同時確保定子槽的線圈之間的充分電絕緣。

技術領域

本發明涉及一種用于旋轉電機的定子，并且尤其涉及一種可以改善電機的冷卻的定子。

背景技術

諸如馬達和發電機的旋轉電機通常包括安裝在軸上并布置為在定子內部旋轉的轉子。轉子包括保持轉子繞組或永磁體的轉子芯。轉子繞組或永磁體產生旋轉磁場，該旋轉磁場穿過轉子和定子之間的氣隙。定子包括定子芯，定子芯保持與旋轉磁場結合的定子繞組。

電機的定子通常包括容納定子繞組的槽。繞組可以原位纏繞在槽中，或者預先形成的線圈可以插入到槽中。無論哪種情況，繞組都必須離開一個槽并且在進入另一個槽之前繞過定子的外部。繞組的延伸到定子外部的部分通常稱為端部繞組或懸垂繞組。

在多相電機中，定子繞組包括用于各個相的單獨繞組。這可能導致不同相的端部繞組彼此相鄰。在操作中，各個相處于不同電勢。

在旋轉電機中，定子通常充當電樞并承載主電源。因為不同相的端部繞組可能彼此相鄰，所以相之間可能存在相當大的電勢。因此，有必要確保不同相的端部繞組之間的足夠電絕緣。

定子繞組中的各個導線通常借助于外部絕緣層(通常為琺瑯)進行電絕緣。然而，由于制造過程或由于插入工具的建構或使用期間施加在導線上的應力，外部絕緣層中可能產生故障。在繞組處于不同電勢的情況下，這可能導致繞組之間產生電弧。這會使電機效率低下，并可能導致電機損壞并最終導致電機故障。

之前對不同相的電絕緣端部繞組的嘗試涉及在端部繞組之間插入絕緣屏障，諸如間位芳族聚酰胺材料和/或聚酯的復合片。

電機的額定功率通常受使用電機時定子和轉子的溫度升高限制。此外，電機通常在較低溫度下更有效地運行。另外，如果電機在高溫下運行，則電機的使用壽命可能會縮短。因此，許多電機被布置為使空氣流過電機，以冷卻電機。

然而，標準制造過程通常導致在繞組之間具有很小(如果有的話)氣隙的端部繞組。如果絕緣紙放置在繞組之間，這也會限制空氣流過繞組，從而降低冷卻效率。樹脂在端部繞組中的不均勻存在可能進一步降低任意氣流間隙的一致性和效力。用于將繞組保持在適當位置的綁帶或綁線可能進一步限制氣流。

為本申請人的名義的WO2015/011492(其主題通過引用結合到本文中)公開了一種用于電分離旋轉電機的定子中的多組端部繞組的隔板。布置隔板，以提供穿過端部繞組的圓周氣道。這可以允許氣流在不同組繞組之間傳遞，從而更有效地冷卻繞組。

WO2015/011492中公開的隔板可以有助于改善通過端部繞組的氣流。然而，已經發現，仍然可能限制氣流，特別是在定子芯附近。此外，在某些類型的電機中(特別是在空間有限的小型電機中)包括這樣的隔板可能并不總是可行的。因此，期望進一步改善電機內的氣流和熱管理。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了一種用于旋轉電機的定子，該定子包括多個定子槽，各個定子槽容納定子繞組的至少一個線圈，其中，當線圈延伸出定子槽時，徑向氣隙存在于相鄰定子槽的線圈之間。

本發明可以提供以下優點：通過在線圈延伸出定子槽時在相鄰定子槽的線圈之間提供徑向氣隙，新氣道可以穿過繞組形成。這可以改善通過電機的氣流，從而改善熱管理。