[发明专利]旋转电机、其定子、组装用于旋转电机的定子的方法

说明书

公开了旋转电机、其定子、组装用于旋转电机的定子的方法，用于旋转电机的定子包括多个定子槽(22)，各个定子槽容纳定子绕组(18)的多个线圈(40)。当线圈延伸出定子槽时，径向气隙(46)存在于相邻定子槽的线圈之间。在线圈延伸出定子槽时，绝缘装置(42、54、84)设置在定子槽的线圈之间。径向气隙(46)限定在相邻定子槽的线圈的绝缘装置之间。这可以允许径向气道穿过绕组形成，同时确保定子槽的线圈之间的充分电绝缘。

技术领域

本发明涉及一种用于旋转电机的定子，并且尤其涉及一种可以改善电机的冷却的定子。

背景技术

诸如马达和发电机的旋转电机通常包括安装在轴上并布置为在定子内部旋转的转子。转子包括保持转子绕组或永磁体的转子芯。转子绕组或永磁体产生旋转磁场，该旋转磁场穿过转子和定子之间的气隙。定子包括定子芯，定子芯保持与旋转磁场结合的定子绕组。

电机的定子通常包括容纳定子绕组的槽。绕组可以原位缠绕在槽中，或者预先形成的线圈可以插入到槽中。无论哪种情况，绕组都必须离开一个槽并且在进入另一个槽之前绕过定子的外部。绕组的延伸到定子外部的部分通常称为端部绕组或悬垂绕组。

在多相电机中，定子绕组包括用于各个相的单独绕组。这可能导致不同相的端部绕组彼此相邻。在操作中，各个相处于不同电势。

在旋转电机中，定子通常充当电枢并承载主电源。因为不同相的端部绕组可能彼此相邻，所以相之间可能存在相当大的电势。因此，有必要确保不同相的端部绕组之间的足够电绝缘。

定子绕组中的各个导线通常借助于外部绝缘层(通常为珐琅)进行电绝缘。然而，由于制造过程或由于插入工具的建构或使用期间施加在导线上的应力，外部绝缘层中可能产生故障。在绕组处于不同电势的情况下，这可能导致绕组之间产生电弧。这会使电机效率低下，并可能导致电机损坏并最终导致电机故障。

之前对不同相的电绝缘端部绕组的尝试涉及在端部绕组之间插入绝缘屏障，诸如间位芳族聚酰胺材料和/或聚酯的复合片。

电机的额定功率通常受使用电机时定子和转子的温度升高限制。此外，电机通常在较低温度下更有效地运行。另外，如果电机在高温下运行，则电机的使用寿命可能会缩短。因此，许多电机被布置为使空气流过电机，以冷却电机。

然而，标准制造过程通常导致在绕组之间具有很小(如果有的话)气隙的端部绕组。如果绝缘纸放置在绕组之间，这也会限制空气流过绕组，从而降低冷却效率。树脂在端部绕组中的不均匀存在可能进一步降低任意气流间隙的一致性和效力。用于将绕组保持在适当位置的绑带或绑线可能进一步限制气流。

为本申请人的名义的WO2015/011492(其主题通过引用结合到本文中)公开了一种用于电分离旋转电机的定子中的多组端部绕组的隔板。布置隔板，以提供穿过端部绕组的圆周气道。这可以允许气流在不同组绕组之间传递，从而更有效地冷却绕组。

WO2015/011492中公开的隔板可以有助于改善通过端部绕组的气流。然而，已经发现，仍然可能限制气流，特别是在定子芯附近。此外，在某些类型的电机中(特别是在空间有限的小型电机中)包括这样的隔板可能并不总是可行的。因此，期望进一步改善电机内的气流和热管理。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种用于旋转电机的定子，该定子包括多个定子槽，各个定子槽容纳定子绕组的至少一个线圈，其中，当线圈延伸出定子槽时，径向气隙存在于相邻定子槽的线圈之间。

本发明可以提供以下优点：通过在线圈延伸出定子槽时在相邻定子槽的线圈之间提供径向气隙，新气道可以穿过绕组形成。这可以改善通过电机的气流，从而改善热管理。