專利名稱：：電機轉(zhuǎn)子繞組外端的綁帶及繞組外端的綁扎方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所說的電機轉(zhuǎn)子繞組外端的綁帶，它同樣涉及如獨立方法權(quán)利要求前序部分所說的綁扎方法。這種電機轉(zhuǎn)子繞組外端的綁帶在由H.Sequenz，SpringerVerlag主編的“HersfellungderWicklungElektrischerMaschinen”[電機繞組的制造]一書第236頁中公開過，在那文獻中，電機轉(zhuǎn)子繞組外端的繞組由鋼絲或浸漬過樹脂的玻璃纖維構(gòu)成的綁帶固定。繞組外端的進一步固定和支撐是用脹圈，在那個文獻中沒有描述。鋼絲綁帶盡可能僅由一層相互緊挨著的鋼絲圈而構(gòu)成。絕緣層位于綁帶和繞組之間。銅或非磁性鋼用作繞組電線的材料。熱固玻璃纖維綁帶由浸漬過樹脂的玻璃纖維帶構(gòu)成，它沿繞組外端周邊纏繞多層。從使用熱固玻璃綁帶中可知道其構(gòu)造和綁扎的效果了。市場上，能得到大量具有熱固填質(zhì)的玻璃纖維帶，象浸漬過無溶解樹脂的玻璃纖維。在綁扎過程中，以一盡可能高的預(yù)應(yīng)力來實現(xiàn)該操作，最大可用預(yù)應(yīng)力是由玻璃纖維帶的拉伸強度決定的。熱固綁帶材料通過熱源劇烈加熱以使樹脂熔化為液體。由于預(yù)應(yīng)力的作用，在綁扎時，外層樹脂能滲透至底層，這樣會導(dǎo)致一部分預(yù)應(yīng)力在樹脂硬化前消失。在操作過程中預(yù)應(yīng)力必須以下述方式使用，即余留在硬化材料中的預(yù)應(yīng)力是以補償繞組外端在工作過程中產(chǎn)生的離心力。與鋼絲綁帶相比，玻璃綁帶的優(yōu)點是，尤其能減低成品的費用，免去專用絕緣層，彈性強度較高，由于重量輕在離心力作用下而有較少的聚集物，等等。然而，所需綁帶的厚度是作為繞組外端使用玻璃綁帶或鋼絲綁帶的選擇依據(jù)。開始使用超過8mm厚的熱固玻璃綁帶，然后用更多圈數(shù)的熱固纖維材料也不再對玻璃綁帶的強度有任何影響。因此，當(dāng)需要更高強度時，就要用鋼絲綁帶代替玻璃綁帶。因此，本發(fā)明的目的是提供一種在厚度盡可能低的情況下而具有較高預(yù)應(yīng)力和較高強度的新型綁帶，而綁帶用于開始提及的電機轉(zhuǎn)子繞組外端上。因此，以第一權(quán)利要求為特征的本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。本發(fā)明的核心是由熱塑料組成的纖維帶的塑料填質(zhì)。本發(fā)明的優(yōu)點也能看出，特別是在使用熱塑料纖維帶過程中，由于松馳作用，不會產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力損失。因而，每圈熱塑性纖維帶的更多預(yù)應(yīng)力被使用，這樣為了獲得專用預(yù)應(yīng)力和強度僅需要較少層數(shù)的纖維帶。這就意味著與熱固綁帶相比，可減少熱塑性綁帶的厚度，借此轉(zhuǎn)子在工作過程中產(chǎn)生的熱量可以更好地散發(fā)。此外，由于所需的熱塑性綁帶厚度低，先前使用的鋼絲綁帶可用熱塑性綁帶來代替。另一優(yōu)點是，通過使用這種綁帶，縮短了綁扎熱塑性綁帶的時間，降低了制造成本。而且，本發(fā)明的較佳實施例的特征可以從從屬權(quán)利要求中得知。此外，專用的綁扎方法還要進一步說明。本發(fā)明比較完整的理解和其許多優(yōu)點易于得到，同樣在結(jié)合附圖，通過下面詳細地描述就能更好地領(lǐng)會本發(fā)明，圖中圖1是用于本發(fā)明繞組外端綁扎的裝置的側(cè)視圖；圖2是圖1裝置中沿平面II-II的部分剖面圖；圖3是圖2中III的放大視圖；圖4是預(yù)應(yīng)力分布曲線圖；圖5是本發(fā)明沒有壓滾輪用于繞組外端綁扎的另一裝置圖。圖中所示的僅僅是那些需要用于理解本發(fā)明的部件?，F(xiàn)參看附圖，其中，幾幅附圖中的同一參考標(biāo)記表示相同或相應(yīng)的部件。圖1中，電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)支撐于軸承座3、4的軸端2a、2b上，與軸承座3成一體的是旋轉(zhuǎn)裝置，圖中未顯示，通過旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)子1能繞旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸30轉(zhuǎn)動。位于轉(zhuǎn)子1上方的是橋門架5，它能與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子軸30平行轉(zhuǎn)動。基本上與橋門架5垂直設(shè)置的是支撐臂7，它能沿橋門架5的橫向支架6水平移動。設(shè)置在支撐臂7的下端，與轉(zhuǎn)子1而對的是壓力缸8。通過壓力缸8和支架9，頂塊10能垂直移動，并以一可調(diào)整力緊壓在轉(zhuǎn)子1的繞組外端20上。頂塊10在此情況下起到把熱塑性纖維復(fù)合材料帶15加壓到繞組外端20上的作用。如圖2和圖3所示，頂塊10由壓滾輪11，導(dǎo)向輪12和加熱裝置14組成，頂塊10的部件11，12，14通過圖中未顯示的支架與另外的部件相連接。熱塑性纖維帶15由放繞裝置16從綁帶材料滾筒13放繞。熱塑性纖維帶15然后經(jīng)過導(dǎo)向輪12到達加熱裝置14。在此，熱塑性纖維帶15通過加熱元件18加熱，至少在正對加熱裝置14的表面，使之至少受熱至熱塑性纖維帶15的熱塑性填質(zhì)的熔點。通過壓滾輪11，熱塑性纖維帶15被壓到繞組外端20上并冷卻，以便它牢固地粘結(jié)在繞組外端20上。在此情況下，放繞裝置16的轉(zhuǎn)動速度低于轉(zhuǎn)子1的轉(zhuǎn)動速度，以此放繞裝置16可對熱塑性纖維帶15施加一個可調(diào)的拉力。因此纖維帶15在一專用預(yù)應(yīng)力下被加到繞組外端上。在熱塑性纖維帶15的第一股加到繞組外端20上后，位于繞組外端上的熱塑性纖維帶15的外表面，即遠離繞組外端的面，經(jīng)過加熱裝置14的加熱元件17加熱，同樣至少加熱至熱塑性填質(zhì)的熔點。這樣就導(dǎo)致熱塑性纖維帶15的兩個相對的表面被熔化，并在壓滾輪11的作用下產(chǎn)生最佳熔合。由于使用熱塑性纖維帶15，至少有一層綁帶19，它具有適當(dāng)?shù)念A(yù)應(yīng)力。象加熱元件17、18是由供氣裝置提供熱空氣的。根據(jù)本發(fā)明，綁扎材料是由熱塑性纖維復(fù)合材料帶組成。這些綁帶是由夾入了纖維的熱塑性填質(zhì)組成的，含纖纖量超過了60％。滿足相應(yīng)需求的任何熱塑料都能被用作熱塑性填質(zhì)，最好是芳烴塑料，特別是聚醚酮或聚醚亞胺。具有相應(yīng)理想拉伸強度的任何有用纖維材料都能被用作纖維，最好是碳纖維或玻璃纖維。選取的一些熱塑性纖維復(fù)合材料帶的材料特性如表1所示。表中所示的帶子是由玻璃或碳纖維以及填質(zhì)組成，而填質(zhì)是由聚苯撐硫(PPS)表1聚醚亞胺(PEI)或聚醚酮(PEEK)組成。用a、b、c表示的材料帶是由Quadrax公司生產(chǎn)的，用d、e、f表示的材料帶是由ICI纖維公司生產(chǎn)的，具有熱固填質(zhì)的用作比較例子的g是由theIsolaVonRoll公司生產(chǎn)的。舉例中的a、b、c、d和g帶子的使用最高溫度大約為200℃，而e和f的使用最高溫度大致為240℃。PEEK正常工作溫度，大約為400℃，PPS大約為340℃。在圖4中，畫出了在纖維帶工作過程中使用的預(yù)應(yīng)力31對余留預(yù)應(yīng)力32的分布曲線。在熱塑性纖維帶15的分布曲線33中，其平均值35高于熱固纖維帶的分布曲線34中的平均值36。熱塑性纖維帶15的安全系數(shù)37小于熱固纖維帶的安全系數(shù)38，也就是說，熱塑性纖維帶的特性曲線33的變異性比特性曲線34的變異性小。這種情況可從熱塑性纖維帶工作過程中的事實得到解釋，由于松馳作用的結(jié)果，僅僅損失很少一部分預(yù)應(yīng)力。實驗表明，熱塑性綁帶的余留預(yù)應(yīng)力至少為原預(yù)應(yīng)力的70～100％。因此，為了獲得具有一專用預(yù)應(yīng)力的綁帶，和熱固纖維帶相比，僅需要較少圈數(shù)的熱塑性纖維帶，如下表2所示。纖維類型玻璃纖維碳纖維熱塑性纖維帶的圈數(shù)與具有玻璃纖維的熱固纖維帶的圈數(shù)的比值＜0.7＜0.4</table></tables>表2從表2可知，例如，用具有碳纖維的熱塑性綁帶代替具有玻璃纖維的熱固綁帶時，綁扎的厚度減少到原來的2/5還多。因此，原來使用的鋼綁帶可用熱塑性綁帶來代替。如圖5所示，熱塑性纖維帶15在沒有壓滾輪11情況下通過接合力F而使用，特別是在相對較小的繞組外端20的情況下，也就是說，在半徑較小的繞組外端情況下。接合力F在此情況下與加在帶子15上的拉力成正比，與繞組外端20的半徑成反比。在此情況下，必須考慮到由電機參數(shù)事先確定了的繞組外端的半徑和表1中由拉伸強度確定的作用于帶子15上的最大拉力。然而，由于繞組外端半徑是足夠小，而可用的拉力是足夠大，因此，就可以省去圖2和圖3中的壓滾輪。所以工作過程很少有變化，由此可大大地被簡化，這樣也節(jié)省投資成本。另一優(yōu)點是綁扎方法并不由繞組外端的導(dǎo)條的幾何形狀和拓?fù)湫螤疃?。發(fā)電機和電動機的膠圈，它起固定和支撐繞組外端的作用，也可用熱塑性纖維帶制成的綁帶來代替。這種情況可通過使用非常好的熱塑性纖維帶和由此而成的薄形綁帶而能實現(xiàn)。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于如圖所示和上述的的實施例。借助于熱塑性纖維帶，綁帶可由單個漲圈組成。這樣也有優(yōu)點，即轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱經(jīng)過漲圈之間的空隙能夠散發(fā)出去。顯然，根據(jù)以上描述，可對本發(fā)明作許多修改和變化。因此可以理解，在后面的權(quán)利要求范圍內(nèi)，除了這里特別描述之外，本發(fā)明也可以實現(xiàn)。權(quán)利要求1.用于電機轉(zhuǎn)子(1)的繞組外端(20)的綁帶(19)，主要由塑料填質(zhì)及夾于其中的纖維材料組成，綁帶(19)通過把纖維帶(15)纏繞到繞組外端(20)上而形成，其特征在于塑料填質(zhì)是由熱塑料組成。2.如權(quán)利要求1所述的綁帶，其特征在于維維材料是由玻璃纖維和/或碳纖維組成。3.如權(quán)利要求1所述的綁帶，其特征在于熱塑料是芳烴熱塑料。4.電機轉(zhuǎn)子(1)的繞組外端(20)的綁扎方法，由纖維和塑料填質(zhì)復(fù)合而成的至少一層帶子(15)在預(yù)應(yīng)力作用下被加到繞組外端(20)上，其特征在于由纖維嵌入熱塑性填質(zhì)構(gòu)成的帶子(15)經(jīng)過放繞裝置(16)被放繞，其中帶子(15)通過至少有一加熱裝置(14)組成的頂塊(10)加到繞組外端(20)上，熱塑性纖維帶(15)由加熱裝置(14)加熱，至少在正對繞組外端(20)的那一面，被加熱至塑料填質(zhì)熔點之上，然后帶子(15)被加到繞組外端(20)上，并冷卻至塑料填質(zhì)熔點之下。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在頂塊(10)至少有加熱裝置(14)和壓滾輪(11)組成，帶子(15)通過壓滾輪(11)被加壓至繞組外端(20)上。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于壓至繞組外端(20)上的帶子(15)通過壓滾輪(11)冷卻至塑料填質(zhì)熔點之下。7.如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于加至繞組外端(20)上的熱塑性纖維帶(15)通過加熱裝置(14)加熱，至少在遠離繞組外端(20)的那一面，被加熱至塑料填質(zhì)熔點之上。全文摘要在用于電機轉(zhuǎn)子(1)的繞組外端(20)上的綁帶(19)中，主要由塑料填質(zhì)及夾于其中的纖維材料組成，綁帶(19)通過把纖維帶(15)纏繞在繞組外端(20)上而形成。塑料填質(zhì)由熱塑料組成。此外，還描述了把纖維帶加到電機繞組外端上的方法。文檔編號H02K15/12GK1167357SQ97111288公開日1997年12月10日申請日期1997年4月18日優(yōu)先權(quán)日1996年4月18日發(fā)明者W·黑爾,V·梅利克,F·費納德,K·帕弗雷,H·普蘭納申請人:Abb研究有限公司