一種扁線電機定子槽絕緣結構的製作方法

2023-10-09 11:14:54 2

本實用新型涉及扁線電機定子槽結構，具體涉及扁線電機定子槽絕緣結構。

背景技術：

目前扁線導體主要應用於風力發電機、水力發電機等大型電機設備中，近幾年外資品牌的中高端車輛發電機中有大規模應用，特別是以豐田車系以及雷米的客戶為代表的通用車系中，扁線電機的應用最多。而在新能源汽車中，豐田普銳斯、雷克薩斯、寶馬等混合動力車，以及聆風、沃藍達等純電動車目前都採用扁線導體Hairpin工藝製作的電機。

採用扁線導體Hairpin工藝製作的電機，也是一種分布繞組工藝的電機，相對於傳統的採用繞制散嵌線圈的分布繞組電機，可以顯著地提高槽內導體的佔積率，並能顯著地降低兩端端部繞組的高度，而當前採用扁線導體Hairpin工藝製作的電機，其槽內絕緣結構通常設置絕緣紙，槽內絕緣紙為雙B型結構，以實現導體和鐵心間的槽絕緣、以及導體間的層間絕緣和相間絕緣。

上述雙B型扁線導體及定子槽內絕緣結構，其絕緣紙所佔槽內空間較大，影響了槽內導體佔積率的進一步提高，而且由於工藝性和機械強度的考慮，絕緣紙不能太薄，會加大導體相互間、以及導體和定子鐵心間的熱阻，不利於進一步增加電機的功率密度，因此，有必要設計一種新的扁線導體及定子槽內絕緣結構。

技術實現要素：

為了解決上述問題，本實用新型提出一種扁線電機定子槽絕緣結構，通過在定子槽內部及扁線導體外側分別設置絕緣材料來實現定子鐵心與扁線導體、扁線導體之間的絕緣，並且省去了絕緣紙，節省出定子槽內部分空間，為進一步提高槽滿率作出貢獻。

為實現上述目的，本實用新型的技術方案是：

一種扁線電機定子槽絕緣結構，包括定子鐵心、扁線導體，所述定子鐵心上設置定子槽，所述扁線導體置於所述定子槽內，所述定子槽內設有絕緣層，用於實現所述定子槽與所述扁線導體之間的絕緣性，所述定子槽內放置多根扁線導體。

所述定子槽內扁線導體的數量根據所述定子槽的尺寸及所述扁線導體的尺寸放置，以提高所述定子槽的槽滿率。

進一步，所述定子槽內絕緣層通過定子鐵心注塑或噴塗形成。

優選地，所述絕緣層為耐磨聚醯亞胺樹脂或聚四氟乙烯樹脂材質。

所述扁線導體包括內層、中間層、外層，所述內層為純導體，所述中間層為絕緣膜，所述外層為樹脂層；進一步，所述絕緣膜為漆膜層，優選地，所述漆膜層材質為聚醯亞胺漆膜，所述樹脂層材料為耐磨聚醯亞胺樹脂或聚四氟乙烯樹脂。

相比現有的扁線電機定子槽絕緣結構，本實用新型有顯著優點和有益效果，具體體現為：

1.使用本實用新型的扁線電機定子槽絕緣結構，節省了絕緣紙，並節省了定子槽內空間，能夠進一步提高定子槽滿率，提高電機功率；

2.使用本實用新型的扁線電機定子槽絕緣結構，省去了絕緣紙包裝工藝，有效提高電機的整體製作效率。

附圖說明

圖1為扁線電機定子結構示意圖；

圖2為現有扁線電機定子槽內部絕緣結構放大示意圖；

圖3為現有扁線電機的扁線導體結構放大示意圖；

圖4為本實用新型扁線電機定子槽內部絕緣結構放大示意圖；

圖5為本實用新型扁線電機的扁線導體結構放大示意圖。

具體實施方式

本實用新型的具體實施方法如下：

扁線電機作為提高電機定子槽滿率、提高電機功率密度的一種電機，其槽滿率對電機功率、比能量等性能具有很大的影響，因而，進一步增加扁線電機的定子槽內導線的佔用率，對於提高電機性能有直接作用，出於該目的，本實用新型提出了一種新的扁線電機定子槽絕緣結構及其工藝，並通過該絕緣結構來提升電機定子槽的導線佔有率，以此提高電機的槽滿率，下面結合附圖具體說明本實用新型的實施方式：

圖1為扁線電機的定子結構示意圖，其中1為定子槽、2為定子鐵心，所述定子槽1內部為扁線導體，本實施例中以每個定子槽內部設置4根扁線導體為例。

圖2為現有扁線電機定子槽內部絕緣結構放大示意圖，其中11為扁線導體、12為絕緣紙，所述扁線導體11並排排列於所述定子槽1內，所述絕緣紙12通過摺疊成B型結構並置於所述扁線導體11各導體之間及所述扁線導體11與所述定子槽1之間，所述定子槽1的寬度為Bs、高度為Hs，所述絕緣紙12的厚度為t，則所述定子槽1的有效槽面積為(Bs-2*t)*(Hs-6t)。

圖3為現有扁線電機的扁線導體結構放大示意圖，其中110為純導體、13為所述純導體110外部漆膜層，所述漆膜層13的厚度為δ，所述扁線導體11的寬度為Wc、高度為Hc，則所述扁線導體11所佔面積為(Wc-2*δ)*(Hc-2*δ)。

上述為現有的扁線電機定子槽絕緣結構，由於工藝性和機械強度的考慮，所述絕緣紙12不能太薄，因而，所述絕緣紙12佔所述定子槽1內空間較大，影響了所述定子槽1內所述扁線導體11佔積率的進一步提高，而且，所述絕緣紙12的較大厚度會加大所述扁線導體11相互間、以及所述扁線導體11和定子鐵心間的熱阻，不利於電機繞組的散熱，從而限制了進一步增加電機的功率密度。

圖4為本實用新型扁線電機定子槽內部絕緣結構放大示意圖，其中11為扁線導體、14為絕緣層，所述絕緣層14設置於所述定子槽1內側槽壁上，用於實現所述扁線導體11與定子鐵心間的相互絕緣，所述絕緣層14的材料可以為耐磨聚醯亞胺樹脂或聚四氟乙烯樹脂，所述絕緣層14由定子鐵心注塑或噴塗形成，可通過模具或工裝來控制所述絕緣層14的厚度，可通過調整注塑或噴塗壓力來提高所述絕緣層14的強度和附著性，所述絕緣層14的厚度為t0，目前常用的絕緣層厚度t0大約等於t/2。

圖5為本實用新型扁線電機的扁線導體結構放大示意圖，其中110為純導體、15為絕緣膜、16為樹脂層，所述扁線導體11包括純導體110、絕緣膜15、樹脂層16三層結構，所述純導體110、絕緣膜15、樹脂層16由內至外依次設置，所述絕緣膜15為漆膜層，所述漆膜層材料為聚醯亞胺漆膜，所述樹脂層16材料為耐磨聚醯亞胺樹脂或聚四氟乙烯樹脂，所述絕緣膜15與所述樹脂層16厚度之為δ0，目前常用的絕緣膜和樹脂厚度δ0約為1.5*δ，所述扁線導體11的寬度為Wc0、高度為Hc0。

本實用新型所述定子槽1內有耐磨絕緣層14，可以起到槽絕緣紙的作用，由於所述絕緣層14採用注塑或噴塗工藝，在保證絕緣性能和機械強度的同時，可極大地減小絕緣層厚度，所述絕緣層14的厚度小於所述絕緣紙12，增加了有效槽面積，所述扁線導體11最外層的絕緣膜15和樹脂層16可以作為導體間的層間絕緣及相間絕緣，可省去額外的層間絕緣和相間絕緣，進一步增加了有效槽面積，並且減小了導體間、以及導體和定子鐵心間的熱阻，有利於更大規格的扁線導體的使用，能夠能進一步增加電機的功率密度。此外，由於絕緣用料種類的減少，可簡化生產工藝，有利於生產效率的提高。

對於為本實用新型的示範性實施例，應當理解為是本實用新型的權利要求書的保護範圍內其中的某一種示範性示例，具有對本領域技術人員實現相應的技術方案的指導性作用，而非對本實用新型的限定。