專利名稱：包括設(shè)置有復(fù)合套管的導(dǎo)體的定子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示例性實(shí)施方式涉及電機(jī)(electric machine,)技術(shù),更確切地涉及包括設(shè)置有復(fù)合套管(composite sleeve)的導(dǎo)體(conductor,導(dǎo)線)的定子。
背景技術(shù)：
電機(jī)包括盤繞有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體的定子。所述一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體形成定子繞組，定子繞組設(shè)計(jì)成傳遞或接收來自轉(zhuǎn)子繞組的電驅(qū)動(dòng)力，從而在電動(dòng)機(jī)(electric motor)的情況下為電機(jī)提供動(dòng)力，或者在發(fā)電機(jī)(generator)的情況下將電流傳遞給外部負(fù)載。定子通常包括多個(gè)定子繞組，這些定子繞組結(jié)合在一起以建立期望的連接，諸如三角形連接或星形連接。在這樣的情況下，繞組通過提供期望的電相互連接的跳線(jumper)和/或交叉件(cross-overs)結(jié)合在一起。跳線的數(shù)量變化能夠非常大并且通常需要包括多個(gè)彎折(bend)從而建立期望的相互連接，并且在不明顯增加定子的總體尺寸的情況下套入其他跳線。除了跳線之外，定子還包括:相位超前元件，其將每個(gè)定子電連接至外部設(shè)備上的合適的電相位；以及中性桿(neutral bar)，其通常提供用于保護(hù)的電絕緣。由于由振動(dòng)導(dǎo)致的摩蝕、制造過程中的壓緊、暴露于外部元件等，電絕緣可能隨著時(shí)間的過去而毀壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開的是一種包括定子，該定子包括:定子核心，該定子核心包括多個(gè)槽段(slot segment，狹槽區(qū)段)；多個(gè)定子繞組導(dǎo)體，布置在多個(gè)槽段的選定的一些中；一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體，與多個(gè)槽段的選定的一些相互連接以形成一個(gè)或多個(gè)定子繞組；一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體(commonconductor,共用導(dǎo)體),連接至定子繞組導(dǎo)體中的至少一個(gè)；一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體，連接至一個(gè)或多個(gè)定子繞組中的對(duì)應(yīng)的一些。在一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體、一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體、以及一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體中的至少一個(gè)上提供有復(fù)合套管。復(fù)合套管包括第一套管以及定位在第一套管周圍的第二套管。第一套管和第二套管中的一個(gè)由壓縮的酰胺合成纖維(amide syntheticfiber)形成。第一套管和第二套管配合以保護(hù)導(dǎo)體免受外部因素(externalelements)的影口向。本發(fā)明還公開了一種電機(jī)，該電機(jī)包括殼體(housing，機(jī)架)、旋轉(zhuǎn)地定位在殼體內(nèi)的轉(zhuǎn)子、以及相對(duì)于殼體和轉(zhuǎn)子固定安裝的定子。定子包括:多個(gè)槽段；多個(gè)定子繞組導(dǎo)體，布置在多個(gè)槽段的選定的一些中；一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體，與多個(gè)定子繞組導(dǎo)體的選定的一些相互連接以形成一個(gè)或多個(gè)定子繞組；一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體，連接至定子繞組導(dǎo)體中的至少一個(gè)；一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體，連接至一個(gè)或多個(gè)定子繞組中的對(duì)應(yīng)的一些。在一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體、一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體、以及一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體中的至少一個(gè)上設(shè)置有復(fù)合套管。復(fù)合套管包括第一套管以及定位在第一套管周圍的第二套管。第一套管和第二套管中的一個(gè)由壓縮的酰胺合成纖維形成。第一套管和第二套管配合以保護(hù)導(dǎo)體免受外部因素的影響。


以下描述不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是限制性的。參照附圖，相似的元件標(biāo)號(hào)相似:圖1描繪了包括根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施方式的包括定子的電機(jī)，該定子具有設(shè)置有復(fù)合套管的導(dǎo)體；圖2描繪了圖1的定子的一個(gè)局部透視圖；圖3描繪了圖1的定子的另一個(gè)局部透視圖；圖4描繪了圖1的定子的又一個(gè)局部透視圖；圖5描繪了圖1的具有根據(jù)示例性實(shí)施方式的一個(gè)方面的復(fù)合套管的定子或相導(dǎo)體的透視圖；圖6描繪了圖5的相導(dǎo)體和復(fù)合套管的橫截面視圖；圖7描繪了具有根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一個(gè)方面的復(fù)合套管的相導(dǎo)體的透視圖；圖8描繪了圖7的相導(dǎo)體和復(fù)合套管的橫截面視圖；圖9描繪了具有根據(jù)示例性實(shí)施方式的又一個(gè)方面的復(fù)合套管的相導(dǎo)體的透視圖；以及圖10描繪了圖9的相導(dǎo)體和復(fù)合套管的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式這里參照附圖，通過示例性并且非限制性的方式，詳細(xì)描述公開的設(shè)施和方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式。圖1中的2總體上指示根據(jù)示例性實(shí)施方式的電機(jī)。電機(jī)2包括具有第一側(cè)壁6和第二側(cè)壁7的殼體4，第一側(cè)壁和第二側(cè)壁通過第一端壁8和第二端壁或蓋10結(jié)合，以共同限定內(nèi)部部分12。第一側(cè)壁6包括內(nèi)表面16，并且第二側(cè)壁7包括內(nèi)表面17。在這點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)理解的是，殼體4也可以構(gòu)造成包括具有連續(xù)內(nèi)表面的單個(gè)側(cè)壁。進(jìn)一步示出了電機(jī)2包括布置在第一側(cè)壁6和第二側(cè)壁7的內(nèi)表面16和17處的定子24。定子24包括具有多個(gè)槽段29 (見圖2)的定子核心28，如在以下會(huì)充分討論的，槽段設(shè)置有多個(gè)定子繞組30。還示出電機(jī)2包括可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐在殼體4內(nèi)部的軸34。軸34包括經(jīng)由中間部分39延伸至第二端部37的第一端部36。第一端部36相對(duì)于第二端壁10由第一軸承43可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐，并且第二端部37相對(duì)于第一端壁8由第二軸承44可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐。由軸34支撐可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在殼體4內(nèi)的轉(zhuǎn)子組件50。轉(zhuǎn)子組件50包括:轉(zhuǎn)子轂54，其相對(duì)于軸34的中間部分39被固定；以及轉(zhuǎn)子疊片(rotor lamination) 59,其構(gòu)造成相對(duì)于定子24轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖2至圖4所示，定子繞組30由多個(gè)定子繞組導(dǎo)體形成，其中一個(gè)定子繞組導(dǎo)體由67指示。定子繞組導(dǎo)體67選擇性地由多個(gè)交叉導(dǎo)體(cross-over conductor)(其中兩個(gè)由圖3中的70和71指示)、跳線導(dǎo)體(其中兩個(gè)由圖4的72-74指示)和至少一個(gè)公共導(dǎo)體76連接。交叉導(dǎo)體70、71和跳線導(dǎo)體72-74為定子24建立期望的電連接，例如星形連接或三角形連接。還示出了定子24包括多個(gè)相導(dǎo)體84-86，所述多個(gè)相導(dǎo)體的每一個(gè)均具有對(duì)應(yīng)的連接構(gòu)件90-92。相導(dǎo)體84-86將電流傳入或傳出定子繞組30。交叉導(dǎo)體、跳線導(dǎo)體和相導(dǎo)體的數(shù)量可以變化。還示出了定子24包括中性桿95，該中性桿被構(gòu)造成將定子繞組30連接至中性導(dǎo)體(圖中未示出)。在所示的示例性實(shí)施方式中，交叉導(dǎo)體70、71，跳線導(dǎo)體72-74，相導(dǎo)體84-86和中性桿95設(shè)置有諸如100指示的與相導(dǎo)體84連接的復(fù)合套管。根據(jù)圖4和圖5所示的示例性實(shí)施方式的一個(gè)方面，復(fù)合套管100包括第一套管110和第二套管114。第一套管110由具有-C(=0)N-鏈的酰胺合成纖維120形成。具有-C(=0)N-鏈的酰胺的實(shí)例包括:聚酰亞胺(諸如Kaptonκ)、包括對(duì)位芳族聚酰胺(para-aramids)的芳香族聚酰胺(諸如聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺(poly-paraphenyleneterephthalamide)或者Kevlar* )、以及間位芳絕(meta-aramids,元芳族聚酰胺)(諸如Momex )。更確切地，第一套管110由高強(qiáng)度/高溫材料形成，該材料在等重的基礎(chǔ)上比鋼更堅(jiān)固。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，如上所討論的，也可以采用其他具有大致相似的綜合性質(zhì)的酰胺合成纖維。根據(jù)示例性實(shí)施方式的一個(gè)方面，酰胺合成纖維120松散地編排或編織，以輔助壓縮和彎折。即，第一套管110沿著相導(dǎo)體84的輪廓并且因此需要包括多個(gè)彎折。第二套管114由外部觸發(fā)可收縮材料(externally activated shrinkable material,夕卜部激活可收縮材料)124形成。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，該外部觸發(fā)可收縮材料124可以是熱可收縮管的形式。然而，也可以采用其他的外部觸發(fā)可收縮材料。術(shù)語外部觸發(fā)應(yīng)當(dāng)解釋為包括溫度和/或光觸發(fā)材料，以及由于暴露于氣體和其他物質(zhì)而觸發(fā)的材料。第一套管110應(yīng)用在相導(dǎo)體84的外部表面(圖中未單獨(dú)標(biāo)出)周圍，并且第二套管114應(yīng)用在第一套管110上方。外部觸發(fā)可收縮材料124的觸發(fā)導(dǎo)致第二套管114在第一套管110周圍縮緊，從而壓縮酰胺合成纖維120。一旦壓縮酰胺合成纖維120，第一套管110和第二套管114協(xié)同配合從而為相導(dǎo)體84提供機(jī)械強(qiáng)度、抗磨損性和絕緣。S卩，第二套管114除了由外部觸發(fā)可收縮材料形成之外，還可以由提供電絕緣和/或溫度絕緣性質(zhì)的材料形成。第二套管114還可以由能抵抗多種使相導(dǎo)體84品質(zhì)降低的化學(xué)制品的材料形成。從而，復(fù)合套管100提供多層保護(hù)，并且避免相導(dǎo)體84暴露于高溫、暴露于振動(dòng)和干擾、以及暴露于冷卻劑?，F(xiàn)在參照?qǐng)D6和圖7描述根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一個(gè)方面的復(fù)合套管140。復(fù)合套管140定位在相導(dǎo)體84周圍并且包括第一套管148和第二套管154。第一套管148由浸潰有外部觸發(fā)可收縮材料160的酰胺復(fù)合纖維158形成。以與上述類似的方式，外部觸發(fā)可收縮材料160是熱可收縮材料的形式。然而，也可以采用其他觸發(fā)手段。在所示的示例性實(shí)施方式中，第二套管154也由外部觸發(fā)可收縮材料164形成。根據(jù)上面的布置，第一套管148定位在相導(dǎo)體84的外部表面(圖中未單獨(dú)標(biāo)出)周圍。一旦處于適當(dāng)位置中，外部觸發(fā)可收縮材料160被觸發(fā)導(dǎo)致第一套管148在相導(dǎo)體84周圍縮緊。在這點(diǎn)上，第二套管154定位在第一套管周圍并且被觸發(fā)。第二套管154在第一套管148周圍縮緊并且進(jìn)一步將其壓縮。以這樣的方式，第一套管148提供抗磨損性和機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)第二套管154提供絕緣和對(duì)于外部影響的保護(hù)?，F(xiàn)在參照?qǐng)D8和圖9描述根據(jù)示例性實(shí)施方式的另一個(gè)方面而形成的復(fù)合套管180。復(fù)合套管180設(shè)置在相導(dǎo)體84周圍并且包括第一套管188、第二套管192和第三套管196。第一套管188由外部觸發(fā)可收縮材料204形成。以與上述類似的方式，外部觸發(fā)可收縮材料204是熱可收縮材料的形式。然而，也可以采用其他觸發(fā)手段。第二套管192由酰胺合成纖維208形成，并且第三套管196由外部觸發(fā)可收縮材料(其可能與第一套管188的相似或不相似)212形成。通過這種布置，第一套管188定位在相導(dǎo)體84的外部表面(圖中未單獨(dú)標(biāo)出)周圍，并且外部觸發(fā)可收縮材料204被觸發(fā)。第一套管188在相導(dǎo)體84周圍收縮，提供第一保護(hù)層。第二套管192定位在第一套管188周圍并且第三套管196定位在第二套管192周圍。第三套管196暴露于觸發(fā)輸入(activation input)并且在第二套管192和第一套管188周圍壓縮從而形成復(fù)合套管180。在這點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)理解的是，示例性實(shí)施方式描述了包括多種導(dǎo)體的定子，所述多種導(dǎo)體設(shè)置有復(fù)合套管，該復(fù)合套管包括一層壓縮的松散地編織的酰胺合成纖維。該酰胺纖維可能是自壓縮的，即由浸潰入酰胺纖維的外部觸發(fā)材料壓縮，或者由另一外層壓縮。無論如何，酰胺層和另外的層提供機(jī)械強(qiáng)度、抗磨損性、和/或電絕緣，并且抵抗多種外部環(huán)境條件，諸如溫度、化學(xué)制品、液體等。盡管已經(jīng)參照示例性實(shí)施方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出多種變化并且其元件可由等同物替代。另外，在不偏離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明的教導(dǎo)做出多種修改以適應(yīng)特定情況或材料。因此，本發(fā)明不旨在限制于用作實(shí)施本發(fā)明的最佳形式而公開的特定實(shí)施方式，而是本發(fā)明將包括落在權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種定子，包括: 定子核心，所述定子核心包括多個(gè)槽段； 多個(gè)定子繞組導(dǎo)體，所述多個(gè)定子繞組導(dǎo)體布置在所述多個(gè)槽段的選定的一些中； 一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體，所述一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體與所述多個(gè)定子繞組導(dǎo)體的選定的一些相互連接，以形成一個(gè)或多個(gè)定子繞組； 一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體，所述一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體連接至所述定子繞組導(dǎo)體中的至少一個(gè)； 一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體，所述一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體連接至所述一個(gè)或多個(gè)定子繞組中的對(duì)應(yīng)的一些；以及 復(fù)合套管，所述復(fù)合套管設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體、一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體、以及所述一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體中的至少一個(gè)上，所述復(fù)合套管包括第一套管以及定位在所述第一套管周圍的第二套管，所述第一套管和所述第二套管中的一個(gè)由壓縮酰胺合成纖維形成，所述第一套管和所述第二套管配合以保護(hù)導(dǎo)體免受外部因素的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子，其中，所述第一套管和所述第二套管中的另一個(gè)由外部觸發(fā)可收縮材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子，其中，形成所述第一套管的酰胺合成纖維浸潰有外部觸發(fā)可收縮材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定子，其中，所述外部觸發(fā)可收縮材料是熱觸發(fā)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子，其中，所述第一套管由所述酰胺合成纖維形成，并且所述第二套管由外部觸發(fā)可收縮材料形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子，其中，所述第一套管由熱可收縮材料形成，并且所述第二套管由所述酰胺合成纖維形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定子，進(jìn)一步包括:在所述第二套管周圍延伸的第三套管，所述第三套管由外部觸發(fā)可收縮材料形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子，進(jìn)一步包括:電連接每一個(gè)所述一個(gè)或多個(gè)定子繞組的中性桿，所述復(fù)合套管設(shè)置在所述中性導(dǎo)體上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子，其中，所述復(fù)合套管設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體、所述一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體、以及所述一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體中的至少一個(gè)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定子，進(jìn)一步包括:一個(gè)或多個(gè)交叉導(dǎo)體、所述復(fù)合套管設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)交叉導(dǎo)體上。
11.一種電機(jī)，包括: 殼體； 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)地定位在所述殼體中； 定子，所述定子相對(duì)于 所述殼體和所述轉(zhuǎn)子固定安裝，所述定子包括多個(gè)槽段、布置在所述多個(gè)槽段的選定的一些中的多個(gè)定子繞組導(dǎo)體、與所述多個(gè)定子繞組導(dǎo)體的選定的一些相互連接以形成一個(gè)或多個(gè)定子繞組的一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體、連接至所述定子繞組導(dǎo)體中的至少一個(gè)的一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體、及連接至所述一個(gè)或多個(gè)定子繞組中的對(duì)應(yīng)的一些的一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體；以及 復(fù)合套管，所述復(fù)合套管設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體、一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體、以及所述一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體中的至少一個(gè)上，所述復(fù)合套管包括第一套管以及定位在所述第一套管周圍的第二套管，所述第一套管和所述第二套管中的一個(gè)由壓縮酰胺合成纖維形成，所述第一套管和所述第二套管配合以保護(hù)導(dǎo)體免受外部因素的影響。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中，所述第一套管和所述第二套管中的另一個(gè)由外部觸發(fā)可收縮材料形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定子，其中，形成所述第一套管的酰胺合成纖維浸潰有外部觸發(fā)可收縮材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定子，其中，所述外部觸發(fā)可收縮材料是熱觸發(fā)的。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中，所述第一套管由所述酰胺合成纖維形成，并且所述第二套管由外部觸發(fā)可收縮材料形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中，所述第一套管由熱可收縮材料形成，并且所述第二套管由所述酰胺合成纖維形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定子，進(jìn)一步包括:在所述第二套管周圍延伸的第三套管，所述第三套管由外部觸發(fā)可收縮材料形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，進(jìn)一步包括:電連接每一個(gè)所述一個(gè)或多個(gè)定子繞組的中性導(dǎo)體，所述復(fù)合套管設(shè)置在所述中性導(dǎo)體上。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，其中，所述復(fù)合套管設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)跳線導(dǎo)體、所述一個(gè)或多個(gè)公共導(dǎo)體、以及所述一個(gè)或多個(gè)相導(dǎo)體中的至少一個(gè)上。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定子，進(jìn)一步包括:一個(gè)或多個(gè)交叉導(dǎo)體，所述復(fù)合套管設(shè)置在所述一個(gè)或多個(gè)交 叉導(dǎo)體上。
全文摘要
一種定子，該定子包括定子核心，該定子核心具有多個(gè)槽段；多個(gè)定子繞組導(dǎo)體，布置在多個(gè)槽段的選定的一些中；跳線導(dǎo)體，與多個(gè)定子繞組導(dǎo)體的選定的一些相互連接以形成一個(gè)或多個(gè)定子繞組；公共導(dǎo)體，連接至定子繞組導(dǎo)體中的至少一個(gè)；相導(dǎo)體，連接至一個(gè)或多個(gè)定子繞組中的對(duì)應(yīng)的一些；以及設(shè)置在跳線導(dǎo)體、公共導(dǎo)體、以及相導(dǎo)體中的至少一個(gè)上的復(fù)合套管。復(fù)合套管包括第一套管以及定位在第一套管周圍的第二套管。第一套管和第二套管中的一個(gè)由壓縮酰胺合成纖維形成。第一套管和第二套管配合以保護(hù)導(dǎo)體免受外部因素的影響。
文檔編號(hào)H02K1/16GK103151856SQ20121051792
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者科林·哈默, 約翰·馬修·西格勒, 馬克斯·A·布徹, 阿倫·菲利普·蘇特爾 申請(qǐng)人:雷米科技有限責(zé)任公司