[其他]電磁合-的帶鋼電機

在審

• 申請號: 101986000005405
• 申請日: 1986-08-30
• 公開（公告）號: CN1003970B
• 公開（公告）日: 1989-04-19
• 發明（設計）人: 陳端寶
• 申請（專利權）人: 華南工學院
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 顏承根

一種三層端部的電磁合一的帶鋼電機（包括電動機和發電機）。電機定子（如為電動機則包括轉子）采用帶絕緣漆的電工純鐵帶（片）繞成，它既是導電繞組，又是導磁鐵芯，與傳統電機相比，本發明具有小體積、大容量、高效率（特高效率可達０．９５以上），短時過載能力強、壽命長等特點，還消除了傳統電機中由于齒諧波而形成的附加力矩振動噪音、氣隙卡氏系數、雜散銅、鐵損等弊病，一般性帶鋼電機還可以不消耗銅材。

本發明涉及電機，更具體的涉及電磁合一的帶鋼電機。

傳統電機從發明到現在已有近百年歷史，直至本發明作出之前，不論是電動機還是發電機，其共同特點是導電繞組與導磁鐵芯分屬兩體，結果是定子內圓必須開槽以放置繞組，且端部繞組也屬無效（不能參加作功）部分，致使整個定子內圓面積（包括端部繞組長度在內）能用以產生氣隙磁場（參加作功）的部分，一般不超過四分之一，這就大大限制了傳統電機功能的發揮，而且效率也偏低。

本發明的目的，是針對并克服傳統電機上述重大缺陷，根據電路與磁路合一的三層端部帶鋼電機機理，制造一種使其定、轉子整個內、外圓表面無槽，而且包括端部繞組長度在內的整個氣隙面積均能產生有效氣隙磁場的小體積、大容量、高效率的帶鋼電機。

當三層端部的帶鋼電機是電動機（屬感應電動機范疇）時，本發明的要點在于其定子和轉子采用一種表面帶絕緣漆的電工純鐵帶（片）繞成，它既是電機的導電繞組、又是電機的導磁鐵芯，實現此要點的具體方法，現按帶鋼定子繞組與帶鋼轉子兩大部分敘述如下：

三層端部的帶鋼電機（包括電動機和發電機）定子是由多個形狀及尺寸基本一致的半匝帶鋼線圈、其片底應能緊貼在一直徑比轉子直徑大二倍氣隙（2δ）的工藝圓柱表面依次排列迭裝好并裝上定位箍環、再由環氧樹脂澆鑄固化而成的空心圓筒（內圓表面光滑無槽）。附圖1為半匝帶鋼線圈的示意圖（中線右半部分因為對稱、故省略）。直線部分[1]為單層，而端部做成三層，其中的上層與下層按一定斜度向一個方向彎曲，此時的下層下邊緣要沿上述工藝圓柱表面彎曲，而其中層則按一定斜度向另一方向彎曲。端部的上層[2]（為橢圓線、為拋物線）、中層[3]均為拋物線）、下層[4]（為拋物線，為橢圓線）的最頭部都帶有連接片，此三個連接片在一起形成一個三角形片[5]，每個連接片在同各自的對應端部相迂時應各彎成一定的角度而使其位于電機的各徑向平面內。在半匝帶鋼線圈各端部未彎曲前，此頭部三角形的中、下層端部的連接片之間有一個3mm間隙（即線處）系為了以后按附圖3的連接方法通過一窄的紫銅薄片依次互相串聯焊接以組成整個帶鋼定子的三相繞組，此紫銅片既能確保定子電流的順利通過、又要確保定子鐵磁路的主磁通不能從該處通過。頭部三角形的上層連接片的下邊緣與中層連接片的上邊緣系通過各自鍍有的一薄層絕緣漆（絕緣漆層厚應在1.5-10^-2mm以內）的隔離后碰在一起（即圖中線處），因而此處既能確保上、中端部電方面的隔斷、又要確保定子鐵磁路的主磁通能順利通過其間（故絕緣層總厚度應控制在（2～3）·10^-2mm范圍內）。附圖2為相距約為一極距的三個三層端部半匝帶鋼線圈串聯（焊接）示意圖，圖中三個半匝帶鋼線圈各以左、中、右定名。其中中間的半匝帶鋼線圈的上層端部2和下層端部4向左彎曲、與向右彎曲的左邊的半匝帶鋼線圈的中層端部3通過各自的頭部連接片相遇，其中中層端部3的連接片和下層端部4的連接片通過紫銅片焊接在一起形成導電而不導磁;中層端部3的連接片和上層端部2的連接片之間因有絕緣漆層隔離而形成導磁而不導電，此三層連接片系組成一頭部三角形片而位于電機的一個徑向平面內。同樣，中間的半匝帶鋼線圈的中層端部3向右彎曲，再與向左彎曲的右邊的半匝帶鋼線圈的上層端部2和下層端部4相遇，其連接片的情況與上述情況相同。附圖3為整個帶鋼定子三層端部的三相、四極繞組電路結線圖。附圖4為附圖3的實際組裝示意圖。各半匝帶鋼片的直線部分中間頂部開有一凹槽，用以安裝保證直線部分緊貼在工藝圓柱表面進行環氧澆鑄成圓筒的定位箍環，并且作三相引出線的引出位置。另外在端部的上、中層之間及中、下層之間還各套有一個薄絕緣套筒，它一方面起隔離絕緣作用，更重要的一方面也是用以保證下層端部能緊貼在工藝圓柱表面進行環氧澆鑄成定子圓筒的定位箍環。這些箍環是保證帶鋼電機主氣隙、從而也是保證其整個運行性能良好的關鍵。定位箍環和絕緣套筒均用絕緣材料（最好是塑料筒）制成。帶鋼定子片組成圓筒應有盡可能高的迭壓系數（包括漆層）。