專利名稱：用于電機(jī)的定子繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域。它涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的定子繞組。
例如從Springer出版社1973年出版的由H.Sequenz所著的“電機(jī)繞組制造”的第159頁中已知一種這樣的定子繞組。
現(xiàn)有技術(shù)已知在高功率電機(jī)的定子繞組中，一個(gè)兩層繞組的包覆棒(Roebelstab)(每槽具有上下重疊放置的兩根線棒)設(shè)計(jì)成具有四個(gè)并排排列的子導(dǎo)線排或子導(dǎo)線列的雙芯-包覆棒(Doppel-Roebelstab)。近幾十年來，特別對(duì)于水冷繞組，都是這樣做的。以這種方式能夠?qū)⒕€棒部分對(duì)半平分并因此降低繞組的成本。子導(dǎo)線的寬度大致與在具有單芯-包覆棒(Einfach-Roebelstab)的定子情況下的一樣寬。繞組槽的寬度因此不用完全加一倍，因?yàn)橐恍┓诸~分?jǐn)偟街鹘^緣。
在用氣態(tài)冷卻介質(zhì)進(jìn)行間接冷卻的繞組中，空氣或氫氣經(jīng)過線棒絕緣層將導(dǎo)線的損耗功率排走。制成雙芯-包覆棒的線棒結(jié)構(gòu)是近幾年才實(shí)行的(參見例如EP-A2-0905859)。原因是隨著電機(jī)效率的增加在導(dǎo)線中的渦流附加損耗也大大升高。特別遭受這種渦流附加損耗的是位于繞組槽上方、靠近內(nèi)孔的線棒中最上邊的子導(dǎo)線。由于損耗的排出不利，這些子導(dǎo)線變得很熱并且在超過絕緣材料的溫度極限時(shí)限制了可能達(dá)到的電機(jī)功率。通過將單芯-包覆棒轉(zhuǎn)變成雙芯-包覆棒或4列-包覆棒，將子導(dǎo)線的寬度進(jìn)行對(duì)半平分，可以有效地避免這種渦流損耗(直至大約因數(shù)4)。其次用雙芯-包覆棒還能夠削減在繞組端部的附加損耗，而這種附加損耗在漸薄形式的、靠近內(nèi)孔的線棒中也出現(xiàn)得強(qiáng)烈些。
然而不利之處是，在間接冷卻的繞組中全部采用雙芯-包覆棒時(shí)，將大大提高繞組的成本，因?yàn)橄鄬?duì)于用單芯-包覆棒的解決方案來說，線棒部分是一樣的。
發(fā)明概要本發(fā)明的任務(wù)在于實(shí)現(xiàn)一種定子繞組，它能在減小高成本的同時(shí)解決線棒在靠近內(nèi)孔的區(qū)域中的渦流損耗問題。
上述任務(wù)將通過權(quán)利要求1的整個(gè)特征來完成。本發(fā)明的核心在于只將在靠近內(nèi)孔的線棒中的子導(dǎo)線進(jìn)行再細(xì)分以減小渦流損耗，而不是如此地遭受渦流損耗的靠近槽底的線棒則較少進(jìn)行細(xì)分。以這種方式，只在需要的地方增加子導(dǎo)線的數(shù)量，這樣可以限制繞組的高成本。
本發(fā)明的一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)的突出之處在于，靠近槽底的線棒設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)子導(dǎo)線排或子導(dǎo)線列的單芯-包覆棒，而靠近內(nèi)孔的線棒則設(shè)計(jì)成具有四個(gè)子導(dǎo)線排或子導(dǎo)線列的雙芯-包覆棒。借此可以在本發(fā)明的框架中使用合適的線棒制造法。
如果在兩根線棒中的子導(dǎo)線排的有效總寬度大約相等，并且在兩根線棒中的子導(dǎo)線排的有效高度相等，則線棒的制造、加工和安裝將特別簡(jiǎn)單。
其他的實(shí)施形式將由從屬權(quán)利要求給出。
附圖簡(jiǎn)述下面將借助與附圖有關(guān)的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的局限于繞組槽部分的定子繞組的橫截面；圖2是圖1繞組情況下，用于連接線棒端頭的第一實(shí)施例；和圖3是圖1繞組情況下，用于連接線棒端頭的第二實(shí)施例。
優(yōu)選實(shí)施例描述在圖1中描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的局限于繞組槽部分的定子繞組的橫截面。該定子繞組被安置在一個(gè)定子疊片主體10中并且由單獨(dú)的線棒15、17組成，這些線棒分別安置在一個(gè)繞組槽11中。該繞組槽11朝定子疊片主體10的中央孔22那邊敞開，而相對(duì)的一側(cè)由槽底21限定。在繞組槽11中上下重疊地布置有兩根線棒15和17。與此相應(yīng)，線棒17是靠近槽底的線棒，而線棒15則是靠近內(nèi)孔的線棒。線棒15、17均由眾多的單個(gè)子導(dǎo)線23或23′組成，通過上下重疊堆放，從這些單個(gè)的子導(dǎo)線分別形成了多個(gè)并排布置的子導(dǎo)線排15a，..，d或17a，b。當(dāng)子導(dǎo)線23、23′在包覆結(jié)構(gòu)的框架中或以其他方式換位時(shí)，所說子導(dǎo)線排共同形成子導(dǎo)線列。線棒15、17的絕緣借助已知的方法完成，在此將不對(duì)其進(jìn)行探討。
兩根線棒15和17通過一個(gè)中間墊層16彼此分開。借助一種封槽結(jié)構(gòu)將它們保持在繞組槽11中，就本身已知的方式來說，所說封槽結(jié)構(gòu)包括一個(gè)槽楔12、一個(gè)副楔13和一個(gè)楔墊14。槽楔12上方留出的預(yù)留槽20的高度大部分通過對(duì)流的要求得出，如緊湊程度、電抗和線棒的附加損耗。
靠近內(nèi)孔的線棒15在所述實(shí)施例中包括四個(gè)子導(dǎo)線排或子導(dǎo)線列15a，..，d，而靠近槽底的線棒17則只包括兩個(gè)子導(dǎo)線排或子導(dǎo)線列17a，b。靠近內(nèi)孔的線棒15的子導(dǎo)線23的寬度大約為靠近槽底的線棒17的子導(dǎo)線23′的寬度的一半，這樣對(duì)于兩根線棒15、17來說，得到大約相等的(電力)有效總寬度。優(yōu)選的是，兩根線棒15和17的有效高度也相等。如果對(duì)線棒損失的平衡更為看重而不太在乎對(duì)繞組高成本進(jìn)行限制的話，相對(duì)于靠近槽底的線棒17而言，靠近內(nèi)孔的線棒15的有效高度可以加大。此外還可以把靠近槽底的線棒17中的子導(dǎo)線的厚度選擇得大一些。
相對(duì)于在兩根線棒中大約分成一半的加倍方式來說，只將在靠近內(nèi)孔的線棒15中的子導(dǎo)線23的數(shù)量加倍可以降低線棒的高成本。在靠近內(nèi)孔的線棒15中的子導(dǎo)線排15a，..，d例如可以合并成雙芯-包覆棒，在此，兩相鄰子導(dǎo)線排15a，b和15c，d中的子導(dǎo)線23可以分別進(jìn)行彼此間換位。但也可以設(shè)想，將4列-包覆棒內(nèi)的所有子導(dǎo)線排15a，..，d的子導(dǎo)線23進(jìn)行彼此間換位。靠近槽底的線棒17的子導(dǎo)線排17a，b中的子導(dǎo)線23′最好以單芯-包覆棒的形式進(jìn)行彼此間換位。
靠近內(nèi)孔的4列-線棒15與靠近槽底的由單芯-包覆棒構(gòu)成的相應(yīng)線棒17在線棒端頭進(jìn)行的連接可以按圖2和3所示的兩種方式實(shí)現(xiàn)如果靠近內(nèi)孔的線棒15的所有子導(dǎo)線排15a ，..，d中的子導(dǎo)線23彼此間進(jìn)行換位，如象在自身補(bǔ)償?shù)碾p芯-包覆棒情況下那樣，例如在所謂的“辮子棒”形式下，圖2中的所有子導(dǎo)線排15a，..，d和17a，b則借助兩個(gè)護(hù)環(huán)18、19以整體連接的形式在線棒端頭進(jìn)行連接。
但根據(jù)圖3，還可以設(shè)想，借助兩對(duì)護(hù)環(huán)18a，19a和18b，19b隔開(分開)進(jìn)行連接，在此，靠近內(nèi)孔的線棒15的兩個(gè)子導(dǎo)線排15a，b或15c，d分別與靠近槽底的線棒17的相應(yīng)子導(dǎo)線排17a或17b進(jìn)行連接。
權(quán)利要求
1.用于電機(jī)的定子繞組，在該定子繞組上，在一個(gè)定子疊片主體(10)的所有繞組槽(11)中在槽底(21)和內(nèi)孔(22)之間分別上下重疊地布置有兩根線棒(15、17)，其中，每根線棒(15、17)都包括多個(gè)并排排列的子導(dǎo)線排(15a，..，d或17a，b)或子導(dǎo)線列，其特征在于靠近內(nèi)孔的線棒(15)比靠近槽底的線棒(17)具有更多的子導(dǎo)線排(15a，..，d)或子導(dǎo)線列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的定子繞組，其特征在于靠近槽底的線棒(17)設(shè)計(jì)成具有兩個(gè)子導(dǎo)線排(17a，b)或子導(dǎo)線列的單芯-包覆棒(Einfach-Roebelstab)，而靠近內(nèi)孔的線棒(15)則具有三個(gè)或多個(gè)子導(dǎo)線排(15a，..，d)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的定子繞組，其特征在于靠近內(nèi)孔的線棒(15)設(shè)計(jì)成具有四個(gè)子導(dǎo)線排(15a，..，d)或子導(dǎo)線列的雙芯-包覆棒(Doppel-Roebelstab)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的定子繞組，其特征在于在兩根線棒(15、17)中的子導(dǎo)線排(15a，..，d或17a，b)的有效總寬度大約相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的定子繞組，其特征在于靠近內(nèi)孔的線棒(15)的子導(dǎo)線排(15a，..，d)的有效高度至少與靠近槽底的線棒(17)的子導(dǎo)線排(17a，b)的有效高度一樣大。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的定子繞組，其特征在于在兩根線棒(15、17)中的子導(dǎo)線排(15a，..，d；17a，b)的有效高度相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的定子繞組，其特征在于對(duì)應(yīng)的線棒(15、17)在線棒端頭進(jìn)行連接，并且連接件(18、19)將所有的子導(dǎo)線排(15a，..，d；17a，b)共同進(jìn)行連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的定子繞組，其特征在于對(duì)應(yīng)的線棒(15、17)在線棒端頭進(jìn)行連接，并且連接件(18a、19a、18b、19b)將兩根線棒(15、17)的相應(yīng)子導(dǎo)線排(15a，b；17a或15c，d；17b)分開進(jìn)行連接。
全文摘要
一種用于電機(jī)的定子繞組,在該定子繞組上,在一個(gè)定子疊片主體(10)的所有繞組槽(11)中在槽底(21)和內(nèi)孔(22)之間分別上下重疊地布置有兩根線棒(15、17),其中,每根線棒(15、17)都包括多個(gè)并排排列的子導(dǎo)線排(15a,..,d或17a,b)或子導(dǎo)線列,通過使靠近內(nèi)孔的線棒(15)比靠近槽底的線棒(17)具有更多的子導(dǎo)線排(15a,..,d)或子導(dǎo)線列的方式,將會(huì)在降低繞組高成本的同時(shí)大大減小渦流損耗。
文檔編號(hào)H02K3/12GK1333590SQ01125480
公開日2002年1月30日 申請(qǐng)日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月6日
發(fā)明者R·約霍 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆電力有限公司