電機和繞組線材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電機領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種具有繞組和鐵芯的電機。
【背景技術(shù)】
[0002]電機一般包含定子和轉(zhuǎn)子，定子或轉(zhuǎn)子上包含鐵心和繞組。
[0003]絕緣導(dǎo)線按一定形狀繞制形成線圈，線圈可以是一匝或多匝；多個線圈構(gòu)成一組單元的稱為線圈組；由多個線圈或線圈組構(gòu)成一相或整個電磁電路的組合統(tǒng)稱為繞組。
[0004]電機中的繞組在繞制時，由于匝數(shù)變多而容易造成繞線的堆疊無規(guī)則，進而導(dǎo)致繞線間隙中的空氣無法順利流動到繞組外部。繞組底部的熱量只能通過直接接觸的繞線和氣隙以熱傳遞的方式傳遞到表面的繞線之后再散發(fā)至空氣中。然而，由于繞組繞制堆疊無規(guī)律，因此不能確保線材與材線之間的接觸面積，這就不利于繞線之間的熱量傳遞。另外，現(xiàn)有技術(shù)中絕緣導(dǎo)線中采用的金屬材料導(dǎo)熱系數(shù)不高，也影響到繞組的散熱。
[0005]電機發(fā)熱后，將使得電機繞組的絕緣導(dǎo)線溫度上升，而絕緣導(dǎo)線對于高溫的反應(yīng)很強烈，會加速老化，減少使用壽命。如果溫度升的太高，會使得絕緣導(dǎo)線碳化而失去絕緣作用，電機的繞組會短路而發(fā)生故障。另外，散熱問題也會使鐵芯局部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，當(dāng)鐵芯局部過熱現(xiàn)象反復(fù)出現(xiàn)后，會使鐵芯工作的磁通量逐步下降，造成轉(zhuǎn)換效率下降，直至鐵芯報廢。
[0006]由于繞組的散熱效應(yīng)對電機的性能影響顯著，本領(lǐng)域技術(shù)人在對電機繞組的散熱方面的改進做出了諸多努力。專利號為ZL201320897335.9的中國實用新型專利公開了一種帶鐵心保護裝置的變壓器，其在鐵芯與繞組之間設(shè)置了隔熱護套，并且隔熱護套具有散熱溝槽，然而隔熱護套的增加使得繞組的制造過程過于繁瑣且成本增加。專利號為ZL200820055889.3的中國實用新型專利公開了一種耐高溫、耐大電流漆包線，其中，導(dǎo)體層為鍍銀的銅導(dǎo)線，在鍍銀銅線上涂覆耐高溫絕緣漆層，該專利說明書中提到，銀的電阻率是所有金屬中最低的，且導(dǎo)電率也大于銅，因此可以減少大電路引起的部件發(fā)熱，同時散熱性有所提高，還可以保持銅線良好的加工性能，然而，這種繞組線材的散熱性能有限，仍有待進一步改進和提尚。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的第一目的是提供一種電機。
[0008]本實用新型的第二目的是提供一種用于電機的繞組線材。
[0009]本實用新型提供的電機包括鐵芯和繞組；繞組的線材具有銅質(zhì)線芯、導(dǎo)熱層和絕緣層，導(dǎo)熱層包裹銅質(zhì)線芯，絕緣層包裹導(dǎo)熱層；導(dǎo)熱層由銀制成；線材的截面為矩形。
[0010]由上述方案可見，由于線材的截面為矩形，其繞制堆疊而成的繞組的繞線間的縫隙可以大大減少，熱傳遞效率增強，有利于繞組底部熱量傳遞至繞組表面，散熱效率提高；另外，繞線在絕緣層與導(dǎo)電層間增加了導(dǎo)熱層，導(dǎo)熱層采用導(dǎo)熱系數(shù)高且電阻率低的金屬銀，這樣有利于繞組線材的導(dǎo)電且熱傳遞效果，并且當(dāng)用于導(dǎo)熱層的金屬銀的純度越高時，繞組線材的散熱以及導(dǎo)電性就越好，提高電機的工作效率。
[0011]進一步的線材的截面優(yōu)選為正方形。
[0012]一個優(yōu)選的方案是，導(dǎo)熱層通過電鍍的方式包裹在銅質(zhì)線芯上。
[0013]由上述方案可見，電鍍工藝的精度較高，容易控制導(dǎo)熱層金屬銀的厚度。
[0014]一個優(yōu)選的方案是，導(dǎo)熱層通過浸涂的方式包裹在銅質(zhì)線芯上。
[0015]由上述方案可見，浸涂的工藝簡單，成本較低，易于大規(guī)模生產(chǎn)制造。
[0016]一個優(yōu)選的方案是，導(dǎo)熱層的厚度與銅質(zhì)線芯的半徑的比值在0.02至0.2之間。
[0017]由上述方案可見，由于導(dǎo)熱層為金屬銀材料，其采購成本高于金屬銅，但是金屬銀的導(dǎo)電率要高于金屬銅，因此在制造繞組線材時，應(yīng)該既考慮經(jīng)濟成本，又要考慮產(chǎn)品性能，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)上述比值范圍為一個合理的取值區(qū)間。
[0018]一個優(yōu)選的方案是，銀的重量百分比的純度在99.0%至99.99%之間。
[0019]由上述方案可見，金屬銀的純度越高，得到的電機繞組線材的性能越優(yōu)異，同時采購成本也越高，經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)上述比值范圍為一個較為合理的取值區(qū)間。
[0020]一個優(yōu)選的方案是，銅質(zhì)線芯由電解銅制成。
[0021]一個優(yōu)選的方案是，銅質(zhì)線芯的截面為矩形，導(dǎo)熱層的截面為矩形，絕緣層的截面為矩形。
[0022]一個優(yōu)選的方案是，銅質(zhì)線芯的截面為圓形，導(dǎo)熱層與銅質(zhì)線芯形成的整體的截面為矩形，絕緣層的截面為矩形。
[0023]本實用新型提供的繞組線材包括銅質(zhì)線芯、導(dǎo)熱層和絕緣層，導(dǎo)熱層包裹銅質(zhì)線芯，絕緣層包裹導(dǎo)熱層；導(dǎo)熱層由銀制成；繞組線材的截面為矩形。
[0024]由上述方案可見，由于線材的截面為矩形，當(dāng)其應(yīng)用為電機繞組時，繞制堆疊而成的繞組的繞線間無縫隙，熱傳遞效率增強，有利于繞組底部熱量傳遞至繞組表面，散熱效率提高；另外，繞組線材在絕緣層與導(dǎo)電層間增加了導(dǎo)熱層，導(dǎo)熱層采用導(dǎo)熱系數(shù)高且電阻率低的金屬銀，這樣有利于繞組線材的導(dǎo)電且熱傳遞效果，并且當(dāng)用于導(dǎo)熱層的金屬銀的純度越高時，繞組線材的散熱以及導(dǎo)電性就越好。
[0025]一個優(yōu)選的方案是，導(dǎo)熱層通過電鍍的方式包裹在銅質(zhì)線芯上；導(dǎo)熱層的厚度與銅質(zhì)線芯的半徑的比值在0.02至0.2之間；銅質(zhì)線芯有電解銅制成。
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型電機第一實施例的剖視圖。
[0027]圖2是本實用新型電機第一實施例的繞組線材的堆疊方式剖視圖。
[0028]圖3是本實用新型電機第二實施例的剖視圖。
[0029]圖4是本實用新型電機第二實施例的繞組線材的堆疊方式的剖視圖。
[0030]圖5是本實用新型繞組線材的第一實施例的剖視圖。
[0031]圖6是本實用新型繞組線材的第二實施例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0032]電機第一實施例
[0033]如圖1所示，電機具有鐵芯10和繞組20。
[0034]如圖2所示，每一根繞組20的線材的截面均為矩形，四根繞組20的線材之間繞制堆疊時，線材與線材之間沒有間隙。線材由內(nèi)向外依次具有銅質(zhì)線芯21、導(dǎo)熱層22和絕緣層23，其中，銅質(zhì)線芯21的截面為矩形，導(dǎo)熱層22的截面為矩形，絕緣層23的截面為矩形。
[0035]導(dǎo)熱層22由金屬銀制成，金屬銀的純度的重量百分比在99.0%至99.99%之間，導(dǎo)熱層22通過電鍍的方式包裹在銅質(zhì)線芯21上，導(dǎo)熱層22的厚度與銅質(zhì)線芯21的半徑的比值在0.02至0.2之間。銅質(zhì)線芯21通過電解銅方式制成。絕緣層23包裹著導(dǎo)熱層22。
[0036]繞組線材在制造時，首先碾壓銅線，然后電鍍金屬銀，最后再涂制絕緣層。通過加大電鍍電流或電鍍時間的方法能夠增加電鍍厚度，也可以通過多次重復(fù)電鍍-烘干的方法增加電鍍厚度。也可以通過多次浸涂-烘干的方法增加電鍍厚度。
[0037]電機第二實施例
[0038]如圖3所示，電機具有鐵芯和繞組30。
[0039]如圖4所示，銅質(zhì)線芯31的截面為圓形，導(dǎo)熱層32與銅質(zhì)線芯31形成的整體的截面為矩形，絕緣層33的截面為矩形，整個繞組線材的截面為矩形。本實施例部件的詳細描述應(yīng)參考第一實施例。
[0040]繞組線材第一實施例
[0041]如圖5所示，截面為矩形的繞組線材40由內(nèi)向外依次具有銅質(zhì)線芯41、導(dǎo)熱層42和絕緣層43，其中，銅質(zhì)線芯41的截面為矩形，導(dǎo)熱層42的截面為矩形，絕緣層43的截面為矩形。導(dǎo)熱層42包裹銅質(zhì)線芯41，絕緣層43包裹導(dǎo)熱層42，導(dǎo)熱層42由金屬銀制成。
[0042]繞組線材第二實施例
[0043]如圖6所示，繞組線材50的截面為矩形，其由內(nèi)向外依次具有銅質(zhì)線芯51、導(dǎo)熱層52和絕緣層53，銅質(zhì)線芯51的截面為圓形，導(dǎo)熱層52包裹銅質(zhì)線芯51后形成的截面為矩形，絕緣層53的截面為矩形。
[0044]最后需要說明的是，本實用新型不限于上述的實施方式，諸如絕緣層為聚酰亞胺漆包線等方案也在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.電機，包括鐵芯和繞組； 其特征在于: 所述繞組的線材具有銅質(zhì)線芯、導(dǎo)熱層和絕緣層，所述導(dǎo)熱層包裹所述銅質(zhì)線芯，所述絕緣層包裹所述導(dǎo)熱層； 所述導(dǎo)熱層由銀制成； 所述線材的截面為矩形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機，其特征在于: 所述線材的截面為正方形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機，其特征在于: 所述導(dǎo)熱層通過浸涂或者電鍍的方式包裹在所述銅質(zhì)線芯上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機:其特征在于: 所述導(dǎo)熱層的厚度與所述銅質(zhì)線芯的半徑的比值在0.02至0.2之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機:其特征在于: 所述銀的純度的重量百分比在99.0%至99.99%之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的電機:其特征在于: 所述銅質(zhì)線芯由電解銅制成。7.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的電機，其特征在于: 所述銅質(zhì)線芯的截面為矩形，所述導(dǎo)熱層的截面為矩形，所述絕緣層的截面為矩形。8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的電機，其特征在于: 所述銅質(zhì)線芯的截面為圓形，所述導(dǎo)熱層與所述銅質(zhì)線芯形成的整體的截面為矩形，所述絕緣層的截面為矩形。9.繞組線材，其特征在于: 所述繞組線材包括銅質(zhì)線芯、導(dǎo)熱層和絕緣層，所述導(dǎo)熱層包裹所述銅質(zhì)線芯，所述絕緣層包裹所述導(dǎo)熱層； 所述導(dǎo)熱層由銀制成； 所述繞組線材的截面為矩形。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的繞組線材，其特征在于: 所述導(dǎo)熱層通過電鍍的方式包裹在所述銅質(zhì)線芯上；所述導(dǎo)熱層的厚度與所述銅質(zhì)線芯的半徑的比值在0.02至0.2之間；所述銅質(zhì)線芯有電解銅制成。
【專利摘要】本實用新型屬于電機領(lǐng)域。本實用新型提供的電機包括鐵芯和繞組；繞組的線材具有銅質(zhì)線芯、導(dǎo)熱層和絕緣層，導(dǎo)熱層包裹銅質(zhì)線芯，絕緣層包裹導(dǎo)熱層；導(dǎo)熱層由銀制成；線材的截面為矩形。由于線材的截面為矩形，其繞制堆疊而成的繞組的繞線間無縫隙，熱傳遞效率增強，有利于繞組底部熱量傳遞至繞組表面，散熱效率提高；另外，繞線在絕緣層與導(dǎo)電層間增加了導(dǎo)熱層，導(dǎo)熱層采用導(dǎo)熱系數(shù)高且電阻率低的金屬銀，這樣有利于繞組線材的導(dǎo)電且熱傳遞效果，并且當(dāng)用于導(dǎo)熱層的金屬銀的純度越高時，繞組線材的散熱以及導(dǎo)電性就越好。
【IPC分類】H02K3/04, H01B7/42
【公開號】CN204906042
【申請?zhí)枴緾N201520541209
【發(fā)明人】何春旺
【申請人】何春旺
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月23日