使绝缘导体成形和退火的方法技术

本发明专利技术提供了一种成形绝缘导体的方法，包括成形绝缘导体以修改所述绝缘导体的横截面形状。将所述绝缘导体的至少一部分加热到选择的温度范围。将所述选择的温度范围保持至少选择的时长从而使所述导体退火。将所述绝缘导体成形为多个山墙形状的环；以及保持所述绝缘导体的绝缘层的绝缘性能。还包括一种使绝缘导体退火的方法。

【技术实现步骤摘要】
使绝缘导体成形和退火的方法
技术介绍
绝缘导体一般使用在电机中。这种绝缘导体通常成形为线圈或绕组以获得特定的特性，诸如响应于通过绝缘导体的电流获得磁场。为了最优化电机的效率，有时理想的是，将尽可能多的导体装填入机器内可利用的有限容积中。因此，工业上会易于接受新的成形绝缘导体的方法以获得高机器装填密度。工业上还会易于接受在可能造成使绝缘导体变硬的成形过程之后保持导体的高传导性方面的改进。
技术实现思路
提供一种成形绝缘导体的方法，该方法包括以下过程：成形绝缘导体以修改所述绝缘导体的横截面形状；将所述绝缘导体的至少一部分加热到选择的温度范围；将所述选择的温度范围保持至少选择的时长从而使所述导体退火；将所述绝缘导体成形为多个山墙形状的环；以及保持所述绝缘导体的绝缘层的绝缘性能。提供一种使绝缘导体退火的方法，该方法包括以下过程：将所述绝缘导体的至少一部分加热到选择的温度；将所述选择的温度保持至少选择的时长；以及保持所述绝缘导体上的绝缘层的绝缘性能。提供一种成形绝缘导体的方法，该方法包括以下过程：成形所述绝缘导体，从而使横截面几何形状变为大致矩形的横截面形状；将所述绝缘导体的至少一部分加热至低于750华氏度的温度；将所述温度保持至少选择的时长从而使所述导体退火。附图说明下文的描述无论如何不应当被认为是限制性的。参照附图，相同的元件编号相同：图1绘出了本文中公开的辊模的边视图；图2绘出了图1的辊模的平面视图；图3绘出了图1的辊模中的凹槽的放大视图；图4绘出了本文中公开的模组件的平面视图；图5绘出了本文中公开的第二模组件的平面视图；图6绘出了本文中公开的第三模组件的正视图；以及图7绘出了本文中公开的导体退火机器的正视图。具体实施方式在此参照附图以示例性而非限制性的方式给出对所公开的装置和方法的若干个实施方式的详细描述。诸如例如交流发电机之类的电机通常将一个或更多个由绝缘导体制成的绕组结合在其内以产生用于机器的运行所需的磁场。根据特定的机器，绕组可以设置在例如定子处、转子处或定子和转子两者处。例如，在绕组设置在定子处的情况下，中空的圆筒状的定子芯体可以将多个插槽形成在其沿周向面向内的表面中。来自导体绕组的多层导体部段定位在每个插槽内。在其他条件都等同的情况下，导体填充插槽容积的百分比越大，机器的性能越好。照此，理想的是，将导体的横截面形状由圆形形状进行更改以增大导体装填到插槽中的装填密度。与圆形横截面形状相比，例如矩形横截面形状能够允许更高的插槽装填密度。参照图1和图2，其示出了能够将绝缘导体辊轧成形为所需的横截面形状的辊模10。为了使定子中的绝缘导体的量最大化，绝缘导体的所需横截面形状大致为矩形。然而，该绝缘导体可以具有诸如六边形、椭圆形等之类的其他所需的横截面形状。对那些本领域技术人员而言周知的是，具有矩形横截面形状的导体可以有圆角。成形之前，绝缘导体通常会具有大致圆形的横截面形状。辊模10包括圆柱形本体14，该圆筒本体14带有周向外表面18，该周向外表面18在其内形成有凹槽22。辊模10具有键孔26，该键孔26穿过辊模10且与周向表面18同中心地定位。凹槽22具有特定的形状，以下将参照图3对该特定的形状进行描述。参照图3，其示出了根据本专利技术的实施方式的凹槽22的放大视图。该凹槽22凹陷入周向表面18中，并且围绕本体14的周向延伸整360度。该凹槽22包括第一表面30和第二表面34。第一表面30和第二表面34这两个表面均光滑且平坦（在横截面上，但在三维上实际是截头圆锥体形（frustoconical））。在本实施方式中的第一表面30定位成相对于第二表面34成大致90度，并在两个表面30和34的交界处定位有小的弧形边（radius）38或其它过渡形状。该第一表面30具有长度40并且该第二表面34具有长度44。取决于绝缘导体在辊轧操作完成之后所需的横截面形状，所述长度40和44能够彼此相等或不相等。为了辊轧成形绝缘导体的横截面，需要两个辊模10。所述两个辊模10定位成使其周向表面18彼此相切，并且其凹槽22彼此轴向地对准。然而，两个辊模10定向成使得其中一个辊模10的轴向表面42（图1）面向的轴向方向与另一辊模10的轴向表面42面向的轴向方向相反。照此，从两个辊模10中的一个辊模10的周向表面18径向向外延伸的周向突出部46配合在另一个辊模10的周向表面18的径向向内凹陷的互补的沟道50内。因此，搭载在对应的沟道50内的两组突出部46使两个辊模10彼此轴向地定位同时允许它们绕其各自的键孔26旋转。突出部46和沟道50的轴向尺寸选择成使得两个辊模10的凹槽22彼此轴向地对准。辊模10中的键孔26允许其中一个辊模10或两个辊模10由电动马达（未示出）或如在现有技术中已知的其他驱动装置旋转地驱动。两个辊模10沿彼此相反的方向旋转，从而使得细长的绝缘导体与两个辊模10的摩擦接合使绝缘导体在两个辊模之间被牵拉。由于两个辊模10是反向旋转的，从而在绝缘导体与辊模10之间无相对运动的情况下对穿过所述两个辊模10的导体进行牵拉，导体上绝缘材料的完整性进而绝缘性能得以保持。由于导体被牵拉，因此导体的横截面形状改变从而呈现由对准的凹槽22形成的开口的大致形状。例如，如果表面30和表面34彼此成90度，产生的绝缘导体的横截面的形状将会是尺寸为长度40×长度44的矩形。照此，如果长度40和长度44相等，产生的横截面形状将会是正方形。参照图4，其中示出了用于将绝缘导体成形为正弦曲线形状的模组件54。该模组件54能够将具有绝缘层60和导体部61的大致直的绝缘导体58成形为正弦曲线形状62。模组件54包括一个或更多个凸模66和一个或更多个凹模70。凸模66中的一个凸模和凹模70中的一个凹模用于每个待成形的正弦曲线环68。在本实施方式中，凸模66能够沿箭头72的方向以来回的方式移动，而凹模70是固定的。每个凸模66在具有外半径78的一端上具有辊子74。每个凹模70在其互补于半径78的一端上具有半径80。绝缘导体58的一部分定位在凸模66与凹模70之间。在加工中，凸模66被顺序地致动，使得每个凸模66依次朝向对应的凹模70移动，从而接触绝缘导体58。绝缘导体58的超过正在成形部分的部分通过常规手段和/或通过其中一个凸模66抵靠其中一个凹模70的夹紧作用而被锁定在适当的位置。随着附加长度的绝缘导体58从导体进给装置82被拉入，由于每个相继的凸模66冲击，辊子74接合绝缘导体58并旋转。每个凸模66的行程在与对应的凹模70接触时完成，此时，正弦曲线环68中的一个正弦曲线环完整地成形。半径78、80基于预期的成品的环68的半径来选择。辊子74的辊轧作用使摩擦最小化，并且因此使对绝缘导体58上的绝缘层60的损害最小化。因而，模组件54将绝缘导体58成形为正弦曲线形状62，同时保持了绝缘层60的绝缘性能。然而，正弦曲线形状62是一种中间形状；绝缘导体58的最终形状是多个山墙形状（gableshaped）的环，所述多个山墙形状的环中的每一个均具有可选的平面偏移（planaroffset）。将绝缘导体58从正弦曲线形状62改变为山墙形状用第二模组件来完成，接下来将描述该第二模组件。参照图5，其示出了用于将绝缘导体58成形为山墙形状92的模组件84。模组件84包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成形绝缘导体的方法，包括以下过程：成形绝缘导体以修改所述绝缘导体的横截面形状；将所述绝缘导体的至少一部分加热到选择的温度范围；将所述选择的温度范围保持至少选择的时长从而使所述导体退火；将所述绝缘导体成形为多个山墙形状的环；以及保持所述绝缘导体的绝缘层的绝缘性能。

【技术特征摘要】
2013.10.21 US 14/058,7801.一种成形绝缘导体的方法，包括按照以下顺序进行的步骤：提供具有铜导体部以及大致圆形的横截面形状的绝缘导体；将所述大致圆形的横截面形状重新成形为具有两对两个平行的边和圆角的大致矩形的横截面形状，所述重新成形发生在沿相反的方向旋转的一对辊模之间；将所述绝缘导体切割成选择的长度；通过将线材放入模组件将所述绝缘导体成形为多个山墙形状的开环，所述模组件包括具有山墙尖角的多个凸模和具有与所述凸模的所述山墙尖角互补的凹陷部的多个凹模；在所述多个山墙形状的环中成形多个平面偏移；将具有所述矩形的横截面形状的所述绝缘导体的至少一部分加热到选择的温度范围；将所述选择的温度范围保持至少选择的时长从而使所述绝缘导体退火同时保持所述绝缘导体的绝缘层的绝缘性能。2.根据权利要求1所述的成形绝缘导体的方法，其中，将所述绝缘导体的至少一部分加热到选择的温度范围以及将所述选择的温度范围保持至少选择的时长从而使所述绝缘导体退火的步骤还包括在生产线上的炉，并且其炉温在900华氏度至950华氏度的范围内持续47秒至67秒的时间。3.根据权利要求2所述的成形绝缘导体的方法，其中，所述炉温为925华氏度，并且所述时间为57秒。4.根据权利要求2所述的成形绝缘导体的方法，其中，所述绝缘导体用酰胺/酰亚胺绝缘层来绝缘。5.根据权利要求1所述的成形绝缘导体的方法，其中，将所述绝缘导体的所述至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯克·尼特，凯瑟琳·S·赖利，詹姆斯·P·墨菲，
申请(专利权)人：雷米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US