CN113812067A

CN113812067A - 定子线圈、具备该定子线圈的定子以及旋转电机、定子线圈的制造方法

Info

Publication number: CN113812067A
Application number: CN201980096312.8A
Authority: CN
Inventors: 藤原隆; 筑地真
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mtg Corp
Priority date: 2019-05-22
Filing date: 2019-05-22
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2039-05-22
Also published as: JP6746019B1; JPWO2020235045A1; CN113812067B; US11984782B2; DE112019007344T5; WO2020235045A1; US20220209610A1

Abstract

本申请的目的在于提供一种定子线圈，具有损耗少、局部放电的起点少的拐角部。一种具有导体棒(22)的定子线圈(6)，定子线圈在其拐角部(13)包括：覆盖导体棒的外周的第一绝缘层(23)；一个端部在拐角部的前端侧与导体棒电连接，另一个端部配置于第一绝缘层的外表面的导电体(24)；对第一绝缘层的外周和位于第一绝缘层的外表面的导电体进行覆盖的第一导电层(25)；覆盖第一导电层的外周的第二绝缘层(26)；以及覆盖第二绝缘层的外周的第二导电层(27)。

Description

定子线圈、具备该定子线圈的定子以及旋转电机、定子线圈的制造方法

技术领域

本申请涉及定子线圈、具备该定子线圈的定子以及旋转电机、定子线圈的制造方法。

背景技术

涡轮发电机等旋转电机由产生旋转磁场的转子和设置于该转子外周侧的圆环状的定子构成。定子由具有配置成圆周状的槽的定子铁芯和插入槽中的定子线圈构成。在该旋转电机中，由于转子的旋转磁场而在定子线圈中产生感应电流。定子线圈由插入定子铁芯槽中的直线状部分和从定子铁芯沿轴向露出外部并沿径向向外侧弯曲的部分构成，并在端部反卷。以下，将定子线圈的直线部中插入槽中的部分称为槽部，将从定子铁芯沿轴向露出至外部并沿径向向外侧延伸的部分称为线圈端部，将连接槽部和线圈端部的弯曲的部分称为拐角部。

定子线圈由铜等导线捆扎形成的导体棒以及覆盖该导体棒的外部的绝缘层构成。该绝缘层大多绕卷云母带而构成，但如果绝缘层内存在空隙，则该空隙可能会成为电气上的弱点而产生局部放电。特别是定子线圈的拐角部是弯曲的，因此存在绝缘层和导体棒之间容易产生空隙，容易产生局部放电的问题。

作为应对该问题的以往的固定线圈，公开了一种定子线圈，其由绝缘层和导电层组成的双层结构的叠层带以绝缘层置于内侧的方式卷绕在导体棒上，导体棒在拐角部露出的部分和叠层带的导电层通过导电体而电连接，另外，在叠层带和导电体的外周设有主绝缘层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特表2013-505699号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在以往的定子线圈中，由于导体棒和叠层带的导电层通过导电体而电连接，因此能够抑制拐角部的局部放电的发生。但是，由于使用了由绝缘层和导电层构成的双层结构的叠层带，所以导电层螺旋状地覆盖导体棒的周围，充电电流流过螺旋状的电流路径，从而损耗变大。另外，导电体的边缘部分容易形成空隙，有可能成为局部放电的起点。

本申请是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种具有损耗小、局部放电起点少的拐角部的定子线圈。

用于解决技术问题的技术手段

本申请的定子线圈是具有导体棒的定子线圈，在拐角部具有覆盖导体棒的外周的第一绝缘层；一个端部在拐角部的前端侧与导体棒电连接，另一个端部配置于第一绝缘层的外表面的导电体；对第一绝缘层的外周和位于第一绝缘层的外表面的导电体进行覆盖的第一导电层；覆盖第一导电层的外周的第二绝缘层；以及覆盖第二绝缘层的外周的第二导电层。

发明效果

本申请的定子线圈包括一个端部在拐角部的前端侧与导体棒电连接且另一个端部配置于第一绝缘层的外表面的导电体、以及对第一绝缘层的外周和位于第一绝缘层的外表面的导电体进行覆盖的第一导电层，因此具有损耗小且局部放电起始点少的拐角部。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的旋转电机的剖视示意图。

图2是实施方式1所涉及的定子线圈的示意图。

图3是实施方式1所涉及的定子线圈的立体图。

图4是说明实施方式1所涉及的定子线圈的制造工序的示意图。

图5是说明实施方式1所涉及的定子线圈的制造工序的示意图。

图6是说明实施方式1所涉及的定子线圈的制造工序的示意图。

图7是说明实施方式1所涉及的定子线圈的制造工序的示意图。

图8是说明实施方式1所涉及的定子线圈的制造工序的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对用于实施本申请的实施方式所涉及的电子线圈、定子、以及旋转电机进行详细说明。另外，各图中相同标号示出相同或相当部分。

实施方式1.

图1是实施方式1所涉及的旋转电机的剖视示意图。本实施方式的旋转电机例如是涡轮发电机。如图1所示，该旋转电机1由产生旋转磁场的转子2和设置于该转子2的外周侧的圆环状的定子3构成。定子3由具有配置成圆周状的槽4的定子铁芯5和插入槽4中的定子线圈6构成。转子2以相对于定子3可自由旋转的方式设置于定子3的内周侧。在该旋转电机1中，由于转子2的旋转磁场而在定子线圈6中产生感应电流。

图2是定子线圈6的示意图。如图2所示。定子线圈6由槽部11和线圈端部12构成，槽部11是直线状的直线部10的一部分并被插入定子铁芯5的槽4中，线圈端部12从定子铁芯5沿轴向露出至外部并沿径向向外侧弯曲。定子线圈6在线圈端部12的端部被反卷。将从槽部11到线圈端部12的弯曲部分称为拐角部13。形成有后述的绝缘层、导电层等的位置是拐角部13的位置。

图3是定子线圈6的拐角部的立体图。图3中，左侧是拐角部的线圈端部侧、即拐角部的前端侧。此外，图3中，拐角部实际上是弯曲的，但是为了说明拐角部的构造，以没有弯曲的状态进行图示。

定子线圈6包括由铜等导线21捆扎而成的导体棒22。导线21是截面为矩形的铜线，施加有漆皮等绝缘包覆。导体棒22例如通过将导线21捆扎成纵向8列横向2列来构成。在拐角部，导体棒22的外周除了拐角部的线圈端部侧以外被第一绝缘层23覆盖。第一绝缘层23例如通过将云母带螺旋状地卷绕于导体棒22而构成。在导体棒22的拐角部的线圈端部侧存在未被第一绝缘层23覆盖的部分，导电体24的一个端部在该部分与导体棒22在纵向上的最上部的导线21电连接。在导线21与导电体24接触的部分，导线21的绝缘包覆被去除。导电体24例如由金属带或具有粘接层的金属带构成。此外，导电体24的另一个端部设置于第一绝缘层23的外表面。此外，导电体24优选仅与导体棒22的一根导线21相连接。这是因为不希望导线21彼此经由导电体24电连接。因此，导电体24的宽度优选为导线21的宽度以下。

第一绝缘层23的外周和位于第一绝缘层23的外表面的导电体24被第一导电层25覆盖。另外，第一导电层25的外周被第二绝缘层26覆盖。此外，第二绝缘层26的外周被第二导电层27覆盖。第一导电层25和第二导电层27例如通过卷绕导电带而构成。该导电带是通过将导电性的碳颗粒分散在诸如聚酯或玻璃等基材中而获得的。此外，第二绝缘层26例如通过螺旋状地卷绕云母带而构成。另外，在图3中，第二绝缘层26和第二导电层27仅示出部分，以便更容易地说明结构，但实际上，第二绝缘层26覆盖整个线圈端部，并且第二导电层27覆盖包含槽部11和拐角部13的范围。

第一绝缘层23和第二绝缘层26均通过卷绕云母带而构成。另外，第一导电层25和第二导电层27例如都通过卷绕导电带而构成。这些导电层的表面电阻率优选在10²Ω/□至10⁵Ω/□的范围内。

接着，对本实施方式的定子线圈的制造方法进行说明。

图4至图9是说明定子线圈的制造工序的示意图。如图4所示，准备将截面为矩形的铜线即导线21捆扎成纵向8列和横向2列而得到的导体棒22。该导线21有漆皮的绝缘包覆。第一绝缘层23形成于导体棒22的外周。该第一绝缘层23通过将云母带螺旋状地卷绕于导体棒22而构成。在导体棒22的拐角部的线圈端部侧不形成第一绝缘层23，残留有导线21露出的部分。

接着，如图5所示，将导电体24与导体棒22的纵向最上部的导线21电连接。此时，将最上部的导线21与导电体24相接触的部分的导线21的绝缘包覆预先去除，以使得导电体24与导体棒22能可靠地电连接。导电体24例如是具备粘接层的金属带，并且与导体棒22和第一绝缘层23相粘接。另外，导电体24的与连接到导体棒22的一侧相反的一侧的端部配置于第一绝缘层23的外表面。

接着，如图6所示，由第一导电层25覆盖第一绝缘层23和导电体24的外周。此时，第一导电层25形成为仅覆盖第一绝缘层23的外周和位于第一绝缘层23的外表面的导电体24，不覆盖导电体24的与导体棒22粘接的部分。第一导电层25通过螺旋状地卷绕导电带而形成。

接着，如图7所示，由第二绝缘层26覆盖第一导电层25的外周。该第二绝缘层26通过螺旋状地卷绕云母带而形成。另外，在图7中，示出了形成在第二绝缘层26下方的第一绝缘层23、导电体24、第一导电层25等露出的形态，但实际上第二绝缘层26覆盖整个线圈端部。

最后，如图8所示，由第二导电层27覆盖第二绝缘层26的外周。该第二导电层27通过螺旋状地卷绕导电带而形成。另外，在图8中，示出了形成在第二导电层27下方的第一绝缘层23、导电体24、第一导电层25、第二绝缘层26等露出的形态，但实际上第二导电层27覆盖包含拐角部在内的范围。

在这样构成的定子线圈中，由于导体棒和第一导电层在拐角部通过导电体而电连接，所以能够抑制导体棒和第一导电层所包围的部分中的局部放电的发生。此外，由于第一导电层不构成螺旋状的电流路径，所以充电电流不会螺旋状流动。此外，由于第一导电层形成于导电体的外周，所以即使在导电体的边缘部分中形成空隙，由于被同电位的导体棒和第一导电层包围，所以也不会成为局部放电的起点。

本申请记载了各种列示的实施方式，但1个或多个实施方式中记载的各种特征、形态及功能并不限于特定实施方式的应用，可单独或以各种组合来应用于实施方式。

因此，在本申请所公开的技术范围内可以设想无数未举例示出的变形例。例如，设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况，以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。

标号说明

1旋转电机

2转子

3定子

4槽

5定子铁芯

6定子线圈

10直线部

11槽部

12线圈端部

13拐角部

21导线

22导体棒

23第一绝缘层

24导电体

25第一导电层

26第二绝缘层

27第二导电层。

Claims

1.一种定子线圈，该定子线圈具有导体棒，其特征在于，

所述定子线圈在其拐角部包括：

第一绝缘层，该第一绝缘层覆盖所述导体棒的外周；

导电体，该导电体的一个端部在所述拐角部的前端侧与所述导体棒电连接，另一个端部配置于所述第一绝缘层的外表面；

第一导电层，该第一导电层对所述第一绝缘层的外周和位于所述第一绝缘层的外表面的所述导电体进行覆盖；

第二绝缘层，该第二绝缘层覆盖所述第一导电层的外周；以及

第二导电层，该第二导电层覆盖所述第二绝缘层的外周。

2.如权利要求1所述的定子线圈，其特征在于，

所述第一导电层的表面电阻率和所述第二导电层的表面电阻率在10²Ω/□至10⁵Ω/□的范围内。

3.如权利要求1或2所述的定子线圈，其特征在于，

所述导电体是具备粘接层的金属带。

4.如权利要求1至3的任一项所述的定子线圈，其特征在于，

所述导体棒通过截面为矩形的导线捆扎构成，

所述导电体仅与一根所述导线相连接。

5.如权利要求4所述的定子线圈，其特征在于，

所述导电体的宽度在所述导线的宽度以下。

6.一种定子，其特征在于，包括：

圆环状定子铁芯，该圆环状定子铁芯具有配置成圆周状的槽；以及

被插入所述槽的如权利要求1至5的任一项所述的定子线圈。

7.一种旋转电机，其特征在于，包括：

权利要求6所述的定子；以及

以相对于所述定子可自由旋转的方式设置于该定子的内周侧的转子。

8.一种定子线圈的制造方法，其特征在于，包括：

由第一绝缘层覆盖导体棒的外周的工序；

在所述导体棒的拐角部的前端侧将导电体的一个端部与所述导体棒电连接，将所述导电体的另一个端部配置于所述第一绝缘层的外表面的工序；

由第一导电层对所述第一绝缘层的外周和位于所述第一绝缘层的外表面的所述导电体进行覆盖的工序；

由第二绝缘层覆盖所述第一导电层的外周的工序；以及

由第二导电层覆盖所述第二绝缘层的外周的工序。