本發(fā)明涉及用于電機(jī)的繞組式導(dǎo)體的領(lǐng)域，具體地，涉及用于電機(jī)的繞組式導(dǎo)體的絕緣。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于使用于電機(jī)的繞組式導(dǎo)體絕緣的方法。

背景技術(shù)：

使比如電動機(jī)或發(fā)電機(jī)的線圈或羅貝爾線棒之類的繞組式導(dǎo)電體絕緣，從而不僅避免線圈的單繞組之間的接觸，而且還避免線圈與例如電動機(jī)的定子之類的電動機(jī)的其他導(dǎo)電構(gòu)件之間的短路。例如，主壁絕緣(例如云母帶和浸漬樹脂)用于使處于全電勢的繞組式導(dǎo)體與處于地電勢的定子鐵心絕緣。

目前，使用所謂的真空壓力浸漬(vpi)技術(shù)，且該技術(shù)被許多機(jī)器制造商廣泛地應(yīng)用。在此過程中，多層云母帶卷繞于導(dǎo)體上。多層云母帶浸漬著熱固性樹脂，且隨后熱固化，以獲得所謂的主壁絕緣-最終的云母-樹脂的復(fù)合材料。在電動機(jī)和小型發(fā)電機(jī)(<15kv)的情況下，在全局vpi過程中，完整的具有插入的形式的定子-繞組式線圈完全地浸漬。對于大型發(fā)電機(jī)，個別地制造絕緣的羅貝爾線棒且使其浸漬(單vpi)。

使用云母帶和樹脂浸漬的原理在近一個世紀(jì)未曾改變，且良好地建立，從而按復(fù)雜的導(dǎo)體形狀和總體大小產(chǎn)生主壁絕緣，比如用于大型電機(jī)的線圈或羅貝爾線棒?，F(xiàn)今，為了創(chuàng)建制成的定子線圈和羅貝爾線棒，機(jī)器人在線圈成型、絕緣貼帶和固結(jié)的廣泛應(yīng)用改進(jìn)了已知的過程。然而，這些程序仍然耗時且要求多個步驟。

更值得注意的是，在浸漬過程和材料的方面，僅取得了很小的發(fā)展，依然存在所有的缺陷：由于化學(xué)氣體從大型vpi罐蒸發(fā)，因而在車間中處理液態(tài)樹脂(一般為環(huán)氧酸酐和聚酯樹脂體系)的過程導(dǎo)致健康和安全以及環(huán)境問題。在同樣地導(dǎo)致必須清除的化學(xué)煙霧的同時，浸漬和固化兩者都耗費時間(許多個小時)和能量(大型爐的加熱)。

此外，由于僅僅低粘度的液態(tài)樹脂可應(yīng)用于這一已知的過程中，因而過程僅限于熱固性材料。云母帶浸漬(所以：以液體填充間隙)的原理將始終承擔(dān)導(dǎo)致設(shè)計領(lǐng)域限制的空洞和局部放電的風(fēng)險。

發(fā)明概要

鑒于上文，提供根據(jù)權(quán)利要求1的繞組式導(dǎo)體布置、根據(jù)權(quán)利要求12的包括繞組式導(dǎo)體布置的電機(jī)以及根據(jù)權(quán)利要求13的用于使電機(jī)的繞組式導(dǎo)體絕緣的方法。自從屬權(quán)利要求、描述和附圖顯而易見本發(fā)明的更多的方面、優(yōu)點和特征。

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供電機(jī)的繞組式導(dǎo)體布置。繞組式導(dǎo)體布置包括繞組式導(dǎo)體，繞組式導(dǎo)體包括具有導(dǎo)電率值的導(dǎo)電材料。繞組式導(dǎo)體布置進(jìn)一步包括：絕緣層，由包括絕緣材料的可收縮式管至少部分地圍繞繞組式導(dǎo)體設(shè)置；和中間層，設(shè)置于繞組式導(dǎo)體與絕緣層之間。中間層具有比繞組式導(dǎo)體的導(dǎo)電率值更小的導(dǎo)電率值。

根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置提供通過傳統(tǒng)的vpi技術(shù)而獲得的云母-樹脂主壁絕緣的有利的備選方案。根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置提供若干個優(yōu)點，比如，由于更低得多的局部放電(pd)、縮短的處理時間、簡化的處理步驟而導(dǎo)致的更好的電氣性能，具有更高的電場和/或更高的電壓的提高的性能，以及更少的環(huán)境、健康和安全問題。另外，具體地，在導(dǎo)電體和繞組的復(fù)雜形狀的情況下，方法能夠應(yīng)用于其他mv和hv電氣裝置絕緣。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供用于使電機(jī)的繞組式導(dǎo)體絕緣的方法。該方法包括：將繞組式導(dǎo)體配合于可收縮式管中，該可收縮式管提供至少一層絕緣材料，該絕緣材料配置成用于提供繞組式導(dǎo)體的主電氣絕緣；和通過熱處理而對使圍繞繞組式導(dǎo)體的可收縮式管收縮。用于使繞組式導(dǎo)體絕緣的方法進(jìn)一步包括，將中間層設(shè)置于繞組式導(dǎo)體與絕緣層之間，其中，中間層具有比繞組式導(dǎo)體的導(dǎo)電率更小的導(dǎo)電率。

本文中所描述的實施例允許使用于使繞組式導(dǎo)體絕緣的過程與vpi技術(shù)相比而簡化。簡化的過程導(dǎo)致降低的生產(chǎn)成本，這轉(zhuǎn)而影響最終產(chǎn)品的成本。而且，根據(jù)本文中所描述的實施例的方法與已知的過程相比而不那么耗時，且因此，可以幫助提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)力。

附圖簡述

將參考附圖中所圖示的優(yōu)選的示例性的實施例，在下文的文本中，更詳細(xì)地解釋本發(fā)明的主題，其中：

圖1a是電機(jī)的線圈的示意圖；

圖1b是可以用于根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置中的繞組式導(dǎo)體的示意圖，

圖2a顯示根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置的示意正視圖；

圖2b顯示根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置的示意透視圖；

圖2c顯示根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置的示意正視圖；

圖3顯示測試布置中的測試導(dǎo)體的示意截面圖；并且，

圖4顯示根據(jù)本文中所描述的實施例的用于使繞組式導(dǎo)體隔離的方法的流程圖。

附圖中所使用的參考符號及其含義在參考符號的列表中以概述的形式列出。原則上，給同一零件提供圖中的相同的參考符號。

本發(fā)明的優(yōu)選的實施例

根據(jù)本文中所描述的實施例，提供繞組式導(dǎo)體布置，具體地，該布置用于電機(jī)中。例如，根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置可以用于電動機(jī)、發(fā)電機(jī)和/或變壓器中。

圖1a顯示電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)中的繞組式線圈的一示例。電動機(jī)100包括定子101和轉(zhuǎn)子102。定子101示例性地顯示為具有定子鐵心105，定子鐵心105例如設(shè)置成圓柱那樣的形狀，且設(shè)置有與電源連接的六個繞組式導(dǎo)體106或多匝，比如線圈或繞組。磁轉(zhuǎn)子102(還可以包括繞組式導(dǎo)體，為了簡單起見，未在圖1a中顯示該繞組式導(dǎo)體)可以適合于圍繞在圖紙的平面上指向的軸104旋轉(zhuǎn)。通過在繞組106中提供電流而感應(yīng)磁場。由于由繞組106通過磁力而感應(yīng)的磁場之一的極性而可以使磁轉(zhuǎn)子102沿所生成的磁場的方向旋轉(zhuǎn)。使轉(zhuǎn)子102旋轉(zhuǎn)，直到轉(zhuǎn)子102和繞組106的磁場的相反的極點面向彼此為止。然后，可以使繞組106換向，并且，轉(zhuǎn)子102和繞組106的磁極(在換向之后，具有相同的極性)彼此排斥。由于彼此排斥和吸引的轉(zhuǎn)子102與各繞組106之間的磁力而使轉(zhuǎn)子102連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。以這種方式，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)子102的旋轉(zhuǎn)運動。應(yīng)當(dāng)理解到，如本文中所提到的電機(jī)不限于圖1a中所顯示的設(shè)計，并且，例如，線圈可以圍繞轉(zhuǎn)子靜止地布置。

通常，如本文中所提到的電機(jī)可以為針對高電壓的電機(jī)。例如，電機(jī)和根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置可以適合于典型地，大于1kv，更典型地，大于大約15kv，且還更典型地，大于大約30kv的額定電壓。在一些實施例中，電機(jī)和根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置可以適合于電機(jī)，比如以大約50hz的頻率工作的電動機(jī)或發(fā)電機(jī)。

圖1b顯示繞組式導(dǎo)體110的又一示例的局部視圖。圖1b顯示羅貝爾線棒110，在本文中所描述的實施例中，羅貝爾線棒110可以用作電機(jī)中的繞組式導(dǎo)體。羅貝爾線棒110包括圍繞彼此卷繞的由導(dǎo)電材料制成的若干個導(dǎo)線束111。

應(yīng)當(dāng)理解到，本發(fā)明的實施例不限于圖中所顯示的實施例。更確切地說，圖中所顯示的實施例僅僅是示例，例如繞組式導(dǎo)體的示例。更多的示例可以包括針對用于生成磁場的電機(jī)而配置的其他繞組式導(dǎo)體布置。根據(jù)本文中所描述的一些實施例，用語“配置成用于比如電動機(jī)、發(fā)電機(jī)或變壓器之類的電機(jī)中”可以理解為，在大小、尺寸、形狀、繞組的數(shù)量、材料等可以適合于用于相應(yīng)的電機(jī)中。可以根據(jù)電機(jī)的大小和預(yù)期應(yīng)用，而選擇適合于電機(jī)的繞組式導(dǎo)體的大小、尺寸、形狀、繞組的數(shù)量以及材料。

根據(jù)本文中所描述的實施例，圖1b的單導(dǎo)線束111可以彼此隔離，線圈的單導(dǎo)線也是如此。例如，在卷繞成繞組式導(dǎo)體布置之前，單導(dǎo)線束或?qū)Ь€可以涂層有隔離的材料。然而，由于繞組式導(dǎo)體在電機(jī)中的應(yīng)用而導(dǎo)致，理想的是，具有與比如磁鐵、導(dǎo)電材料、電氣線路等之類的其他電機(jī)構(gòu)件隔離的繞組式導(dǎo)體。

本發(fā)明的實施例涉及用于電機(jī)(例如電動機(jī)和發(fā)電機(jī))中，尤其是，用于高電壓機(jī)器的電機(jī)中的繞組式線圈和羅貝爾線棒的絕緣材料及過程構(gòu)思。在本文中所描述的實施例中，電機(jī)的繞組式導(dǎo)體布置包括：繞組式導(dǎo)體，包括具有導(dǎo)電率值的導(dǎo)電材料；和絕緣層，由包括絕緣材料的可收縮式管至少部分地圍繞繞組式導(dǎo)體設(shè)置。而且，中間層設(shè)置于繞組式導(dǎo)體與絕緣層之間。典型地，中間層具有比繞組式導(dǎo)體的導(dǎo)電率值更小的導(dǎo)電率值。根據(jù)本文中所描述的一些實施例，圍繞繞組式導(dǎo)體設(shè)置的可收縮式管可以包括在收縮過程中已收縮的可收縮式管。

用語“至少部分地圍繞繞組式導(dǎo)體設(shè)置”可以理解為，繞組式導(dǎo)體可以被絕緣層至少部分地圍繞，例如并非遍及繞組式導(dǎo)體的全長地圍繞。在一個實施例中，至少部分地圍繞繞組式導(dǎo)體設(shè)置的絕緣層可以理解為，將被隔離的繞組式導(dǎo)體的表面的至少60%可以被絕緣層覆蓋，更典型地，將被隔離的繞組式導(dǎo)體的表面的至少70%可以被絕緣層覆蓋，且還更典型地，將被隔離的繞組式導(dǎo)體的表面的至少80%可以被絕緣層覆蓋。根據(jù)一些實施例，繞組式導(dǎo)體可以包括實質(zhì)上筆直的部分(例如，在定子槽內(nèi))和實質(zhì)上彎曲的部分(例如，定子的懸垂部)，其中，絕緣層圍繞繞組式導(dǎo)體的筆直的部分設(shè)置，然而，懸垂部可能未被絕緣層覆蓋。在一些實施例中，部分地圍繞繞組式導(dǎo)體設(shè)置的絕緣層可以理解為，絕緣層并未遍及全長以360°圍繞繞組式導(dǎo)體，而可能是例如包括沿著繞組式導(dǎo)體的限定的長度或甚至繞組式導(dǎo)體的全長延伸的無絕緣材料的狹縫。

根據(jù)一些實施例，中間層可以具有比絕緣層的導(dǎo)電率值更大的導(dǎo)電率值。在本文中所描述的一些實施例中，中間層可以包括半導(dǎo)體材料。典型地，在此上下文中使用的用語“半導(dǎo)體”應(yīng)當(dāng)被理解為具有導(dǎo)體(比如銅)的導(dǎo)電率與絕緣體(比如玻璃)的導(dǎo)電率之間的導(dǎo)電率的材料。根據(jù)一些實施例，中間層可以具有典型地在20°c下為大約10^-5s/m與大約10³s/m之間的導(dǎo)電率值，且更典型地，在20°c下為大約10至大約10²s/m之間的導(dǎo)電率值。與此相比，如本文中所提到的導(dǎo)體可以被理解為具有傳輸電力的性質(zhì)的材料。典型地，如本文中所提到的導(dǎo)體可以具有在20°c下等于或大于10³s/m的導(dǎo)電率值。絕緣體或如本文中所使用的絕緣材料可以被理解為抵抗電力的材料。絕緣材料的導(dǎo)電率可以典型地在20°c下為從大約1*10^-8至大約1*10^-20s/m，且更典型地，從1*10^-9至1*10^-16。例如，al2o3的導(dǎo)電率為從10^-10至10^-12s/m。

根據(jù)本文中所描述的實施例，借以將絕緣層涂敷于根據(jù)本文中所描述的實施例的導(dǎo)體上的可收縮式管，可以用作圍繞繞組線圈或線棒的主電氣絕緣層，且可以表示為主壁絕緣(將在下文中詳細(xì)地解釋主壁絕緣)。根據(jù)一些實施例，設(shè)置有可收縮式管的繞組式導(dǎo)體可以包括具有例如收縮過程之后的可收縮式管之類的收縮后的管的繞組式導(dǎo)體。典型地，可收縮式管能夠為任何合適的類型的可熱收縮式或可冷收縮式聚合物材料和復(fù)合材料。例如，可收縮式管可以包括從由以下的材料組成的組選擇的至少一個材料：聚合物材料、聚合物復(fù)合材料、聚烯烴、含氟聚合物、聚酯基材料、pvc、氯丁橡膠以及聚酯酰亞胺。根據(jù)一些實施例，選擇絕緣材料，以作為抵抗局部放電的材料。

在可以與本文中所描述的其他實施例組合的一些實施例中，可收縮式管包括比如包括對可收縮式管進(jìn)行加熱和/或?qū)墒湛s式管進(jìn)行冷卻的處理之類的熱處理下的大約2:1至6:1的收縮比。根據(jù)一些實施例，在熱處理下，可收縮式管的收縮比可能甚至高于6:1。根據(jù)一些實施例，在收縮之前，可收縮式管可以具有一定水平的濕度。在其他備選的或另外的實施例中，可收縮式管可以具有隨溫度而變的彈性。例如，比如聚烯烴基材料之類的本文中所描述的實施例中所使用的材料的收縮溫度可以為大約100°c與大約120°c之間或更高。根據(jù)其他實施例，比如含氟聚合物基材料之類的本文中所描述的實施例中所使用的材料的收縮溫度可以為大約150°c與大約175°c之間或更高。

在一些實施例中，可收縮式管可以為可冷收縮式管，具體地，不施加熱，就使可冷收縮式管收縮。例如，可以給可收縮式管設(shè)置供應(yīng)帶，為了引起收縮過程，去除該供應(yīng)帶。技術(shù)人員將理解，用語“熱處理”可以包括收縮的管發(fā)生收縮的溫度下進(jìn)行的處理。

根據(jù)本文中所描述的一些實施例，例如通過在大小和材料的方面適應(yīng)，從而可以使可收縮式管適應(yīng)，以便于在收縮過程之后，提供圍繞繞組式導(dǎo)體的緊配合。在一個實施例中，緊配合可以包括收縮后的管與繞組式導(dǎo)體之間的接觸，具體地，遍及典型地，收縮后的管的至少85%的區(qū)域，更典型地，收縮后的管的至少90%的區(qū)域，且還更典型地，收縮后的管的至少95%的區(qū)域的在收縮后的管與繞組式導(dǎo)體之間的接觸。根據(jù)一些實施例，由收縮后的管提供的繞組式導(dǎo)體的涂層可以提供繞組式導(dǎo)體的表面的連續(xù)涂層。典型地，將被隔離的繞組式導(dǎo)體的表面的至少60%可以被收縮后的管覆蓋，更典型地，將被隔離的繞組式導(dǎo)體的表面的至少70%可以被收縮后的管覆蓋，且還更典型地，將被隔離的繞組式導(dǎo)體的表面的至少80%可以被收縮后的管覆蓋。根據(jù)本文中所描述的一些實施例，將被隔離的繞組式導(dǎo)體的表面可以被理解為，在電機(jī)中或在運行的期間面向另一導(dǎo)電表面(例如定子鐵心)的繞組式導(dǎo)體的表面。根據(jù)備選的或另外的實施例，將被隔離的繞組式導(dǎo)體的表面可以包括繞組式導(dǎo)體的整個表面。根據(jù)一些實施例，繞組式導(dǎo)體可以包括實質(zhì)上筆直的部分(例如，在定子槽內(nèi))和實質(zhì)上彎曲的部分(例如，定子的懸垂部)。典型地，繞組式導(dǎo)體的實質(zhì)上筆直的部分的多于85%，更典型地，多于90%，且還更典型地，多于95%可以被收縮后的管覆蓋。在一些實施例中，定子槽中的繞組式導(dǎo)體的實質(zhì)上筆直的部分可以完全地被收縮后的管覆蓋。

本文中所使用的用語“實質(zhì)上”可以意味著，可能存在與以“實質(zhì)上”表示的特性的一定的偏差。例如，用語“實質(zhì)上筆直”是指，元件的布置可能與嚴(yán)格筆直布置相比存在一定的偏差，比如沿著筆直元件的全長的大約1%至大約15%的偏離筆直布置的偏差。

根據(jù)本文中所描述的一些實施例的絕緣構(gòu)思還包括中間層，中間層是降低高電場應(yīng)力的位于絕緣件與導(dǎo)體之間的半導(dǎo)電層。半導(dǎo)體材料可以由導(dǎo)電聚合物材料或復(fù)合材料組成。在后一種情況下，聚合物材料可以填充有比如炭黑之類的導(dǎo)電顆粒。在一些實施例中，半導(dǎo)電材料可以由填充有任何有機(jī)添加劑(例如，抗氧化劑)或無機(jī)填料(例如，氧化鋁或云母)的絕緣材料形成。根據(jù)一些實施例，中間層可以包括來自由以下的材料組成的組中的至少一種材料：導(dǎo)電聚合物材料(例如，如在上文中關(guān)于絕緣層而描述的聚合物)、導(dǎo)電復(fù)合材料、填充有炭黑的硅樹脂、環(huán)氧樹脂、乳香樹脂、包括如tio2、v2o5、cr2o3、mno、fe2o3、coo、nio、cu2o、zno、zns、ta2o5、y2o3、zro2、nb2o5、moo3、in2o3、sno2、la2o3、ta2o5、wo3、sic、b4c、wc、w2c、tic、zrc、hfc、nbc、tac、cr3c2、mo2c、snxsbyoz的填料的材料、鋁的金屬層、貴金屬、環(huán)氧樹脂、硅樹脂、聚酯樹脂、聚酯酰亞胺樹脂、pu、丙烯酸樹脂以及酚醛樹脂。

與通過傳統(tǒng)的vpi(真空壓力浸漬)技術(shù)而獲得的云母-樹脂的主壁絕緣相比，根據(jù)本文中所描述的實施例的絕緣是有前途的備選方案。該絕緣提供許多益處，比如由于低得多的pd而導(dǎo)致的更好的電氣性能、縮短的處理時間、簡化的處理步驟，以及更少的環(huán)境、健康和安全方面的問題。

圖2a和圖2b顯示根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置的示意圖。繞組式導(dǎo)體布置200包括繞組式導(dǎo)體201，為了簡單起見，繞組式導(dǎo)體201顯示為塊狀金屬。在實際的應(yīng)用中，繞組可以由具有導(dǎo)線束和線匝絕緣件的多個導(dǎo)線束組成。繞組式導(dǎo)體布置200進(jìn)一步包括中間層202，中間層202可以為如上所述的中間層。在圖2a和圖2b中所顯示的實施例中，中間層202和絕緣層203圍繞導(dǎo)體201。

在一個實施例中，在應(yīng)用可收縮式管之前，或在應(yīng)用可收縮式管的期間，半導(dǎo)電層可被涂敷于導(dǎo)體與絕緣件之間，并且半導(dǎo)電層可以用作粘接劑。在另一實施例中，如將在下文中詳細(xì)地解釋的，例如，通過提供具有內(nèi)半導(dǎo)電層和外絕緣層的多層式可收縮式管，半導(dǎo)電層就成為可收縮式管的一部分或集成于可收縮式管的內(nèi)側(cè)。根據(jù)一些實施例，如本文中所提到的多層式可收縮式管，可以包括可收縮式交聯(lián)型或可交聯(lián)型半導(dǎo)體(作為如本文中所提到的中間層)和可收縮式交聯(lián)型或可交聯(lián)型絕緣層。

因此，在圖2a中，可以僅由絕緣層203呈現(xiàn)可收縮式管205。在比如圖2c所示實施例的備選實施例中，可收縮式管205可以由中間層202連同絕緣層203呈現(xiàn)。

因此，根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置的最簡單的結(jié)構(gòu)由兩個層(半導(dǎo)電層或中間層和絕緣層)組成。然而，在一些實施例中，還有可能是具有更多的特征的多層(>2)結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，可以經(jīng)由半導(dǎo)電材料的涂層、涂裝或噴涂而涂敷另一外槽電暈防護(hù)層。另一選擇將是3層式可收縮式管的使用。在另一實施例中，電場分級材料涂敷于外層之一上，以便實現(xiàn)末端電暈防護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)電場峰值時，具體地，在繞組退出定子鐵心的情況下，可以使用電場分級層。電場峰值可能導(dǎo)致對繞組式導(dǎo)體的絕緣的損傷。為了避免這樣的電場峰值，可以涂敷電場分級帶或末端電暈防護(hù)帶，這可以使電場峰值最小化。在一個示例中，可以用填充有sic的帶或含有zno的帶涂敷電場分級層。

在下文中，描述了具有包括實驗數(shù)據(jù)的測試布置中的可收縮式管的導(dǎo)體的一個示例。為了制造測試線棒，具有10×50×500mm³的尺寸的塊狀銅線棒用作導(dǎo)電體。使用聚烯烴基可熱收縮式管(恢復(fù)后的大約2.6mm的壁厚)。填充有炭黑的半導(dǎo)電硅樹脂糊劑用作中間層。圖3顯示實驗裝置。圖3顯示導(dǎo)體布置300，導(dǎo)體布置300包括導(dǎo)體301、中間層302以及絕緣層303。根據(jù)本文中所描述的一些實施例，實驗裝置還包括電極半導(dǎo)電層304和充當(dāng)測試絕緣件的電場分級帶305。在繞組式導(dǎo)體的外側(cè)的示例的測試中，涂敷電場分級層，以便避免在測試線棒處出現(xiàn)電暈和電弧放電，這將操縱測試結(jié)果。為了避免電位與地面之間的電場峰值，可以使用電場分級層。

對具有半導(dǎo)電層的測試線棒a和不具有半導(dǎo)電層的測試線棒b這兩類測試線棒進(jìn)行了測試。為了評價由于施加hv而導(dǎo)致的電壽命，且為了避免閃絡(luò)，以如圖3中示意地顯示的另外的半導(dǎo)電帶304和電場分級帶305對測試線棒進(jìn)行了貼帶。針對兩個類型且在以下的條件下，對擊穿以前的時間進(jìn)行了測量：20kvac的電壓和7.7kv/mm的應(yīng)力。類型b(不具有中間層)的擊穿時間為2min，然而，類型a(具有中間層)的擊穿時間為183h至650h。因而，根據(jù)本文中所描述的實施例的具有中間層的繞組式導(dǎo)體布置，與不具有中間層的布置相比，提供了非常長久的耐久性和安全性。

根據(jù)一些實施例，提供了用于使電機(jī)的繞組式導(dǎo)體絕緣的方法。圖4顯示根據(jù)本文中所描述的實施例的方法400的流程圖。方法400包括，在方框401中，將繞組式導(dǎo)體配合于設(shè)置至少一層絕緣材料的可收縮式管中。

典型地，在本文中所描述的實施例中提供的絕緣層，被配置成用于提供繞組式導(dǎo)體的主電氣絕緣或主壁絕緣。根據(jù)本文中所描述的一些實施例，將用作繞組式導(dǎo)體的主電氣絕緣的絕緣的適用性，尤其取決于收縮前后的純材料的ac擊穿強(qiáng)度和收縮前后的純材料的介電性質(zhì)。

根據(jù)本文中所描述的實施例，方法400進(jìn)一步包括，在方框402中，通過熱處理而使圍繞繞組式導(dǎo)體的可收縮式管收縮。在本文中所描述的一些實施例中，熱處理包括，對可收縮式管進(jìn)行加熱(例如，在將可收縮式管放置成圍繞導(dǎo)體之前)和對可收縮式管進(jìn)行冷卻，以便于引起收縮過程(例如，當(dāng)將管放置成圍繞導(dǎo)體時)。根據(jù)一些實施例，圍繞繞組式導(dǎo)體而收縮的可收縮式管可以被理解為如下的可收縮式管：如此定位放置，以便于在收縮過程之前，覆蓋將被隔離的表面。

在方框403中，根據(jù)本文中所描述的實施例的方法400包括，將中間層設(shè)置于繞組式導(dǎo)體與絕緣層之間。典型地，中間層可以為如上所述的中間層，且特別是可以具有比繞組式導(dǎo)體的導(dǎo)電率更小的導(dǎo)電率。

根據(jù)一些實施例，中間層的設(shè)置包括將中間層設(shè)置為可收縮式管的一部分。例如，可以使用多層式可收縮式管。在一個示例中，可以如下地執(zhí)行用于制造根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置的過程。作為第一步驟，對導(dǎo)電體的表面進(jìn)行清洗，且在特定的情況下，對導(dǎo)電體的表面進(jìn)行預(yù)先處理。在下一步驟中，導(dǎo)電體被配合于包括至少中間層和絕緣層的多層式可熱收縮式管中。而且，根據(jù)一些實施例，通過暖氣、輻射熱、火焰噴槍或加熱爐等而對組裝的導(dǎo)體和管進(jìn)行加熱。在又一步驟中，使制成的導(dǎo)體冷卻，且制成的導(dǎo)體能夠用于進(jìn)一步的處理或直接應(yīng)用。

在一些實施例中，根據(jù)本文中所描述的實施例的包括絕緣層和中間層的多層式管可以是共擠出式管或涂層于內(nèi)側(cè)的管。例如，多層式管可以是兩層式擠出物。根據(jù)一些實施例，兩層式擠出物可以包括粘接劑材料和炭黑，以便提供中間層的半導(dǎo)電功能。

根據(jù)一備選的實施例，中間層的設(shè)置包括，在將繞組式導(dǎo)體配合于可收縮式管中之前，用中間層對繞組式導(dǎo)體進(jìn)行涂覆。例如，以下的過程可以用于使繞組式導(dǎo)體隔離。在第一步驟中，進(jìn)行導(dǎo)電體的表面清洗和預(yù)先處理。然后，可以例如通過涂裝、貼帶、涂刷等而執(zhí)行半導(dǎo)電層涂層，以便將中間層設(shè)置于繞組式導(dǎo)體上。在下一個步驟中，將導(dǎo)電體配合于包括絕緣材料的可熱收縮式管中。然后，通過暖氣、輻射熱、火焰噴槍、加熱爐等而對組裝的導(dǎo)體和管進(jìn)行加熱。在下一個步驟中，使制成的導(dǎo)體冷卻，且制成的導(dǎo)體可以用于進(jìn)一步的處理或直接應(yīng)用。

根據(jù)一些實施例，提供了比如電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器等之類的電機(jī)，其包括根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置。而且，提供了根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置在電機(jī)中的使用。

根據(jù)本文中所描述的實施例，可收縮式材料能夠良好地用作絕緣件。在本發(fā)明的實施例中，這樣的可收縮式材料的使用被描述為用于使復(fù)雜的縱向?qū)w絕緣的管，在這些導(dǎo)體存在于hv電機(jī)中時。關(guān)于繞組的絕緣的整體構(gòu)思的可行性，已在實驗數(shù)據(jù)(具體地，導(dǎo)體與絕緣件之間的半導(dǎo)電層的益處)中顯示。根據(jù)本文中所描述的實施例的繞組式導(dǎo)體布置而導(dǎo)致的更多的益處包括，與貼帶、浸漬和固化相比，處理簡化、生產(chǎn)時間及成本降低、絕緣材料中的顯著地減少的局部放電以及具有更高的電場和/或更高的電壓的提高的性能。

雖然已基于一些優(yōu)選的實施例而描述本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，這些實施例絕不應(yīng)當(dāng)限制本發(fā)明的范圍。在不背離本發(fā)明的實質(zhì)和構(gòu)思的情況下，對實施例的任何變更和修改應(yīng)當(dāng)屬于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的理解力的范圍內(nèi)，且因此屬于由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。

參考標(biāo)號

100電動機(jī)

101定子

102轉(zhuǎn)子

104旋轉(zhuǎn)軸

105定子鐵心

106繞組式導(dǎo)體

110羅貝爾線棒

111羅貝爾線棒的導(dǎo)線束

200繞組式導(dǎo)體布置

201繞組式導(dǎo)體

202中間層

203絕緣層

205可收縮式管

300繞組式導(dǎo)體布置

301繞組式導(dǎo)體

302中間層

303絕緣層

304半導(dǎo)電層

305電場分級

400方法

401-403方框。