[其他]电磁合一的带钢电机

说明书

本发明涉及电机，更具体的涉及电磁合一的带钢电机。

传统电机从发明到现在已有近百年历史，直至本发明作出之前，不论是电动机还是发电机，其共同特点是导电绕组与导磁铁芯分属两体，结果是定子内圆必须开槽以放置绕组，且端部绕组也属无效（不能参加作功）部分，致使整个定子内圆面积（包括端部绕组长度在内）能用以产生气隙磁场（参加作功）的部分，一般不超过四分之一，这就大大限制了传统电机功能的发挥，而且效率也偏低。

本发明的目的，是针对并克服传统电机上述重大缺陷，根据电路与磁路合一的三层端部带钢电机机理，制造一种使其定、转子整个内、外圆表面无槽，而且包括端部绕组长度在内的整个气隙面积均能产生有效气隙磁场的小体积、大容量、高效率的带钢电机。

当三层端部的带钢电机是电动机（属感应电动机范畴）时，本发明的要点在于其定子和转子采用一种表面带绝缘漆的电工纯铁带（片）绕成，它既是电机的导电绕组、又是电机的导磁铁芯，实现此要点的具体方法，现按带钢定子绕组与带钢转子两大部分叙述如下：

三层端部的带钢电机（包括电动机和发电机）定子是由多个形状及尺寸基本一致的半匝带钢线圈、其片底应能紧贴在一直径比转子直径大二倍气隙（2δ）的工艺圆柱表面依次排到迭装好并装上定位箍环、再由环氧树脂浇铸固化而成的空心圆筒（内圆表面光滑无槽）。附图1为半匝带钢线圈的示意图（中线右半部分因为对称、故省略）。直线部分[1]为单层，而端部做成三层，其中的上层与下层按一定斜度向一个方向弯曲，此时的下层下边缘要沿上述工艺圆柱表面弯曲，而其中层则按一定斜度向另一方向弯曲。端部的上层[2]（为椭圆线、为抛物线）、中层[3]均为抛物线）、下层[4]为抛物线，为椭圆线）的最头部都带有连接片，此三个连接片在一起形成一个三角形片[5]，每个连接片在同各自的对应端部相迂时应各弯成一定的角度而使其位于电机的各径向平面内。在半匝带钢线圈各端部未弯曲前，此头部三角形的中、下层端部的连接片之间有一个3mm间隙（即线处）系为了以后按附图3的连接方法通过一窄的紫铜薄片依次互相串联焊接以组成整个带钢定子的三相绕组，此紫铜片既能确保定子电流的顺利通过、又要确保定子铁磁路的主磁通不能从该处通过。头部三角形的上层连接片的下边缘与中层连接片的上边缘系通过各自镀有的一薄层绝缘漆（绝缘漆层厚应在1.5丝以内）的隔离后碰在一起（即图中线处），因而此处既能确保上、中端部电方面的隔断、又要确保定子铁磁路的主磁通能顺利通过其间（故绝缘层总厚度应控制在（2～3）丝范围内）。附图2为相距约为一极距的三个三层端部半匝带钢线圈串联（焊接）示意图，图中三个半匝带钢线圈各以左、中、右定名。其中中间的半匝带钢线圈的上层端部2和下层端部4向左弯曲、与向右弯曲的左边的半匝带钢线圈的中层端部3通过各自的头部连接片相遇，其中中层端部3的连接片和下层端部4的连接片通过紫铜片焊接在一起形成导电而不导磁;中层端部3的连接片和上层端部2的连接片之间因有绝缘漆层隔离而形成导磁而不导电，此三层连接片系组成一头部三角形片而位于电机的一个径向平面内。同样，中间的半匝带钢线圈的中层端部3向右弯曲，再与向左弯曲的右边的半匝带钢线圈的上层端部2和下层端部4相遇，其连接片的情况与上述情况相同。附图3为整个带钢定子三层端部的三相、四极绕组电路结线图。附图4为附图3的实际组装示意图。各半匝带钢片的直线部分中间顶部开有一凹槽，用以安装保证直线部分紧贴在工艺圆柱表面进行环氧浇铸成圆筒的定位箍环，并且作三相引出线的引出位置。另外在端部的上、中层之间及中、下层之间还各套有一个薄绝缘套筒，它一方面起隔离绝缘作用，更重要的一方面也是用以保证下层端部能紧贴在工艺圆柱表面进行环氧浇铸成定子圆筒的定位箍环。这些箍环是保证带钢电机主气隙、从而也是保证其整个运行性能良好的关键。定位箍环和绝缘套筒均用绝缘材料（最好是塑料筒）制成。带钢定子片组成圆筒应有尽可能高的迭压系数（包括漆层）。

三层端部的半匝带钢线圈各部分横截面都必须根据各自组成定子圆筒的部位所要求的横截面形状模压成型，基本上呈梯形截面。半匝带钢线圈在上述组装之前，应进行一次磁性退火（在真空或保护气体中）处理，然后进行电泳镀漆。