專利名稱：電機轉子的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電機，更具體地涉及電機轉子中的裝置。
背景技術：
在電機中，繞組經常布置在位于定子內表面和轉子外表面的槽中。槽中繞組由位 于定子或轉子的槽中的線圈形成。線圈由多個導線層組成。線圈側部通過位于槽端部的線 圈端部而連接在一起。電機轉子的線圈端部需要加強結構來對抗在轉子旋轉時產生的徑向力。這種加強 通常是通過將玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維或碳纖維帶或鋼線纏繞到線圈端部來形成。在纏 繞的時候，轉子繞其旋轉軸線旋轉，且纖維通過加熱臺和導向滾輪從供料線圈纏繞到線圈 末端周圍。支撐圓柱體安裝在線圈端部的內部，從而產生纏繞加強捆扎時的預張力。邊緣 條帶(edge tape)在進行纏繞前安裝，這樣纏繞的帶不會散開。邊緣條帶常通過將玻璃纖 維硬環進行樹脂化來形成。通過纏繞的加強在專利US6，029，338中公開。通過纏繞的加強是費時的。在加強處理中的熔煉、加熱或者鍍錫也耗費制造工時。 由于復雜性，通過纏繞的加強還在質量上具有變化敏感性。CN200610142225. 6公開了利用實捆綁帶對線圈端部的加強。轉子線圈端部加強的耐用性在轉子轉速、轉子線圈端部質量或者直徑大的情況下 受到真正考驗。例如，風力發電機要求的旋轉速度范圍大。陣風風速可能會快速增大，這種 情況下施加在捆扎上的力快速增長到三倍。當負載脫離電網時，轉子的旋轉速度會快速增 加到額定轉速的1.75至2倍。在利用纏繞的加強中，對高速度的耐用性不良。纏繞材料屬性是此中原因之一。存在對于一種較不耗費勞力且易于安裝的耐用端部線圈加強的需求。
實用新型內容本實用新型的目的是創造一種加強電機轉子的線圈端部的裝置，其較不消耗勞力 且易于安裝。為了實現這一點，本實用新型通過本實用新型中指定的特征來表征。本實用 新型的一些其他優選實施例還具有在本實用新型中指定的其他特征。在本實用新型的裝置中，電機轉子繞其旋轉軸線旋轉，且至少包含轉子體和線圈， 該線圈突出為線圈端部。捆綁帶裝配于轉子線圈端部的外表面外部的突出梁上。捆綁帶在 內表面上是錐形的。捆綁帶包含內表面、外表面和兩個端面表面。沿轉子的軸線方向，捆綁 帶的第一邊緣朝向轉子體，且捆綁帶的第二邊緣遠離轉子體。捆綁帶由導電材料制成，且捆 綁帶的內表面至少部分地用絕緣層涂覆。捆綁帶是圓環形狀，且是通過使之滑動而安裝在轉子線圈端部的外表面之上。在 轉子中，捆綁帶沿徑向方向位于線圈端部之上。捆綁帶傳送徑向力，例如，轉子通過突出梁 旋轉時產生的離心力。當捆綁帶是由導電材料制成且線圈端部被焊接在一起時，線圈端部必需手動地絕緣。通過添加絕緣層到捆綁帶，來減少手動絕緣作業。絕緣層增加線圈端部中各相之間的 爬電距離。在本實用新型的一個實施例中，絕緣層的厚度為0. 4mm至6mm。在本實用新型的另一實施例中，捆綁帶的內表面用厚度為0. 4mm至0. 6mm的絕緣
層涂覆。在本實用新型的再一實施例中，絕緣層在捆綁帶的內表面上的厚度從捆綁帶的第 一邊緣到第二邊緣增大。于是較厚的絕緣層靠近線圈端部的最外部。在本實用新型的又一實施例中，捆綁帶的第一邊緣的端面和第二邊緣的端面至少 其一用絕緣層涂覆。在第一邊緣的端面中，絕緣層的厚度為0. 4mm至0. 6mm。在第二邊緣的 端面中，絕緣層的厚度為4mm至6mm。在本實用新型的又一實施例中，捆綁帶的外表面用絕緣層涂覆以及絕緣層的厚度 為0. 4mm至0. 6mm。絕緣涂層防止在電機操作期間碳纖維從外表面剝離。例如，絕緣層由玻璃纖維或者樹脂制成。在本實用新型的又一實施例中，捆綁帶的厚度從捆綁帶的第一邊緣向第二邊緣基 本恒定地增大。捆綁帶的最大厚度位于最窄部分，且捆綁帶因而在最重要端部(即，在轉子 線圈端部的最外點)是最牢固的。捆綁帶的優選錐形比率為1 40至1 50。在本實用新型的又一實施例中，支撐部分附連到捆綁帶的第二邊緣。支撐部分沿 轉子的徑向方向向內突出。支撐部分在安裝捆綁帶時用作止動構件。這利于沿軸線方向精 確地定位捆綁帶。止動構件還局部地增加捆綁帶的厚度且為捆綁帶提供附加強度。在本實用新型的又一實施例中，突出梁為長槽楔。該槽楔至少沿著線圈端部的絕 緣部分，從轉子體突出，使得在安裝期間絕緣不受損以及捆綁保持就位。在安裝捆綁期間， 槽楔作為滑動表面并保護線圈端部絕緣。槽楔可由玻璃纖維制成，例如，具有需要的耐用 性、足夠的滑動表面質量以及所需的耐溫性能的玻璃纖維。如果捆綁是由導電材料形成，則 槽楔也可以作為絕緣元件。捆綁帶是自緊式的，S卩，捆綁并不需要獨立地固定就位，盡管該結構不排斥使用軸 向固定。捆綁帶通過張力裝配在突出梁上。摩擦力和錐形形狀將捆綁帶保持就位。在例如 真空壓力浸漬的浸漬期間，一些樹脂將進入捆綁帶和突出梁之間并用作膠劑。本實用新型的線圈端部加強裝置耐用且易于制作。本實用新型使得轉子制造更快 速，因為手動絕緣作業減少。對由金屬纖維或者碳纖維制成的捆綁帶例如分別進行預制。根據尺寸精密制造的 捆綁帶使得，與纏繞到線圈端部的方案相比，能夠以更好的方式實現對耐用性而言關鍵的 捆綁的質量控制。捆綁帶可以在安裝之前用不同手段檢查，例如利用超聲波檢查，因而改進 風力發電機的質量和可靠性。本實用新型的方案允許捆綁帶根據應用由若干材料制成。本實用新型的裝置非常適于例如風力發電機。在飛逸情況下應變加載在轉子上， 而根據本實用新型的方案可以顯著地減少在超速情況下集中在轉子上的損壞危險。
下面，將通過參照附圖借助某些實施例，更詳細描述本實用新型，其中圖1圖示具有捆綁帶的轉子的截面；圖2a)-圖2b)示出圖1的捆綁帶的截面；圖3示出另一捆綁帶的截面；圖4示出再一捆綁帶的截面；圖5示出又一捆綁帶的截面；圖6示出再一捆綁帶的截面；圖7示出具有支撐部分的捆綁帶。
具體實施方式
圖1示出用以加強電機轉子的線圈端部的裝置。電機為例如繞線轉子發電機。轉 子1在軸12上繞其旋轉軸線r旋轉。轉子1至少包含轉子體2和線圈3。線圈3在轉子1 的端部突出為線圈端部4。捆綁帶5裝配在突出梁6上，該突出梁基本上沿軸線方向a從轉 子體2突出。捆綁帶5是通過使其滑動而安裝于由轉子線圈端部4形成的外環表面7外部 的突出梁上。突出梁6作為滑動表面。捆綁帶5沿著突出梁6的外表面平滑地移動，同時 保持與該外表面接觸。捆綁帶5包含內表面10、外表面16和兩個端面表面17a_17b。在轉子5的軸線方向a上，捆綁帶5的第一邊緣8朝向轉子1，而捆綁帶5的第二 邊緣9遠離轉子1。捆綁帶5在內表面10上是錐形的。圖2示出圖1的捆綁帶5。捆綁帶5由導電材料制成，且捆綁帶的內表面10至少 部分地用絕緣層18a涂覆。絕緣層18a的厚度sa為0. 4mm至6mm。捆綁帶5的內表面10的直徑d從捆綁帶5的第一邊緣8向第二邊緣9基本恒定 地減小。軟材料11在突出梁6和轉子線圈端部4之間裝配于由線圈端部4形成的基本上 圓柱形外表面7上。在圖1中，突出梁6是附加長度的槽楔，其沿軸線方向從轉子體2持續延伸。在轉 子1旋轉時，槽楔將線圈3保持就位。捆綁帶5按壓槽楔和線圈端部4，使得它們朝軸12向內輕微彎曲。定中 (centralization)是使用定中環13從轉子線圈端部4的內部進行的。定中環13對線圈端 部4和軸12進行定中，且線圈端部4被壓抵定中環13。軟構件14裝配在定中環13和線圈 端部4之間，以在捆綁帶5安裝期間防止損傷線圈端部絕緣。在圖3中，捆綁帶5的整個內表面10用絕緣層18a涂覆，該絕緣層的厚度sa為 0. 4mm 至 0. 6mm。圖4示出具有內表面10用絕緣層18a涂覆的捆綁帶5。絕緣層18a在內表面10 上的厚度sa從捆綁帶5的第一邊緣8到第二邊緣增大。圖5示出在內表面10上以及在端面17a_17b上具有絕緣層18a-18c的捆綁帶5。 內表面10至少部分地用絕緣層18a涂覆。第一邊緣8的端面17a用絕緣層18c涂覆。絕 緣層18c在端面17a中的厚度sc為0. 4mm至0. 6mm。第二邊緣9的端面17b用絕緣層18b涂覆。絕緣層18b在端面17b中的厚度sb為 4mm 至 6mm。圖6示出在捆綁帶5的內表面10上以及在外表面16上具有絕緣層18a、18c的捆 綁帶5。絕緣層18c在外表面16上的厚度sd為0. 4mm至0. 6mm。圖7示出具有支撐部分的捆綁帶的截面。支撐部分15附連到捆綁帶5的第二邊 緣9。支撐部分15沿徑向方向R向內突出。支撐部分15用絕緣層18a涂覆。支撐部分15在安裝捆綁帶5時用作止動構件。捆綁帶5在突出梁6之上滑動，直 到突出梁的端部與支撐部分15接觸。這有助于沿軸線方向a將捆綁帶5定位到期望位置。在圖中，捆綁帶5的厚度s從捆綁帶5的第一邊緣8向第二邊緣9基本上恒定地 增大。圖中的捆綁帶被繪制為是實的。然而，捆綁帶可包含一個或多個氣孔。盡管上文描述作為發電機操作的電機，但本實用新型類似地可用于電動機。本實 用新型還可以作用在不同的電機類型和轉子解決方案中，例如，直流電機和繞線轉子。在上文中，借助特定實施例描述本實用新型。然而，該描述不應被認為是限制本專 利的保護范圍；本實用新型的實施例可以在隨后權利要求書的范圍內變化。零部件清單1轉子；2轉子體；3線圈；4線圈端部；5捆綁帶；6突出梁；7線圈端 部的外表面；8第一邊緣；9第二邊緣；10內表面；11軟材料；12軸；13定中環；14軟構件； 15支撐部分；16外表面周緣；17a-17b端面；18a_18d色緣層$軸線方向；d直徑；R徑向方 向；r旋轉軸線；s，sa-d厚度。
權利要求一種電機轉子(1)中的裝置，該電機轉子繞其旋轉軸線旋轉且至少包含轉子體(2)和線圈(3)，該線圈突出為線圈端部(4)，以及捆綁帶(5)裝配于轉子線圈端部(7)的外表面外部的突出梁(6)上，且該捆綁帶(5)包含內表面(10)、外表面(16)和兩個端面表面(17a 17b)，且該捆綁帶(5)在該內表面(10)上是錐形的，以及在該轉子(1)的軸線方向(a)上，該捆綁帶(5)的第一邊緣(8)朝向該轉子體(2)且該捆綁帶(5)的第二邊緣(9)遠離該轉子體(2)，其特征在于，該捆綁帶(5)由導電材料制成，且該捆綁帶的內表面(10)至少部分地用絕緣層(18a 18d)涂覆。
2.根據權利要求1的裝置，其特征在于，該絕緣層(18a-18d)的厚度(sa_d)為0.4mm至 6mm ο
3.根據權利要求1的裝置，其特征在于，該捆綁帶的內表面(10)用厚度為0.4mm至 0.6mm的該絕緣層(18a-18d)涂覆。
4.根據權利要求1的裝置，其特征在于，該絕緣層(18a-18d)在該捆綁帶(5)的內表面 (10)上的厚度(sa_d)從該捆綁帶的第一邊緣(8)到第二邊緣(9)是增大的。
5.根據權利要求1的裝置，其特征在于，該第一邊緣(8)的端面(17a)和該第二邊緣 (9)的端面(17b)至少其一用該絕緣層(18a-18d)涂覆。
6.根據權利要求5的裝置，其特征在于，在該第一邊緣(8)的端面(17a)中，該絕緣層 (18a-d)的厚度為 0. 4mm 至 0. 6mm。
7.根據權利要求5的裝置，其特征在于，在該第二邊緣(9)的端面(17b)中，該絕緣層 (18a-18d)的厚度為4mm至6讓。
8.根據權利要求1的裝置，其特征在于，該捆綁帶(5)的外表面(16)用該絕緣層 (18a-18d)涂覆，以及該絕緣層的厚度(sa_d)為0. 4mm至0. 6mm。
9.根據權利要求1至5任意一項的裝置，其特征在于，該絕緣層(18a-18d)由玻璃纖維 或樹脂制成。
10.根據權利要求1的裝置，其特征在于，該捆綁帶(5)的厚度(S)從該捆綁帶(5)的 第一邊緣(8)向第二邊緣(9)恒定地增大。
11.根據權利要求1的裝置，其特征在于，支撐部分(15)附連到該捆綁帶(9)的第二邊 緣，該支撐部分(15)沿徑向方向(R)向內突出，以及該支撐部分用該絕緣層(18a-18d)涂覆。
12.根據權利要求1的裝置，其特征在于，該突出梁(6)為槽楔。
13.根據權利要求1的裝置，其特征在于，該電機為繞線轉子發電機或者繞線轉子電動機。
專利摘要本實用新型公開了一種電機轉子中的裝置，其中，電機轉子繞其旋轉軸線旋轉且至少包含轉子體和線圈，該線圈突出為線圈端部。捆綁帶裝配于轉子線圈端部的外表面外部的突出梁上。捆綁帶包含內表面、外表面和兩個端面表面。捆綁帶在內表面上是錐形的。在轉子的軸線方向上，捆綁帶的第一邊緣朝向轉子體，且捆綁帶的第二邊緣遠離轉子體。捆綁帶由導電材料制成，且捆綁帶的內表面至少部分地用絕緣層涂覆。
文檔編號H02K3/51GK201656614SQ20102019081
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月6日 優先權日2010年4月19日
發明者O·科波南 申請人:Abb有限公司