[發明專利]帶次槽的轉子中轉子槽的絕緣

無效

• 申請號: 91103674.1
• 申請日: 1991-05-28
• 公開（公告）號: CN1056961A
• 公開（公告）日: 1991-12-11
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·A·卡明斯基
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02K3/34
• 分類號: H02K3/34
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 王忠忠,張志醒

本發明涉及對帶有次槽的電機的以常規方式冷卻的轉子中轉子槽絕緣部分的改進。

一般的大型電機采用鍛造的磁性材料轉子，轉子中有機加工的槽，轉子槽的絕緣系統是通過使次槽中的冷卻劑氣流經過導體和絕緣層中開孔的這種常規方式而進行冷卻的。以這種方式，對于轉子槽的形狀、絕緣、以及使線圈散熱的冷卻氣流通道的效率，都存在著難以克服的空間利用設計問題，特別是對于希望能通過極高電流的場合更是如此。例如，轉子槽中的各銅條是用一些槽襯或絕緣片而與轉子的磁性材料絕緣的。由于大型電機轉子帶有使冷卻劑氣體流過銅繞組中的徑向氣流通道的次槽，因此繞組除了要與轉子材料絕緣之外還必須支承在次槽上面。通常是在轉子槽與次槽連接處放置較厚的稱之為次槽罩的絕緣片來完成這些功能的。除了完成支承和絕緣功能外，次槽罩還設有絕緣的孔，使冷卻劑氣體可由次槽流到銅繞組中。當然，這些孔減小了導體到轉子的電路長度，因此，在繞組與轉子槽底部之間提供了一條沿面漏電（electrical??creepage）路經。另外，一個值得注意的絕緣問題是氣體冷卻劑本身可能被例如碳塵的導電顆粒所污染。

由于存在這些問題，因此已有技術的次槽罩采用了相當復雜的形狀，例如圖1中所示的構形。圖1示出了一個次槽10和具有圖示斷面的一個全寬度的次槽罩1，其中還包括沿其長度方向的機加工成間距2至4英寸的通氣孔6。將一種呈L形的槽襯2和3的短腳插到次槽罩每一側面的窄縫中，并在將其裝置到轉子槽中之前用粘接劑粘緊。

吉金斯（Jenkins）等人于1989年8月22日公告的共同轉讓的美國專利US-4859891中的圖1示出了這種次槽罩。該已共同轉讓的專利還示出了另外設計方案的幾個實施例，其中次槽也可加工成與轉子槽具有相同的深度。這種方案允許插入一個U形槽襯，例如，該槽襯可穿過整個槽和次槽而延伸，其中的繞組導體是用第二個U形插入件支撐在次槽上面的，而該U形插入件是緊貼安置在槽底部的U形槽襯的里面。盡管這種方案不再需要次槽罩，但它只能改善空間利用率。

再一種方案是裝設兩個直條的槽襯片，并在槽的頂端和底端處設有厚的絕緣擋塊（creepage??block）。雖然該實施例的次槽罩看來沒有圖1所示的那樣復雜，但其徑向空間利用率較低，結果導致須用較大的轉子，并且須要額外的加工，以便在絕緣擋塊上加工出通氣孔。

還有一種方案是將大量短塑料塊壓制在一起，以形成一個具有圖1所示斷面的次槽罩。這些塑料塊的軸向長度應與通氣孔的間距一致，使每一塊中都有一個通氣孔。這些塑料塊與單獨一個U形槽襯裝配在一起，其方法是壓其中一個塑料塊，使之壓穿U形槽襯底部的孔口，而從U形套的另一側將一個相配的塑料塊接合到其上。這種裝配方法應對U形槽襯套整個長度上的每一個孔重復進行。顯然，這一方案相當復雜和費時。

發明人發現，在采用帶有次槽的轉子的電機中，轉子槽能用兩個槽襯來絕緣，其中每一槽套都有一個附加的彎折部分，于是利用該槽襯表面的兩側和使其沿面漏電路徑幾乎完全伸到徑向的軸平面內而使該槽襯部件能伸到次槽中。這種延伸的沿面漏電路徑的表面自身是干凈的，因為它們不會聚集碳塵和其他來自氣體冷卻劑的有害物質。另外，發明人對于轉子槽絕緣問題的新構思是不用使用次槽罩。

因此，本發明的基本目的是提供一種較簡單的更通用的轉子槽絕緣系統，該系統部件較少但卻能使轉子的冷卻均勻有效。

參照以下說明，所附的權利要求和附圖可更清楚地了解本發明的上述目的和其他目的以及本發明的優點。

圖1是電機轉子槽和次槽的簡圖，圖中示出已有技術中的呈L形的槽襯和次槽罩。

圖2是轉子槽的剖面圖，圖中示出按本發明專門壓制的槽襯，該槽襯徑向延伸到次槽中，并且無需次槽罩。

如圖1所示，使用呈L形的槽襯2和3是公知的，它們與次槽罩1配合，用于使轉子槽中的銅排繞組4與轉子鐵心5絕緣。次槽罩和槽襯被制成在槽和次槽10的整個長度上延伸，并且可做成具有圖1所示的相當復雜的斷面形狀。

這種次槽罩包括在帶次槽的轉子設計方案中，轉子中具有將氣體冷卻劑輸送到銅排的徑向通道6中的次槽。因此，次槽罩需有孔，孔之間一般間隔2到4時，使氣體冷卻劑（例如空氣或氫氣）可從次槽10流過銅條中的孔6。然而，次槽罩絕緣體中的這些孔造成了沿面漏電或放電路徑，工作時其中可受到導電顆粒例如氣體冷卻劑中所含碳塵的污染，所以，像圖1所示的這類已有技術中的次槽罩采用了相當復雜的形狀和具有較厚的厚度。如圖1所示，L形槽襯元件的短腳插到次槽罩兩側的窄縫中，并在組裝到轉子槽中之前用粘合劑將其粘牢。然后，將繞組導體4，絕緣擋塊7和燕尾形槽楔8裝入槽中。絕緣擋塊7使銅排與燕尾形槽楔絕緣，槽楔承受轉子運轉時作用在線圈上的徑向向外的力。