專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電磁能量轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用導(dǎo)磁材料片材做繞組 的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電磁能量轉(zhuǎn)換裝置是由硅鋼片等鋼質(zhì)導(dǎo)磁材料及銅線等導(dǎo)電材料組成。根 據(jù)需要，硅鋼片組合的鐵心中分布有若干個(gè)線槽，線槽中嵌入由漆包線繞制成的線圈，將嵌 入這些線槽中的多組多匝線圈連接成閉合的電路，俗稱(chēng)繞組。漆包線繞組中通過(guò)直流電流， 鐵心中感生出恒定磁場(chǎng)；漆包線繞組中通過(guò)交變電流，鐵心中感生出交變磁場(chǎng)。若將線圈繞 組連接成三相電路并通過(guò)三相交流電，鐵心中感生出三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；反之，在鐵心中通過(guò)旋 轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，三相線圈繞組中感生出三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。該電磁互換方式，即可演化設(shè)計(jì)出具有各 種功能的交直流電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變壓器和電磁鐵。傳統(tǒng)技術(shù)中，漆包線繞組為非導(dǎo)磁銅線 材料，電機(jī)鐵心線槽存在較大的空隙槽口，電機(jī)等設(shè)備運(yùn)行時(shí)，會(huì)引起多次諧波的損耗。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是發(fā)明一種利用導(dǎo)磁材料片材代替漆包線、扁銅線等銅繞組的 電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方案有如下兩種其一一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，包括有帶線槽電機(jī)鐵心、導(dǎo)磁 材料片材和導(dǎo)線，其特征是鐵心線槽中緊密填充有相互間絕緣的導(dǎo)磁材料片材，導(dǎo)磁材料 片材兩端通過(guò)導(dǎo)線連接成通電回路，線槽口處樞設(shè)有固定導(dǎo)磁材料片材的絕緣壓環(huán)。藉導(dǎo) 磁材料片材填充鐵心線槽，改善線槽缺口的導(dǎo)磁性能。其二一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，包括有變壓器、電磁鐵鐵心、 導(dǎo)磁材料片材和導(dǎo)線，其特征是鐵心上緊密纏繞有相互間絕緣的導(dǎo)磁材料片材，導(dǎo)磁材料 片材兩端通過(guò)導(dǎo)線連接成通電回路。所述鐵心上每一絕緣的導(dǎo)磁材料片材可由多片規(guī)格相同的導(dǎo)磁材料片材并聯(lián)而 成；每極、組可由多片絕緣的導(dǎo)磁材料片材串聯(lián)組成。所述導(dǎo)磁材料片材兩端分別電連接有小銅板，導(dǎo)線焊接在小銅板上形成電連接， 該小銅板的厚度與導(dǎo)磁材料片材的厚度相當(dāng)。藉小銅板過(guò)度，減小導(dǎo)線引出點(diǎn)的電阻。導(dǎo) 磁材料片材與小銅板的電連接結(jié)構(gòu)有如下兩種方式其一是所述導(dǎo)磁材料片材兩端與小銅板間通過(guò)激光焊接成電連接體。通過(guò)激光焊 接形成電連接體，大大減少兩者接觸部的電阻。其二是所述導(dǎo)磁材料片材兩端與小銅板接觸部分別沖壓有能相互嵌合扣緊的契 形邊緣，藉兩契形邊緣相互扣緊形成電連接。形成擠壓式多面接觸電連接結(jié)構(gòu)，也能達(dá)到相 同的目的。所述電機(jī)鐵心為盤(pán)式結(jié)構(gòu)，鐵心線槽內(nèi)外環(huán)沿處分別設(shè)有一絕緣壓環(huán)，該絕緣壓 環(huán)將絕緣的導(dǎo)磁材料片材緊密扣壓固定在盤(pán)式鐵心的線槽中；所述鐵心的端面裝有絕緣保 護(hù)層，提高槽端面的絕緣強(qiáng)度。
3[0014]所述電機(jī)鐵心為圓筒式結(jié)構(gòu)，鐵心線槽兩端處，分別樞設(shè)有絕緣壓環(huán)，將導(dǎo)磁材料 片材與鐵心固定成一體；所述鐵心的表面裝有絕緣保護(hù)層。所述導(dǎo)磁材料片材間墊設(shè)有云母等材料絕緣層，形成相互絕緣結(jié)構(gòu)。所述導(dǎo)磁材料片材為硅鋼片、鋼板材之擇一種。本實(shí)用新型具有構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的特點(diǎn)，藉導(dǎo)磁材料片材本身既為導(dǎo)體 又具有導(dǎo)磁的特性，用其替代鐵心線槽內(nèi)的導(dǎo)線當(dāng)作繞組，可大量節(jié)省銅材。導(dǎo)磁材料片材 緊密填滿鐵心線槽，減少了傳統(tǒng)電機(jī)由于鐵心存在大間隙槽口引起的多次諧波損耗，提高 電磁能量轉(zhuǎn)換效率。這種用導(dǎo)磁材料代替導(dǎo)電材料的電磁感應(yīng)方法，可適用在發(fā)電機(jī)、電動(dòng) 機(jī)、變壓器、電磁鐵等含有電磁能量轉(zhuǎn)換的各種場(chǎng)合上。

下面結(jié)合具體圖例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明圖1盤(pán)式電機(jī)定子鐵心及導(dǎo)磁材料片材繞組關(guān)系立體分解圖圖2盤(pán)式電機(jī)定子鐵心及導(dǎo)磁材料片材繞組關(guān)系立體圖圖3盤(pán)式電機(jī)定子繞組鏈?zhǔn)诫娺B接原理示意圖圖4盤(pán)式電機(jī)定子繞組同心式電連接原理示意圖圖5盤(pán)式電機(jī)定子繞組電路連接線示意圖圖6圓筒式電機(jī)定子鐵心與導(dǎo)磁材料片材繞組關(guān)系立體圖圖7圓筒式電機(jī)定子繞組鏈?zhǔn)诫娺B接示意圖圖8圓筒式電機(jī)轉(zhuǎn)子與導(dǎo)磁材料片材繞組關(guān)系示意圖圖9為圖8之側(cè)視圖圖10三相變壓器中一相示意圖圖11為圖10俯視圖圖12電磁鐵示意圖圖13為圖12俯視圖其中1-鐵心11-線槽2-導(dǎo)磁材料片材21-契形邊緣 3-小銅板 31-導(dǎo)線32-引出線 4-絕緣壓環(huán) 5-絕緣保護(hù)層
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參照?qǐng)D1、圖2，為三相、六極盤(pán)式電機(jī)鐵心立體圖，其鐵心1上開(kāi)設(shè)有18個(gè)線槽 11，是磁回路的主通道。在線槽11中緊密嵌入兩端已引出小銅板3并相互絕緣的導(dǎo)磁材料 片材2，這些相互絕緣的導(dǎo)磁材料片材2不但導(dǎo)磁還具有導(dǎo)電的功能，可消除線槽11形成 的空氣間隙。線槽口處樞設(shè)有固定導(dǎo)磁材料片材2的絕緣壓環(huán)4，準(zhǔn)確地說(shuō)是在線槽11內(nèi) 外環(huán)沿處，分別樞設(shè)有絕緣壓環(huán)4，把絕緣的導(dǎo)磁材料片材2緊密扣壓固定在盤(pán)式鐵心的18 個(gè)線槽11中，確保電機(jī)工作時(shí)，線槽11中的導(dǎo)磁材料片材2牢靠不松動(dòng)；最后在盤(pán)式鐵心 1端面裝上絕緣保護(hù)層5，確保鐵心線槽11中的絕緣導(dǎo)磁材料片材在帶電時(shí)能夠安全工作。圖2中為了表達(dá)絕緣壓環(huán)4與鐵心1的關(guān)系，省略絕緣保護(hù)層5。圖1中，導(dǎo)磁材料片材2與小銅板3采用擠壓式電連接，其導(dǎo)磁材料片材2兩端與 小銅板3接觸部分別沖壓有能相互嵌合扣緊的契形邊緣21，藉兩契形邊緣21相互扣緊形成 電連接，導(dǎo)線31直接焊接在小銅板3上，連接成通電回路。另外，導(dǎo)磁材料片材2與小銅板 3、以及小銅板3與導(dǎo)線31間也可通過(guò)激光焊接成電連接體。兩種電連接方式依具體工藝 而定。參照?qǐng)D3和圖4，導(dǎo)磁材料片材2的電連接示意，本例中，每相占6個(gè)線槽11，每極 占有2個(gè)二分之一槽，如圖3，用導(dǎo)線31把這2個(gè)二分之一槽中的絕緣導(dǎo)磁材料片材2按序 連接起來(lái)成為一極，可以如圖3的鏈?zhǔn)竭B接方式，也可如圖4的同心式連接方式，再把六極 連接起來(lái)并焊好作為三相中的第一相的引出線32，再將其余的二相也按此連接后即形成三 相電路。圖5盤(pán)式電機(jī)定子繞組電路連接線示意圖，連接導(dǎo)磁材料片材2的導(dǎo)線31有序分 布在鐵心內(nèi)外圓側(cè)。實(shí)施例二參照?qǐng)D6，本實(shí)例為圓筒式電機(jī)定子鐵心與導(dǎo)磁材料片材繞組關(guān)系，其線槽口處樞 設(shè)有固定導(dǎo)磁材料片材2的絕緣壓環(huán)4，準(zhǔn)確地說(shuō)是在圓筒鐵心線槽11兩端處，分別樞設(shè)有 絕緣壓環(huán)4，將導(dǎo)磁材料片材2與鐵心1固定成一體。所述鐵心1的表面，也即工作面裝有 絕緣保護(hù)層5。圖7為圓筒式定子鐵心1中的導(dǎo)磁材料片材2繞組的鏈?zhǔn)诫娺B接示意圖，其電連 接方式如同上例。實(shí)施例三參照?qǐng)D8和圖9，為圓筒式電機(jī)轉(zhuǎn)子與導(dǎo)磁材料片材繞組示意圖，結(jié)構(gòu)和電連接方 式如同實(shí)施例二。實(shí)施例四參照?qǐng)D10和11，為三相變壓器中一相示意圖；圖12和圖13，為電磁鐵之結(jié)構(gòu)示意 圖，兩者鐵心均無(wú)開(kāi)線槽，通過(guò)絕緣的導(dǎo)磁材料片材2直接緊密纏繞在鐵心1上，導(dǎo)磁材料 片材兩端通過(guò)引出線32連接成通電回路，纏繞的導(dǎo)磁材料片材2外側(cè)樞設(shè)有必要的絕緣固 定。根據(jù)具體需要，纏繞在鐵心1上的導(dǎo)磁材料片材2可以是一條，或者多條重疊后再纏繞 在鐵心1上，而且多條導(dǎo)磁材料片材2的兩端通過(guò)導(dǎo)線可串聯(lián)或者并聯(lián)連接成通電回路，滿 足不同功率輸出之需。本實(shí)用新型涉及的導(dǎo)磁材料片材，可以是硅鋼片、鋼板材之擇一種，尤以硅鋼片材 料的導(dǎo)磁性能為佳；另外，上述實(shí)例中，提及的導(dǎo)磁材料片材2相互間的絕緣處理，是指導(dǎo) 磁材料片材2表面經(jīng)絕緣處理，或者在導(dǎo)磁材料片材2間墊設(shè)有云母等材料成型的絕緣 層，形成相互絕緣結(jié)構(gòu)，提高絕緣等級(jí)，滿足高電壓或大電流之需；另外，導(dǎo)線和引出線均采 用銅導(dǎo)線或者扁銅導(dǎo)線，也可在導(dǎo)線和引出線外增加絕緣護(hù)套。綜上所述，本結(jié)構(gòu)可適用在圓筒式、盤(pán)式等各種結(jié)構(gòu)的電機(jī)和各種變壓器、電磁鐵 上，特別適合各種大、中型電機(jī)。在電機(jī)領(lǐng)域運(yùn)用中，該結(jié)構(gòu)可代替原有的激勵(lì)磁場(chǎng)繞組，也 可代替原有的電樞繞組。代替原有的激勵(lì)磁場(chǎng)繞組時(shí)，激勵(lì)磁場(chǎng)鐵心外繞制經(jīng)絕緣的導(dǎo)磁材料片材，當(dāng)其
5通過(guò)直流電流，激勵(lì)磁場(chǎng)鐵心中感生出恒定磁場(chǎng)，作為電機(jī)中的激勵(lì)磁場(chǎng)。代替原有的電樞繞組時(shí)，在定子或者轉(zhuǎn)子鐵心中分布有若干個(gè)線槽，線槽中嵌入 多條相互之間絕緣的導(dǎo)磁材料片材，若將導(dǎo)磁材料片材連接成閉合的單相電路，并在這電 路中通過(guò)單相交電流，鐵心中感生出交變磁場(chǎng)；若將導(dǎo)磁材料片材連接成三相電路并通過(guò) 三相交流電，鐵心中即感生出三相旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；反之在鐵心中通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，絕緣的導(dǎo)磁材料 片材三相電路中感生出三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。作為電機(jī)電樞繞組時(shí)，根據(jù)電機(jī)功率、電壓、電流大小不同、轉(zhuǎn)速高低的需要，計(jì)算 確定鐵心尺寸、極對(duì)數(shù)、槽數(shù)等參數(shù)；因?qū)Т挪牧掀牡碾娮杪时茹~線大，電流密度要比銅 線小，根據(jù)電流大小、電壓高低的需要，確定導(dǎo)磁材料片材的并、串聯(lián)數(shù)。在大電流情況下， 每一絕緣的導(dǎo)磁材料片材中可以同時(shí)并聯(lián)多片尺寸相同的導(dǎo)磁材料片材；在高電壓情況 下，每極可以由復(fù)數(shù)片絕緣的導(dǎo)磁材料片材串聯(lián)組成。
權(quán)利要求一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，包括有帶線槽電機(jī)鐵心、導(dǎo)磁材料片材和導(dǎo)線，其特征是電機(jī)鐵心線槽中緊密填充有相互間絕緣的導(dǎo)磁材料片材，導(dǎo)磁材料片材兩端通過(guò)導(dǎo)線連接成通電回路，線槽口處樞設(shè)有固定導(dǎo)磁材料片材的絕緣壓環(huán)。
2.一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，包括有變壓器、電磁鐵鐵心、導(dǎo)磁材料 片材和導(dǎo)線，其特征是鐵心上緊密纏繞有相互間絕緣的導(dǎo)磁材料片材，導(dǎo)磁材料片材兩端 通過(guò)導(dǎo)線連接成通電回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征是 鐵心上每一絕緣的導(dǎo)磁材料片材可由多片規(guī)格相同的導(dǎo)磁材料片材并聯(lián)而成；每極、組可 由多片絕緣的導(dǎo)磁材料片材串聯(lián)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征是導(dǎo)磁 材料片材兩端分別電連接有小銅板，導(dǎo)線焊接在小銅板上形成電連接，該小銅板的厚度與 導(dǎo)磁材料片材的厚度相當(dāng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征是導(dǎo)磁 材料片材兩端與小銅板間通過(guò)激光焊接成電連接體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征是導(dǎo)磁 材料片材兩端與小銅板接觸部分別沖壓有能相互嵌合扣緊的契形邊緣，藉兩契形邊緣相互 扣緊形成電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征是鐵心 為盤(pán)式結(jié)構(gòu)，鐵心線槽內(nèi)外環(huán)沿處分別設(shè)有一絕緣壓環(huán)，該絕緣壓環(huán)將絕緣的導(dǎo)磁材料片 材緊密扣壓固定在鐵心的線槽中；所述鐵心的端面裝有絕緣保護(hù)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征是鐵 心為圓筒式結(jié)構(gòu)，鐵心線槽兩端處，分別樞設(shè)有絕緣壓環(huán)，將導(dǎo)磁材料片材與鐵心固定成一 體；所述鐵心的表面裝有絕緣保護(hù)層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征是 導(dǎo)磁材料片材間墊設(shè)有云母材料絕緣層，形成相互絕緣結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其特征是 導(dǎo)磁材料片材為硅鋼片、鋼板材之擇一種。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用導(dǎo)磁材料做繞組的電磁能量轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，其利用相互間絕緣的導(dǎo)磁材料片材緊密纏繞在鐵心上、或者緊密填充在鐵心線槽中，導(dǎo)磁材料片材通過(guò)導(dǎo)線連接成電回路，實(shí)現(xiàn)其既可引導(dǎo)磁路中的磁通又能引導(dǎo)電路中的電流的雙重功能。本實(shí)用新型具有構(gòu)思獨(dú)特、突破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，藉導(dǎo)磁材料片材既為導(dǎo)磁材料又具有導(dǎo)電的特性，用其替代銅導(dǎo)線當(dāng)作繞組，可大量節(jié)省銅材；同時(shí)鐵心線槽內(nèi)緊密嵌滿導(dǎo)磁材料片材，減少了傳統(tǒng)電機(jī)由于鐵心存在大間隙槽口引起的多次諧波損耗，提高電磁能量轉(zhuǎn)換效率。這種用導(dǎo)磁材料代替銅導(dǎo)線的方法，可適用在發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電磁鐵等電磁能量轉(zhuǎn)換的各種裝置上。
文檔編號(hào)H02K1/16GK201726209SQ20102012193
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月2日
發(fā)明者葉常彬, 葉常青, 葉杉, 葉羽紡, 葉芃 申請(qǐng)人:葉羽紡;葉羽緯;葉羽經(jīng)