用于制造旋转电机的绕组头装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于生产旋转电机(2)的绕组头装置(24)的方法。为了给出相比现有技术能够更简单且低成本地生产的绕组头装置(24)，提出绕组头装置(24)具有至少一个至少局部由介电材料制成的绝缘基体(26、28)，其中，由金属材料制成的多个导体(30)分别经由至少一个中间层(36)与绝缘基体(26、28)连接，其中，中间层(36)由与介电材料和金属材料不同的材料制成，其中，借助于第一热喷涂方法将导体(30)喷涂到中间层(36)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造旋转电机的绕组头装置的方法
本专利技术涉及一种用于制造旋转电机的绕组头装置的方法。本专利技术还涉及一种用于旋转电机的绕组头装置，该绕组头装置根据这种方法制造。另外本专利技术还涉及用于旋转电机的定子，该定子具有引导磁场的定子元件和至少一个这种绕组头装置。本专利技术还涉及具有至少一个这种定子的旋转电机。
技术介绍
通常将一种必须以至少一兆瓦的功率驱动的旋转电机的定子绕组实施为成型线圈。例如借助于拉伸、浇铸或粉末冶金制成成型线圈。通过弯折和弯曲成型线圈的导体产生的绕组头位于成型线圈的末端。该绕组头需要巨大的轴向结构空间。由于绕组头附加的静止的导体长度产生了欧姆损失，该欧姆损失降低了旋转电机的效率。此外，必须冷却绕组头。需要附加的结构空间用于冷却。尤其在快速运行的低极数电机中，由于绕组头扩大的轴承间距对转子动态性能起到负面作用。此外，由于大的导体长度，需要附加的复杂加固措施，以防止运行中不允许的振动和变形。此外，旋转电机的总长度和重量增加。特别地，在大型电机的模块化构造的情况下，由于绕组头而产生巨大的无用电气长度。例如通过将铜导体弯折，使得其能够以合适的方式被放置在槽中，来以高耗费半自动化地制造成型线圈的绕组头。在高耗费的情况下手动完成相应的铜导体接下来的连接、连接位置的绝缘以及铜导体彼此的固定。原则上，仅能够在高耗费的情况下，例如使用不同的通过焊接连接的导体长度来实现在槽和绕组头中的不同的导体尺寸。在齿线圈绕组的情况下，尤其在带状导线实施方式中，相邻的槽的间距能够小到等于绝缘的铜导体要遵守的弯折半径。专利文献DE102009032882B3描述了用于制造电动机的分层绕组的成型线圈的方法以及借助于所述方法制造的成型线圈。为了简化成型线圈的制造，将原始线圈制成成型线圈，其中，原始线圈具有两个设置用于放在电动机的定子或转子的槽中的纵向侧。原始线圈具有两个设置用于分别形成成型线圈的绕组头的绕组头侧，其中，纵向侧弯折90°，以便将纵向侧放入槽中，并且使纵向侧的绕组头侧弯曲。专利文献EP1742330B1描述了涡轮发电机的定子部分的定子绕组头。定子绕组头形成为中部有用于执行转子的缺口的圆盘状，其中，该圆盘具有绝缘基体，用于接触定子导体的电连接集成在该绝缘基体中。该接触被制造为插接连接和/或具有镀通孔的形式。公开文本EP3297131A1描述了旋转电机的定子，该定子具有带有线圈杆的定子叠片组和带有绝缘基体的至少一个定子绕组头板。为了减小定子的轴向长度，提出将导体轨道集成在绝缘基体中，其中，至少一个定子绕组头板位于定子叠片组的端侧上，并且其中，导体轨道与线圈杆材料配合地连接。公开文本EP3364524A1描述了旋转电机的定子，该定子具有带有线圈杆的定子叠片组和至少一个绕组头板，其中，至少一个绕组头板位于定子叠片组的端侧上，其中，绕组头板具有带有第一介电材料制成的基体，其中，导体轨道集成在与线圈杆连接的绕组头板中，其中，绕组头板具有带有第二介电材料的区域和/或带有第三介电材料的区域，其中，第二介电材料和/或第三介电材料分别具有比第一介电材料更高的导热性和/或更高的击穿强度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种用于制造旋转电机的绕组头装置的方法，该方法相比于现有技术更简单并且更加低成本。根据本专利技术，该目的通过用于制造带有至少一个绝缘基体的旋转电机的绕组头装置的方法解决，该绝缘基体至少部分地由介电材料制成，其中，由金属材料制成的多个导体分别经由至少一个中间层与绝缘基体连接，其中，中间层由与介电材料和金属材料不同的材料制成，其中，借助于第一热学喷涂方法，尤其借助于冷气喷涂将导体喷涂到中间层上，其中，中间层由银、铝、锑、镁、锡、锌、铅、钽或其混合物和/或其至少一种合金制成。此外，根据本专利技术，该目的通过旋转电机的绕组头装置解决，该绕组头装置根据这样的方法制造，其中，该绕组头装置具有至少一个至少部分由介电材料制造的绝缘基体，其中，由金属材料制成的多个导体分别经由至少一个中间层与绝缘基体连接，其中，中间层由与介电材料和金属材料不同的材料制成，其中，借助于第一热学喷涂方法将导体喷涂到中间层上，其中，中间层由银、铝、锑、镁、锡、锌、铅、钽或由其混合物和/或由其至少一种合金制成。此外，根据本专利技术，该目的通过旋转电机的定子来解决，该定子具有引导磁场的定子元件和至少一个这种绕组头装置。此外，根据本专利技术，该目的通过具有至少一个这种定子的旋转电机来解决。根据该方法实施的优点和优选设计方案能够用于绕组头装置、定子和旋转电机。本专利技术基于一种考虑，即通过将金属固体颗粒、所谓的喷涂颗粒喷涂到绝缘基体上，经由中间层制成绕组头装置的导体，通过使用热学喷涂方法来优化对绕组头装置的制造。通过喷涂喷涂颗粒形成紧密且固定附着的层。热学喷涂方法例如为电弧喷涂、等离子喷涂、火焰喷涂或冷气喷涂。喷涂颗粒例如包含铜，而绝缘基体由介电材料(例如合成材料或陶瓷材料)制成。替代地，绝缘基体具有例如导电的基板，该基板至少在导体的区域中涂覆有由介电材料(例如合成材料或陶瓷材料)制成的绝缘层。但为了避免对绝缘基体的损坏，在其上布置有由与介电材料和金属材料不同的材料制成的中间层，将喷涂颗粒喷涂到该中间层上。中间层与绝缘基体的介电材料连接，并且由银(Ag)、铝、锑、镁、锡、锌、铅、钽或由其混合物和/或由其至少一种合金制成。借助热学喷涂方法，相比于其他增材制造方法，能够在在短时间内并且几何上非常灵活地制造厚层，例如在几毫米范围和几厘米范围中的厚层。通过热学喷涂方法，制造过程更简单，成本更低。在一个优选的实施方式中，借助于冷气喷涂将导体喷涂到中间层上。冷气喷涂为热学喷涂方法，其中，喷涂颗粒被加速到很高的速度，使得相比于其他热学喷涂方法，即使在没有提前熔融或熔化的情况下在碰撞基底时也形成紧密和固定附着的层。由于借助于冷气喷涂涂覆的材料未熔化，而是通过其动能而变形，相比于其他热学喷涂方法，中间层和非导电基体仅承受很低的温度。在一个优选设计方案中，中间层至少经由形状配合的连接与绝缘基体连接。通过尤其附加的形状配合的连接保护绕组头装置免受例如外界的热和/或机械形式的影响。在另一有利的设计方案中，借助于第二热学喷涂方法，尤其借助于冷气喷涂将中间层喷涂到绝缘基体上，其中，第二热学喷涂方法与第一热学喷涂方法不同。导体的金属材料具有尽可能高的导电能力，而中间层的材料适合用于构造成非导电基体与相应的导体之间以机械和热学方式的稳定的连接。特别地，于是优化第二热学喷涂方法，将中间层小心地施加在非导电基体上。此外，以热学喷涂方法喷涂中间层上，以便实现通常并且统一的制造方法。在另一有利的设计方案中，第二热学喷涂方法在速度和/或颗粒大小方面与第一热学喷涂方法不同。例如在使用软材料(例如锌)时需要极小的动能，因此在固体颗粒在碰撞时形成紧密、固定附着的层。由此避免非导电基体的损坏。特别有利地，将中间层至少部分地布置在绝缘基体的槽中。通过在槽中的布置，粗略地保护中间层免受外部影响。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造旋转电机(2)的绕组头装置(24)的方法，所述旋转电机具有至少一个绝缘基体(26、28)，所述绝缘基体至少部分由介电材料制成，其中，由金属材料制成的多个导体(30)分别经由至少一个中间层(36)与所述绝缘基体(26、28)连接，其中，所述中间层(36)由与所述介电材料和所述金属材料不同的材料制成，其中，借助于第一热学喷涂方法将所述导体(30)喷涂到所述中间层(36)上，/n其特征在于，/n所述中间层(36)由银、铝、锑、镁、锡、锌、铅、钽或它们的混合物和/或它们的至少一种合金制成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180921 EP 18195858.81.一种用于制造旋转电机(2)的绕组头装置(24)的方法，所述旋转电机具有至少一个绝缘基体(26、28)，所述绝缘基体至少部分由介电材料制成，其中，由金属材料制成的多个导体(30)分别经由至少一个中间层(36)与所述绝缘基体(26、28)连接，其中，所述中间层(36)由与所述介电材料和所述金属材料不同的材料制成，其中，借助于第一热学喷涂方法将所述导体(30)喷涂到所述中间层(36)上，
其特征在于，
所述中间层(36)由银、铝、锑、镁、锡、锌、铅、钽或它们的混合物和/或它们的至少一种合金制成。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于冷气喷涂将所述导体(30)喷涂到所述中间层(36)上。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述中间层(36)至少经由形状配合的连接与所述绝缘基体(26、28)连接。


4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，借助于第二热学喷涂方法，尤其借助于冷气喷涂将所述中间层(36)喷涂到所述绝缘基体(26、28)上，其中，所述第二热学喷涂方法与所述第一热学喷涂方法不同。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二热学喷涂方法与所述第一热学喷涂方法在颗粒的速度和/或大小方面不同。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述中间层(36)至少部分地布置在所述绝缘基体(26、28)的槽(38)中。


7.根据权利要求3和权利要求6所述的方法，其中，所述绝缘基体(26)的槽(38)具有轮廓(40)，经由所述轮廓建立形状配合的连接。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在另一个步骤中安装电绝缘。


9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，冷却通道(40)布置在所述绝缘基体(26)中。

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕·布拉赫，延斯·达尔·詹森，霍斯特·屈梅勒，哈特穆特·劳赫，奥拉夫·雷梅，雅各布·施内克，弗兰克·赛布伊克，奥利弗·施蒂尔，马克·托比亚斯·泽根哈根，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE