[发明专利]用于电机的定子和制造这种定子的方法

说明书

本发明涉及一种用于电机的定子，所述定子具有用于容纳导体的槽，导体用于产生磁场，其中，在所述槽中设置有至少两个彼此平行地延伸的彼此相邻的导体，所述导体通过绝缘部件彼此电绝缘，其中，绝缘部件至少部分通过在导体之间插入的层隔离件形成。本发明要解决的技术问题是，给出一种定子和制造这种定子的方法，由此一方面可以实现大的填充因数，另一方面可以可靠地避免局部放电。上述技术问题通过如下方式来解决：层隔离件的使用和/或性质，与在槽中彼此平行地延伸的彼此相邻的导体之间的相应的最大电压电势有关。

背景技术

在现代机器(例如在运行时经由时钟控制(getaktete)的变换器源驱动的电动机)的设备电路中，越来越多地产生重复的高能量脉冲(例如开关脉冲)。这些脉冲的上升时间短，并且峰值电压明显高于电源电压的标称值。与绝缘系统在传统的电网频率下的交流电压下的老化相比，这些脉冲使得绝缘系统以不同的方式老化。在此必须考虑以下几点：局部放电通过腐蚀性的分解产物、紫外线辐射和臭氧、由于电流脉冲而引起的机电疲劳以及由于电压脉冲的高频分量而引起的介电加热而破坏绝缘。即使标称电压低于局部放电的起始电压，叠加的脉冲也可能激发局部放电。在此，温度、空气湿度、脉冲形状、脉冲极性和脉冲重复率显著地影响材料的退化速度。因此，到局部放电的熄灭电压的足够的距离始终是重要的。其(除了结构措施之外)通过使用足够耐压、即“更厚”的绝缘来实现。然而，这与在电机内部绝缘材料尽可能少的要求矛盾。因为只有铁和铜部分是电有效的，同时另一方面，可用于要构建的电机的结构空间通常是非常有限的。

因此，在设计和制造电机时，应当注意使槽中的相邻的导体的电压差尽可能小，因为否则由于电压负荷，可能在导体或者导体之间的绝缘材料中发生局部放电。这些局部放电可能在机器的使用寿命期间损坏或者破坏机器的绝缘系统，由此可能出现故障/停机(Liegenbleiben)。为了防止局部放电，可以通过引入附加的绝缘材料来增加相邻的导体相对于彼此的距离。

从DE 10 2004 013 579 A1中，已知在定子的绕组头中，通过纸膜将分布式绕组的交叉的导线彼此隔离，从而对其施加三相电流的不同的相。然而，在相应的前提条件下，局部放电很可能不在绕组头中发生，而是在定子的槽内的导体之间发生。

此外，提出了在槽的所有分导体之间引入绝缘材料。然而，在此，其缺点是，定子槽的铜填充因数(Kupferfüllfaktor)变得更小。此外，使用了比实际需要更多的材料。附加地，用于建造定子的处理时间延长。

避免局部放电的另一种可能性可以是，使用电压差不是很大的优化的绕组方案。然而，在此，要忍受更复杂的制造过程。最后，存在电机以不同的电压水平运行的可能性，但是这经常是不可能的，因为关于输入电压和输出电压的边界条件是确定的。

发明内容：技术问题、解决方案、优点

因此，本发明涉及一种与根据权利要求1的前序部分对应的定子和与根据权利要求8的前序部分对应的方法。本发明要解决的技术问题是，给出一种定子和制造这种定子的方法，由此一方面可以实现大的填充因数，另一方面可以可靠地避免局部放电。

上述技术问题通过根据权利要求1的特征组合或者通过根据权利要求8的方法的特征来解决。因此，代替在所有导线之间插入类似地设计的层隔离件，原则上对该层隔离件进行优化，并且使其匹配于相应的现有的要求。因此，其结果是，对于层隔离件，仅使用像对于经济的制造有意义的材料一样多的材料。由此，在导体之间的击穿强度得到改善时，相关绕组的填充因数同时增大。因此，本发明原则上在于如下内容：分析机器的绕组方案，以确定在绕组的哪些位置(在哪些分导体之间)存在对于机器的运行过大的电压差。然后，仅在这些位置使用相应地确定尺寸的层隔离件。由此，仅在绕组需要的位置使用该附加的绝缘材料(层隔离件)，来优化材料的使用以及生产时间，并且提高槽的铜填充因数。因此，本发明不是主要在绕组头处有效，而是在定子的槽中有效。层隔离件可以由在市场上可以获得的合适的材料制成，在选择层隔离件时，考虑材料的已知的绝缘值。