[发明专利]旋转电机

说明书

本发明涉及旋转电机。

更具体地说，本发明涉及额定功率超过10千瓦的旋转电机，这种电机具有位于磁性材料的转子铁芯的槽中的铜或以铜为基础材料的棒状导体，这些导体连接在一起而形成绕组。这种电机今后就称作为特定类型的旋转电机。这类电机的例子是感应电动机，其中的转子棒状导体在其端部连接在一起而形成鼠笼式绕组，另外的例子就是同步电动机，其中的转子导体连接在一起而形成阻尼笼式绕组。

在这些电机中转子棒状导体通常是不绝缘的。但是，近年来人们发现，在某些情况下来绝缘的导体铜条的转子铁芯之间会发生火花。这种火花在要求工作于爆炸气氛下的电机中是不能接受的。

已经发现，这种火花可以通过保证棒状导体连续地和转子铁芯保持完好的电接触而避免。但是，尽管这种接触在新电机中是可以实现的，却不能保证在电机的整个寿命期内得以维持，这是因为，例如，棒状导体和转子铁芯的材料具有不同的热膨胀。

对于火花问题的另一种解决方法是使棒状导体和转子铁芯间形成绝缘。但是，已经证明选择满意的绝缘方法是很难的。例如，把导体用绝缘带或绝缘片包扎起来已证明是不能满意的，因为已证明，不可能使带或片包扎得足够紧，使包扎后的导体在转子铁芯的槽内达到足够的紧固度以避免铜棒的疲劳损坏。

本发明的一个目标是提供一种特定种类的旋转电机，在其中这一问题可得到缓解。

根据本发明，提供一种特定种类的旋转电机，其中的转子棒状导体通过在导体上覆盖一层陶瓷基的材料而与转子铁芯绝缘。

这个涂层适当地包括氧化铝(刚玉)陶瓷基材料，其厚度小于500微米。

这种涂层最好是微孔的陶瓷基材料，这样的涂层可以用等离子体喷涂工艺适当地施加在导体棒材上。

在涂层是微孔材料时，合宜的情况是用合成树脂材料加以浸渍。

两种按照本发明的旋转电机将通过例子并参考附图在这里予以说明，这附图是电机转子的部分图解透视图。

参考附图，第一台要说明的电机是一台额定功率为1500千瓦的感应电动机，它有一个由50根铜质转子导体条3组成的鼠笼式转子1，这些导体条分布在沿转子铁芯7的周围的槽5中，每个导体3有一个L形的截面，其总体尺寸为10.04×45.74毫米并有一个辐板部分9，即垂直的肢状部分，其尺寸为3.5×10毫米。

转子铁芯7是分段形式的，以传统方式用厚度为0.5毫米的磁性材料的叠片制造而成。

在嵌入转子槽5中以前，转子导体棒3先在等离子体喷射枪中用在惰性气体内的氧化铝陶瓷粉以等离子体喷涂技术在其上涂上一层电绝缘涂层。等离子体喷涂工艺本身是众所周知，例如，可以参阅1988年9月一期的《科学的美国人》78到83页上的一篇文章，题目是“等离子体喷射涂层”。

等离子体喷射枪一般包括一个水冷的锥形阴极，它位于水冷的圆角形阳极之内，阳极延伸到阴极之外以形成一个喷嘴。一股惰性气体流，一般是氩和氢的混合气体，通过阳极和阴极之间的空间，在那里气体被离化而形成等离子体。粉状材料通过一根管子导入到等离子体射流中，这是在喷嘴中形成的。

连接在阳极和阴极间的直流电源在工作时维持一个电弧，此电弧则产生等离子体焰并喷射到喷嘴之外。等离子体焰中合有熔融的粉状颗粒，喷焰把它们推向到靶上，在那里它们固化而形成一个涂层。

在用等离子体喷涂工艺形成涂层后，涂层就用任何一种方便的已知工艺，例如真空浸渍工艺来用合成树脂材料进行浸渍。

加上涂层的导体条3嵌到转子铁芯槽5中并且用铜焊或焊接的方法把它们的端部焊到铜或铜合金的端环11上而使它们连接在一起以形成一个鼠笼式绕组。

在第二种电机中，涂层不是用等离子体喷涂工艺和浸渍而形成的，而是用下述方式形成的，即把导体条3浸泡在适当的陶瓷基材料的悬浮液中，例如悬浮在水中的玻璃陶瓷粉，然后进行焙烧。

利用陶瓷基材料在导体条3上形成绝缘涂层可以提供极其坚固的涂层，它能牢固地附着在导体上并提供所需要的绝缘强度，而同时还可以提供从导体条3到转子铁芯7的所要求的导热水平。此外，涂层有足够的牢固程度以耐受在铜焊或焊接到端环11上时导体条3的端部所受的变形。

很明显，按照本发明，除了氧化铝和玻璃陶瓷外别的陶瓷材料也可以用作电机的转子条的绝缘涂层。一般说来，迄今为止用于其它目的的材料，例如用在内燃机部件上的为了提供耐热和/或耐磨涂层的材料，即基于锆的氧化物，如在上面提到过的在科学的美国人中的文章所说明的那些材料，预期也可能是令人满意的。