專利名稱：具有雙絕緣線圈組件的電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及包括多個(gè)電線圈組件的電機(jī)(electrical machine)，和制造該電機(jī)的方法。更具體地，公開了一種電機(jī)，該電機(jī)包括具有用于防止電氣故障和提高壽命以及可靠性的多個(gè)絕緣層的電線圈組件。
背景技術(shù)：
在電機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)并且具體地在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域中，公知的是使用彼此相對(duì)緊密靠近的激勵(lì)電線圈繞組和非激勵(lì)鐵磁芯元件作為電線圈組件的部件會(huì)引起電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)，例如，線圈繞組與鐵磁芯之間的故障或線圈繞組內(nèi)的匝或?qū)又g的故障。因此， 公知的是防止線圈繞組和磁芯產(chǎn)生故障的有效方法的關(guān)鍵是減小這種電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)，并因此在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)及其它電機(jī)中要很好地確定在線圈繞組和磁芯中的一個(gè)或兩個(gè)上使用的傳統(tǒng)的電絕緣或介電材料。在用于在干燥使用條件中使用的電機(jī)或電動(dòng)機(jī)的這種傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將樹脂或釉(enamel)介電材料涂覆到磁芯，并且將釉介電材料涂覆到線圈繞組的磁線以降低線圈繞組與磁芯之間或線圈繞組內(nèi)的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。還公知的是使用電纜用于諸如發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)的電機(jī)的線圈繞組，以提供線圈繞組與磁芯之間和線圈繞組內(nèi)的絕緣。例如，已經(jīng)在授予Leijon等人的美國專利 No. 6，927，505和授予Larsson等人的美國專利No. 7，019，429的發(fā)電機(jī)中顯示了使用用于線圈繞組的電纜來允許線圈繞組進(jìn)行高壓操作，這兩個(gè)專利公開了使用包括用于發(fā)電機(jī)線圈繞組的聚乙烯和半導(dǎo)體介電絕緣層的電纜。當(dāng)將線圈繞組和磁芯暴露給諸如海水的導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕環(huán)境時(shí)，諸如發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)的電機(jī)中的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加。要理解的是在暴露給海水的操作環(huán)境中水分子的小尺寸及其與激勵(lì)線圈繞組周圍的電場(chǎng)的相互作用在防止多個(gè)公知類型的電擊穿和暴露到海水的操作環(huán)境中的介電絕緣材料的組合方面產(chǎn)生相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。在這種操作環(huán)境中耦合的電化學(xué)和介電應(yīng)力導(dǎo)致在傳統(tǒng)的電機(jī)的磁芯和線圈繞組中都使用的介電絕緣材料的過早老化和電擊穿，并且可能會(huì)最終導(dǎo)致線圈組件的故障和過早失效。具體地，用于在諸如海水或化學(xué)溶液的導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕環(huán)境中受到頻繁的浸濕、濺射和/或浸沒(全部或部分地)的電機(jī)中防止電線圈組件產(chǎn)生故障的公知的設(shè)計(jì)方法的有效性受到限制。用于保護(hù)在浸沒場(chǎng)合使用的電機(jī)的現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法包括-使用諸如油的液體絕緣介質(zhì)作為導(dǎo)電環(huán)境與電線圈組件之間的屏障，從而在液體絕緣介質(zhì)與周圍環(huán)境之間產(chǎn)生差壓，并且需要依賴密封件以容納液體絕緣介質(zhì)，這在長期浸沒使用中會(huì)被擊穿和泄漏，并且產(chǎn)生液體絕緣介質(zhì)會(huì)釋放的風(fēng)險(xiǎn)，以及產(chǎn)生隨著時(shí)間的過去這些密封泄漏或該液體絕緣材料劣化從而電線圈組件的失效的風(fēng)險(xiǎn)。-使用成熟的密封技術(shù)在水密室中隔離整個(gè)電機(jī)或包括電線圈組件的至少一部分，這仍然存在這種密封的潛在泄漏并且伴隨有在長期浸沒使用中電線圈組件失效的風(fēng)險(xiǎn)，并且由于水密外殼的體積和復(fù)雜性以及需要多種密封技術(shù)來進(jìn)行定期維護(hù)而在許多應(yīng)用中變得不切實(shí)際。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種解決現(xiàn)有技術(shù)的一些局限性的、用于在導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕介質(zhì)中操作的電機(jī)中水下使用的電線圈組件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種解決現(xiàn)有技術(shù)的一些局限性的制造用于在導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕介質(zhì)中浸沒操作的電線圈組件的方法。.本發(fā)明的實(shí)施例基于在特定層和結(jié)構(gòu)中使用介電和防水絕緣材料以確保最優(yōu)化防止包括線圈繞組和磁芯部件的電線圈組被水侵入、電擊穿、電氣故障和最終失效。根據(jù)本發(fā)明的一方面，本發(fā)明的一些目的可以通過以下方式來實(shí)現(xiàn)提供包括介電絕緣材料的電纜線圈繞組，所述介電絕緣材料包括繞線圈繞組中的激勵(lì)導(dǎo)電體的整個(gè)長度的防水分子屏障材料層，以提供防止故障的電絕緣；以及進(jìn)一步提供包圍磁芯和線圈繞組的多個(gè)防水粘合材料層以防止水朝向線圈繞組的磁芯和激勵(lì)導(dǎo)電體侵入。本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種被構(gòu)造成用于在導(dǎo)電介質(zhì)中進(jìn)行浸沒操作的電機(jī)，包括至少一個(gè)線圈組件，所述至少一個(gè)線圈組件具有至少一個(gè)磁芯元件，所述至少一個(gè)磁芯元件包括包圍所述磁芯元件的至少一個(gè)第一介電絕緣層、和包圍所述第一介電絕緣層的至少一個(gè)防水粘合層；和繞所述磁芯元件的至少一個(gè)電繞組，所述電繞組具有至少一個(gè)連續(xù)長度的柔性電纜，所述電纜包括中心導(dǎo)電元件和包圍所述中心導(dǎo)電元件的至少一個(gè)第二介電絕緣層，其中所述第二介電絕緣層包括至少一個(gè)防水分子屏障材料；至少一個(gè)防水粘合層，所述至少一個(gè)防水粘合層被涂覆到所述柔性電纜，以大致包圍所述柔性電纜。另外，電機(jī)的至少一個(gè)電繞組可以包括多個(gè)繞組層，并且每一個(gè)繞組層可以包括連續(xù)長度的電纜。此外，這些多個(gè)繞組層可以在電機(jī)中并聯(lián)連接。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種被構(gòu)造成用于在導(dǎo)電介質(zhì)中在電機(jī)、變壓器或感應(yīng)器中進(jìn)行浸沒操作的電線圈組件，包括至少一個(gè)磁芯元件，所述至少一個(gè)磁芯元件具有包圍所述磁芯元件的至少一個(gè)第一介電絕緣層、和包圍所述第一介電絕緣層的至少一個(gè)防水粘合層；繞所述磁芯元件的至少一個(gè)電繞組，所述電繞組包括至少一個(gè)連續(xù)長度的柔性電纜，所述電纜包括中心導(dǎo)電元件和包圍所述中心導(dǎo)電元件的至少一個(gè)第二介電絕緣層，其中所述第二介電絕緣層包括至少一個(gè)防水分子屏障材料；至少一個(gè)防水粘合層，所述至少一個(gè)防水粘合層被涂覆到所述柔性電纜，以大致包圍所述柔性電纜。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種制造用于在電導(dǎo)電介質(zhì)中進(jìn)行浸沒操作的電線圈組件的方法，包括以下步驟提供包括多個(gè)鐵磁材料疊層的磁芯；使所述磁芯涂布有至少一層絕緣材料；使所述介電絕緣材料涂布有至少一層防水粘合膠材料層；繞所述磁芯纏繞電繞組，所述電繞組包括電纜、和包圍所述導(dǎo)體的至少一個(gè)絕緣材料層，所述電纜包括導(dǎo)體，其中所述介電絕緣材料層包括至少一個(gè)防水分子屏障材料；以及使所述電繞組和所述磁芯涂布有至少一個(gè)防水粘合膠材料層。當(dāng)結(jié)合詳細(xì)說明參照附圖時(shí)，本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)將變得清楚呈現(xiàn)。


以下參照

本發(fā)明的設(shè)備和方法，其中圖1是具有根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造而成的一個(gè)或多個(gè)電線圈組件的電機(jī)的一部分的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙絕緣電線圈組件的橫截面圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙絕緣電線圈組件的立體圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙絕緣電線圈組件的一部分的詳細(xì)橫截面圖；圖5是包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)雙絕緣電線圈組件的電機(jī)的示意圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖5的電機(jī)中的多相電力管道的橫截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電線圈組件第一繞組結(jié)構(gòu)的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電線圈組件第二繞組結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝有圖7中所示的第二繞組結(jié)構(gòu)的雙絕緣電線圈組件的橫截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電線圈組件的第三繞組結(jié)構(gòu)的示意圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝有圖9中所示的第三繞組結(jié)構(gòu)的雙絕緣電線圈組件的橫截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于雙絕緣電線圈組件的磁芯的立體圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于雙絕緣電線圈組件的具有介電涂層的磁芯的立體圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于雙絕緣電線圈組件的具有防水涂層的磁芯的立體圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于雙絕緣電線圈組件的磁芯和繞組的立體圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于雙絕緣電線圈組件的磁芯和封裝 (encapsulated)繞組的立體圖；以及圖16是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有完全防水涂層的雙絕緣電線圈組件的立體圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造而成的具有一個(gè)或多個(gè)電線圈組件的電機(jī)的一部分的立體圖被示出為用于進(jìn)行參考。傳統(tǒng)的電機(jī)100包括連接到雙側(cè)定子結(jié)構(gòu)103并繞該雙側(cè)定子結(jié)構(gòu)103布置的多個(gè)電線圈組件101，且中心磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)位于在定子結(jié)構(gòu)103的兩側(cè)之間并相對(duì)于該定子結(jié)構(gòu)103的兩側(cè)旋轉(zhuǎn)。例如根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，示例性電機(jī)100被構(gòu)造成為例如可以在發(fā)電機(jī)、或電動(dòng)機(jī)中使用的雙側(cè)軸向通量電機(jī)。傳統(tǒng)的電機(jī)100中的每一個(gè)傳統(tǒng)的電線圈組件101包括磁芯102和電繞組108。 磁芯102通?？梢杂芍T如電工鋼的任意適當(dāng)?shù)蔫F磁材料構(gòu)造而成，所述任意適當(dāng)?shù)蔫F磁材料通常以多個(gè)大致平行的疊層的方式布置以形成磁芯結(jié)構(gòu)102。電繞組108繞磁芯102的至少一部分纏繞。通常，電繞組108包括被介質(zhì)膜包圍的導(dǎo)電體，例如，傳統(tǒng)的釉涂層銅磁線。進(jìn)一步地，傳統(tǒng)的電線圈組件101中的每一個(gè)電繞組108單獨(dú)纏繞，使得必須通過電連接器(例如，焊接、拼接、機(jī)械接線片及其它適當(dāng)類型的電連接器)將多個(gè)單獨(dú)纏繞的線圈組件101串聯(lián)和/或并聯(lián)連接在一起，以在傳統(tǒng)的電機(jī)100定子結(jié)構(gòu)103中形成一個(gè)或多個(gè)電路。以下參照?qǐng)D2，圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙絕緣電線圈組件的橫截面圖。示例性雙絕緣電線圈組件200尤其適于在水下環(huán)境中運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)中使用，其中線圈組件 200與電機(jī)中的磁性元件(例如，磁性轉(zhuǎn)子(未示出))之間的間隙填充有水，并且具體地填充有海水，其中海水導(dǎo)電并且具有化學(xué)侵蝕性，并通常是侵入性的，從而逐漸滲透到許多材料中。本發(fā)明的線圈組件200也適于在可以浸沒在其它導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕介質(zhì)中或填充有該其它導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕介質(zhì)的電機(jī)中，例如在化學(xué)或工業(yè)應(yīng)用中使用，或在受到來自導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕介質(zhì)的浸濕或?yàn)R射的環(huán)境中使用，例如在包括海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的海洋和海岸設(shè)備中使用。線圈組件200包括磁芯202和電繞組208，所述電繞組繞磁芯202的至少一部分纏繞。本發(fā)明的雙絕緣線圈組件200期望地防止電氣故障或線圈組件內(nèi)的短路，所述電氣故障或短路可以由水朝向暴露于導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕環(huán)境中的電機(jī)中的電繞組208侵入而造成的。這種暴露可以發(fā)生在受到海水的濺射或浸濕的電機(jī)(例如，海上風(fēng)力發(fā)電機(jī))中，或發(fā)生在浸在海水中和/或被海水淹沒而進(jìn)行長期連續(xù)浸沒操作的電機(jī)(例如，水下潮汐發(fā)電機(jī))中。磁芯202可以包括任意適當(dāng)?shù)蔫F磁材料，并且優(yōu)選地包括電工鋼的多個(gè)平行疊層 203。磁芯202還包括至少一個(gè)介電絕緣層204，所述至少一個(gè)介電絕緣層基本上包圍磁芯 202以防止線圈組件200內(nèi)(例如，磁芯202與繞組208之間)的短路或故障的電絕緣。介電絕緣層204優(yōu)選地包括電氣絕緣樹脂層，例如，被設(shè)計(jì)成用于傳統(tǒng)的干燥應(yīng)用的通常用在磁芯元件上的涂有粉末的電氣絕緣樹脂材料。磁芯202還包括至少一個(gè)防水粘合層206， 所述防水粘合層基本上包圍介電絕緣層204并優(yōu)選地粘附到介電絕緣層204，以防止水朝向磁芯202侵入。防水粘合膠層206可以優(yōu)選地形成粘合防水膜，所述粘合防水膜借助于將層206粘附到介電絕緣層204的粘附力通過阻塞流動(dòng)通過層206的體積水且另外地通過顯著地降低通過防水粘合層206本身的水的任意緩慢擴(kuò)散或分散來防止水侵入。防水粘合層 206通?？梢园ㄟm于船舶使用的防水環(huán)氧漆系統(tǒng)，例如，包括一種或多種適當(dāng)?shù)沫h(huán)氧基粘合防水材料的多個(gè)涂層或多層的自動(dòng)上漆(self-painting)防水環(huán)氧船用漆系統(tǒng)。在具體的實(shí)施例中，用作防水粘合層206的適當(dāng)材料可以包括多層環(huán)氧船用粘合漆，并且更具體地包括雙組分厚漿型聚酰胺絡(luò)合物固化環(huán)氧船用粘合漆(two-component，high-build, polyamide adduct-cured epoxy marine adhesive paint),例如丹麥 Lyngby 的 Hempel AS 的商業(yè)出售的Hempel (TM) 1763配方。電繞組208包括柔性電纜210的一個(gè)或多個(gè)繞組層和至少一個(gè)介電絕緣層214， 其中所述柔性電纜包括中心柔性導(dǎo)電芯212，所述中心柔性導(dǎo)電芯通常可以包括銅或另一種適當(dāng)?shù)娜嵝詫?dǎo)電材料，所述至少一個(gè)介電絕緣層沿電纜210的整個(gè)長度基本上包圍導(dǎo)電芯212。介電絕緣層214提供沿電纜210的整個(gè)長度的電絕緣，以防止例如磁芯202與電纜 210之間或繞組208中的電纜210的匝之間的電氣故障或短路。介電絕緣層214優(yōu)選地包括防水分子屏障材料，以便防止水通過介電絕緣層214 進(jìn)入到電纜210中，并與導(dǎo)體212接觸，該接觸可能會(huì)導(dǎo)致繞組208的失效或故障并因此導(dǎo)致線圈組件200的失效或故障。介電絕緣層214可以包括提供介電特性并還優(yōu)選地提供防水分子屏障特性的一種或多種適當(dāng)?shù)牟牧?，例如，氯磺化聚乙烯、交?lián)聚乙烯、和烯烴中的一種或多種。根據(jù)本發(fā)明可以應(yīng)用包括上述特性的市場(chǎng)上可買到的電纜，例如，被設(shè)計(jì)成用于頻繁水下使用的電纜，所述電纜可以包括例如由Hypalon(TM)氯磺化聚乙烯介電絕緣層
8包圍的銅導(dǎo)體。在一個(gè)實(shí)施例中，電繞組208可以包括諸如層220和230的多個(gè)繞組層。在這種情況下，單個(gè)繞組層220的每一匝可以繞磁芯202串聯(lián)纏繞，并且整個(gè)繞組層220可以優(yōu)選地由單個(gè)連續(xù)長度的電纜210纏繞而成，以在包圍導(dǎo)體212的介電絕緣層中提供沒有連接器或其它中斷件的繞組層220。這是有利的，因?yàn)榻殡娊^緣層214中的連接器或其它中斷件已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使水侵入局部弱化，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)相應(yīng)地增加水中使用的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)本發(fā)明提供這種沒有連接器的繞組層220、230可以有利地減小水或其它污染物進(jìn)入到繞組層220內(nèi)的纏繞電纜，并因此還降低繞組電纜210的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，每一個(gè)繞組層都包括單個(gè)連續(xù)長度的電纜210，并且這種長度的電纜可以在其端部連接，從而以并聯(lián)連接的方式連接多個(gè)繞組層，例如層220和230，從而如果單個(gè)繞組層220中的一個(gè)長度的電纜210出現(xiàn)失效或短路時(shí)提供容錯(cuò)性，并且允許諸如層230的其余單獨(dú)繞組層在電機(jī)中基本上不受影響地繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明在電線圈 200中單獨(dú)繞組層基本上不受另一個(gè)繞組層的影響而運(yùn)轉(zhuǎn)的這種能力可以被適當(dāng)?shù)毓獮樗p操作。另外，這種優(yōu)選的繞組結(jié)構(gòu)還提供以下優(yōu)點(diǎn)減小線圈組件200內(nèi)的繞組208的相鄰部分之間的最大電勢(shì)梯度，因此還降低電纜210的介電絕緣層214中的最大電介質(zhì)應(yīng)力。由于相鄰單獨(dú)繞組層220、230的并聯(lián)連接，因此在繞組層220、230之間基本上具有零電勢(shì)差，這使得電介質(zhì)應(yīng)力和層214的介電擊穿的風(fēng)險(xiǎn)降低，其中尤其對(duì)于可以浸沒在導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕介質(zhì)或暴露于導(dǎo)電和/或化學(xué)地侵蝕介質(zhì)(例如，海水)的電線圈組件 200來說，層214的介電擊穿可以導(dǎo)致相鄰繞組層之間的電氣故障。此外，單個(gè)繞組層內(nèi)的電纜210的相鄰匝之間，例如相鄰匝209之間的電位差可以在繞組層的多個(gè)匝上基本上是恒定的，因此降低繞組208中的相鄰點(diǎn)之間的電位差的電勢(shì)濃度。在本發(fā)明的其中多個(gè)電線圈組件200連接在電機(jī)中(例如，連接在發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)的定子中)的尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，每一個(gè)都具有兩個(gè)或更多個(gè)繞組層220、230的兩個(gè)或更多個(gè)電線圈組件200可以連接以形成電機(jī)的相位，其中相位中的線圈組件200中的每一個(gè)的第一繞組層220串聯(lián)連接，并且優(yōu)選地使用在線圈組件200之間的電纜長度內(nèi)沒有電連接器的單個(gè)連續(xù)長度的電纜210使第一繞組層220繞每一個(gè)線圈組件200的磁芯202 依次纏繞。類似地，在相位中的線圈組件200中的每一個(gè)的第二繞組層230串聯(lián)連接，并且優(yōu)選地使用在電纜長度內(nèi)沒有電連接器的第二連續(xù)長度電纜210依次繞串聯(lián)的每一組件 200的磁芯202纏繞。這種結(jié)構(gòu)有利地提供具有形成相位的多個(gè)線圈組件200的電機(jī)，其中每一個(gè)相位都包括在相位的線圈200中的每一個(gè)中的多個(gè)單獨(dú)的繞組層220、230，并且其中每一個(gè)繞組層都包括單個(gè)連續(xù)且沒有連接器的長度的電纜210，因此降低水侵入和與電連接器相關(guān)聯(lián)的故障的風(fēng)險(xiǎn)。電繞組208另外并且最佳地包括涂覆在電纜210的頂部上的防水粘合層216，所述防水粘合層優(yōu)選地基本上包圍并粘附到電纜210的外部，并且更優(yōu)選地粘附到繞組208中的電纜210的介電絕緣層214，從而防止水朝向介電絕緣層214侵入。防水粘合層216因此期望地防止將介質(zhì)層214暴露給水，其中水可能會(huì)促進(jìn)介電材料的擊穿和最終失效。介電絕緣層214的這種失效通常將導(dǎo)致水朝向?qū)w212侵入，這可能會(huì)導(dǎo)致例如電繞組208或繞組層220的失效和/或故障。防水粘合層216可以優(yōu)選地形成粘合防水膜，所述粘合防水膜通過借助于將層216粘附到介電絕緣層214而阻塞流動(dòng)通過層216的體積水并且另外通過顯著地減小通過防水粘合層216本身的水的緩慢擴(kuò)散或分散來防止水侵入。防水粘合層216通?？梢园ㄟm于船舶使用的粘合防水環(huán)氧漆系統(tǒng)，例如，包括一種或多種適當(dāng)?shù)沫h(huán)氧基粘合防水材料的多個(gè)涂層或多層的自動(dòng)上漆防水環(huán)氧船用漆系統(tǒng)?？紤]防水粘合層 216與所述防水粘合層所粘附的介電絕緣層214的機(jī)械和化學(xué)相容性，可以優(yōu)選地選擇用于在防水粘合層216中使用的適當(dāng)?shù)牟牧希虼擞欣亟档徒殡娊^緣層214與防水粘合層 216之間的斷裂、張力或不期望的化學(xué)反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，所述風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)導(dǎo)致水的侵入和最終的電氣故障。防水粘合層216還可以包括諸如自動(dòng)上漆防水防污或易除污船用漆的至少一層防污或易除污船用漆，從而有利地防止防水粘合層216與水中船舶和/或淡水環(huán)境中的生物污染物的粘附和污垢，這可能會(huì)最終導(dǎo)致防水粘合層216的降解或失效。在具體的實(shí)施例中，用作防水粘合層216的適當(dāng)材料可以包括多涂層聚酰胺環(huán)氧船用粘合漆，并且更具體地包括雙組分厚漿型聚酰胺絡(luò)合物固化環(huán)氧船用粘合漆，例如丹麥的Lyngby的Hempel AS商業(yè)上出售的Hempel (TM) 1763配方。以下參照?qǐng)D3，顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙絕緣電線圈組件的立體圖。雙絕緣電線圈組件300包括磁芯302和電繞組308，所述電繞組308繞磁芯302的至少一部分纏繞。磁芯302還包括繞磁芯的至少一個(gè)介電絕緣層、和基本上包圍并優(yōu)選地粘附到介電絕緣層(未示出)的至少一個(gè)防水粘合層。在圖3所示的示例性實(shí)施例中，電繞組308被示出為繞磁芯302的中心部分306纏繞，并且包括繞組308的第一輸入端322和第二輸出端324。類似于參照?qǐng)D2所述的，電繞組308可以包括一個(gè)或多個(gè)電纜繞組層，所述電纜包括內(nèi)導(dǎo)體312和至少一個(gè)介電絕緣層314，所述至少一個(gè)介電絕緣層包括包圍導(dǎo)體312的防水分子屏障材料，從而防止水朝向介電絕緣層314侵入并最終侵入到導(dǎo)體312，從而防止繞組308的電氣故障和/或失效。另外，如以上參照?qǐng)D2所述，繞組308包括涂覆在絕緣層 314的頂部上并優(yōu)選地基本上包圍和粘附到介電絕緣層的至少一個(gè)防水粘合層316。類似地，磁芯302還包括基本上包圍磁芯(未示出)的至少一個(gè)介電絕緣層，并且還包括包圍并優(yōu)選地粘附到介電絕緣層的至少一個(gè)防水粘合層，從而防止水朝向磁芯302侵入。在具體的實(shí)施例中，繞組308的至少一部分可以封裝在絕緣封裝材料中，以形成大致密封囊。例如，繞組308的在線圈組件300的任一端部處的突出超過磁芯302的邊緣的端部可以封裝在諸如固化的樹脂絕緣材料的適當(dāng)?shù)慕^緣材料中。在一個(gè)實(shí)施例中，這種樹脂絕緣材料可以在液體狀態(tài)或凝膠狀態(tài)下被涂覆到繞組308的端部，并且可以被固化以當(dāng)該樹脂絕緣材料凝結(jié)時(shí)將繞組308的端部封裝在樹脂內(nèi)。在這種實(shí)施例中，在這種封裝之前和/或之后，可以將防水粘合層316涂覆到繞組308，從而提供粘附到繞組308的至少一個(gè)防水粘合層316以防止水侵入到繞組308中。在優(yōu)選的實(shí)施例中，例如，固化的聚氨基甲酸酯基樹脂可以用于封裝繞組308的至少一部分。以下參照?qǐng)D4，顯示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的雙絕緣電線圈組件400的一部分的詳細(xì)橫截面圖，其中基本上類似于以上圖2和圖3中所述，垂直橫過線圈組件400的繞組和磁芯截取該橫截面。根據(jù)適于在海洋環(huán)境中水下使用的示例性實(shí)施例，雙絕緣電線圈組件400包括磁芯402和電繞組，所述電繞組包括繞磁芯402的至少一部分纏繞的多匝電纜 410。磁芯402包括多個(gè)大致平行的電工鋼疊層403，然而，在其它實(shí)施例中，其它適當(dāng)?shù)蔫F磁材料可以用于形成磁芯402。磁芯402被介電絕緣層404包圍，所述介電絕緣層包括干燥使用電環(huán)氧樹脂絕緣材料或其它適當(dāng)?shù)慕殡娊^緣材料。磁芯402還包括至少一個(gè)防水粘合
10層406，所述至少一個(gè)防水粘合層大致包圍并優(yōu)選地粘附到介電絕緣層404，以防止水朝向磁芯402侵入。優(yōu)選地，防水粘合層406包括自動(dòng)上漆環(huán)氧漆。電繞組包括繞磁芯402的至少一部分纏繞的多匝電纜410。電纜410包括柔性中心導(dǎo)體412，所述柔性中心導(dǎo)體優(yōu)選地由銅制成，所述柔性中心導(dǎo)體被介電絕緣層414包圍，所述介電絕緣層包括聚乙烯防水分子屏障材料，例如，在市場(chǎng)上可買到的作為濕或水下使用電纜并通常被公知為Hypalon(TM)屏蔽銅電纜的氯磺化聚乙烯。包括介電絕緣層414 的這種電纜410因此提供對(duì)導(dǎo)體412的電絕緣保護(hù)和防水。在一個(gè)實(shí)施例中，電繞組中的電纜410的至少一部分可以封裝在諸如聚氨酯樹脂的絕緣封裝材料422中。另外，在另一個(gè)實(shí)施例中，電繞組中的電纜410可以通過介電板418被固定或保持在磁芯402內(nèi)，所述介電板包括諸如玻璃纖維的適當(dāng)?shù)拇笾聞傂越殡姴牧?。至少一個(gè)防水粘合層41涂覆在線圈組件400的電繞組中的電纜410的頂部上，以防止水朝向電纜410并且具體地朝向?qū)w412侵入，并且如圖4所示這種防水粘合層優(yōu)選地還涂覆在磁芯402的頂部上并大致包圍所述磁芯402。在優(yōu)選的實(shí)施例中，防水粘合層 416包括諸如在市場(chǎng)上可買到的用于船舶應(yīng)用的自動(dòng)上漆環(huán)氧漆。在另一個(gè)實(shí)施例中，電線圈組件400另外包括諸如也可在市場(chǎng)上可買到的用于水下船舶應(yīng)用的至少一層防污或易除污漆417。參照?qǐng)D5，包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的多個(gè)雙絕緣電線圈組件電機(jī)500的示意圖被示出。電機(jī)500包括至少一個(gè)定子組件501，所述至少一個(gè)定子組件包括諸如以上參照?qǐng)D 2-4所述的多個(gè)雙絕緣電線圈組件502。根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)500可以包括發(fā)電機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)，并且例如具體地適于在導(dǎo)電和/或化學(xué)地腐蝕環(huán)境中使用，例如長期暴露給海水或浸沒在海水中，這可能會(huì)使得現(xiàn)有技術(shù)的裝有傳統(tǒng)的線圈組件的電機(jī)的電氣故障或失效的風(fēng)險(xiǎn)增加。在具體的實(shí)施例中，電機(jī)500可以包括位于磁性轉(zhuǎn)子(未示出)的任一側(cè)的兩個(gè)平行的定子，所述磁性轉(zhuǎn)子相對(duì)于兩個(gè)定子旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，電機(jī)500可以具有單個(gè)定子，所述單個(gè)定子可以在單側(cè)或雙側(cè)以例如與一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)子(未示出)協(xié)作操作。電機(jī)500的示例性定子501被分成由相位接頭520、530和MO以及共用中性相位接頭550表示的三個(gè)電相位。在其它實(shí)施例中，可以應(yīng)用或多或少數(shù)量的電相位， 例如通常為2-6個(gè)相位。定子501的每一個(gè)電相位都包括四個(gè)示例性雙絕緣線圈組件，例如，圖2-4中所示的雙絕緣線圈組件，所述雙絕緣線圈組件相互電連接。在可選的實(shí)施例中，每一個(gè)相位都可以包括或多或少的線圈組件，例如，所述線圈組件可以取決于電機(jī)期望的尺寸或額定功率。 第一相位520包括相互連接的雙絕緣線圈組件502、504、506、和508，所述雙絕緣線圈組件繞環(huán)狀定子501的圓周彼此大致等間距間隔開，從而使得線圈組件與相對(duì)于電機(jī)500中的定子501移動(dòng)的磁性轉(zhuǎn)子元件(未示出)大致對(duì)準(zhǔn)。類似地，第二相位包括530相互連接的線圈組件535、536、537、和538，而第三相位540包括相互連接的線圈組件545、546、547 和M8。每一個(gè)相位內(nèi)的線圈組件大致等距離間隔開，并且三個(gè)相位中的每一個(gè)的線圈組件都與如圖所示繞定子501的圓周的其它相位的線圈組件交替。線圈組件520可以通過適當(dāng)?shù)姆绞?，例如通過普通的機(jī)械方法(例如，螺栓、或其它緊固件)連接到定子501。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)雙絕緣線圈組件可以包括多個(gè)繞組層，其中類似于以上參照?qǐng)D2所述，每一個(gè)繞組層都包括單個(gè)連續(xù)長度的電纜。在圖5中所示的示例性實(shí)施例
11中，電相位520中的每一個(gè)雙絕緣線圈組件502、504、506和508都包括三個(gè)繞組層，并且每一個(gè)繞組層都包括單個(gè)連續(xù)長度的電纜，例如，單獨(dú)的電纜長度510、512和514。另外，相位 520中的每一個(gè)線圈組件502、504、506、和508中的三個(gè)繞組層中的每一個(gè)都由單獨(dú)的連續(xù)長度的電纜串聯(lián)纏繞而成。因此，相位520中的線圈組件502、504、506和508中的每一個(gè)中的第一繞組層由連續(xù)電纜長度510串聯(lián)纏繞而成。類似地，線圈組件502、504、506和508 中的每一個(gè)的第二繞組層由連續(xù)電纜長度512串聯(lián)纏繞而成，而線圈組件502、504、506和 508中的每一個(gè)的第三繞組層由連續(xù)電纜長度514串聯(lián)纏繞而成。形成線圈組件502、504、 506和508中的每一個(gè)中的第一繞組層、第二繞組層和第三繞組層的各個(gè)電纜長度510、512 和514在相位接頭520和中性相位接頭550處并聯(lián)連接以形成定子501的第一電相位520。 類似地，形成第二相位530和第三相位540的電線圈組件也包括三個(gè)繞組層，且每一個(gè)都由單獨(dú)的連續(xù)電纜長度串聯(lián)纏繞而成，并且三個(gè)單獨(dú)的電纜長度分別在相位接頭530和540 以及中性相位接頭550處并聯(lián)連接以形成定子501的第二電相位530和第三電相位M0。 定子501的電相位的這種纏繞結(jié)構(gòu)期望地提供在每一個(gè)電線圈組件中具有多個(gè)單獨(dú)纏繞的繞組層的容錯(cuò)多線圈電相位，使得如果在相位的一個(gè)繞組層中發(fā)生電氣故障，則其余的繞組層可以基本上不受影響地繼續(xù)操作，這是因?yàn)槠溆嗟睦@組層由單獨(dú)長度的電纜纏繞而成，所述電纜通過包圍該電纜的介電絕緣層與出故障的繞組層獨(dú)立絕緣。另外，這種纏繞結(jié)構(gòu)還期望地降低在相位的繞組層內(nèi)并且具體地在相位的線圈組件之間的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)， 這是因?yàn)橄辔坏拿恳粋€(gè)繞組層都由連續(xù)的電纜長度纏繞而成，且在電纜的介電絕緣層中沒有連接器或其它潛在的易損壞的中斷件，所述連接器或中斷件可能會(huì)與水侵入和相關(guān)聯(lián)的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)聯(lián)。事實(shí)上，形成相位中的繞組層的電纜的介電絕緣層中的連接器或其它中斷件僅在電纜的端部處，在該端部處，所述電纜在相位接頭520和中性相位接頭550處并聯(lián)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，定子501的每一個(gè)雙絕緣電線圈組件502可以與定子501上的其它線圈組件物理間隔開，且在每一個(gè)線圈組件之間具有間隙。在這種實(shí)施例中，每一個(gè)線圈組件502因此可以與定子501中的所有其它線圈組件基本上物理退耦、磁退耦地以及熱退耦，這是因?yàn)槊恳粋€(gè)線圈組件中的磁芯彼此沒有直接接觸或緊密靠近，并且一個(gè)線圈組件502中的故障基本上不會(huì)磁性地或熱影響相鄰線圈組件535和M8。在這種實(shí)施例中， 定子501中的雙絕緣電線圈組件的大致磁退耦和熱退耦可以期望地提供電機(jī)500的容錯(cuò)操作，這是因?yàn)樵谝粋€(gè)電線圈組件中的故障基本上不會(huì)影響或改變相鄰線圈組件的操作。在任意可選的實(shí)施例中，在期望增加定子501中生成的總磁通量或降低定子501 周圍生成的磁通量的斷續(xù)(從而降低相對(duì)于電機(jī)中的定子501移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)磁性轉(zhuǎn)子的振動(dòng)或齒槽效應(yīng))，任選的磁性連接器580可以安裝在雙絕緣電線圈組件之間的間隙中以部分或完全填充線圈組件之間的空間間隙，從而在電機(jī)500的操作期間增加定子501中感生的總磁通量和/或增加磁通量的連續(xù)性。在將任選的磁性連接器580被安裝成使得線圈組件之間的間隙僅部分地連接的情況下，相鄰線圈組件可以期望地保持至少部分地磁退耦和熱退耦，從而例如降低一個(gè)線圈組件506對(duì)相鄰線圈組件546和537的磁性和/或熱操作的影響。另外，任選的磁性連接器580可以機(jī)械地連接到相鄰雙絕緣電線圈組件506和537 的磁芯，或者可選地，任選的磁性連接器580可以連接到定子501，使得間隙保持在磁性連接器580與線圈組件506和537之間。任選的磁性連接器580可以包括任意適當(dāng)?shù)蔫F磁材料，例如傳統(tǒng)的電工鋼。參照?qǐng)D5A，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖5的電機(jī)中的多相電力管道560的橫截面圖。多相電力管道560包括多組電纜522、534和M4，所述多組電纜分別與電相位 520,530和540相對(duì)應(yīng)。電力管道560中的每一個(gè)電纜都包括諸如銅的中心導(dǎo)體524、和包圍導(dǎo)體的介電絕緣層526，如以上相對(duì)于圖2-5所述，電纜組522包括電纜510、512、和514， 所述電纜與相位520的電線圈組件中的第一繞組層、第二繞組層和第三繞組層相對(duì)應(yīng)。類似地，電纜組534和544包括分別與電相位530和540的線圈組件中的第三繞組層相對(duì)應(yīng)的電纜。電纜組522、534和544在多相電力管道560中通過絕緣電纜分隔器5 物理分隔以防止物理接觸并提供不同相位的電纜之間的另外的絕緣。在優(yōu)選的實(shí)施例中，來自不同相位的電纜被期望地保持在電機(jī)500的所有點(diǎn)處 (例如，在線圈組件之間的多相電力管道內(nèi)，和在來自不同相位的電纜的重疊處)物理分隔?？梢允褂妙愃朴诜指羝?28的進(jìn)一步的絕緣電纜分隔器以確保來自定子501中的不同相位的電纜之間的物理隔離和絕緣。這種物理分隔期望地提供電機(jī)500內(nèi)的電相位520、 530和MO以及屬于不同相位的電線圈組件之間的大致物理退耦，并且使得相位之間的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)降低，以及降低在一個(gè)相位或電線圈組件中的電纜中發(fā)生的故障對(duì)另一個(gè)相位或電線圈組件的操作的影響的風(fēng)險(xiǎn)。相位和線圈組件的這種大致物理退耦期望有助于提供根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)500的容錯(cuò)操作。參照?qǐng)D6，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電線圈組件600的第一繞組結(jié)構(gòu)的示意圖。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，線圈組件600中的以示意性形式被顯示的示例性繞組結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用在以上關(guān)于圖2所述的雙絕緣電線圈組件200。圖6中所示的示例性雙絕緣電線圈組件 600和相關(guān)聯(lián)的繞組結(jié)構(gòu)包括繞磁芯602的至少一部分纏繞的第一繞組層620和第二繞組層630。如以上關(guān)于圖2-5所述，其它實(shí)施例可以包括不同數(shù)量的繞組層，例如，通常在大約 2-10個(gè)繞組層。磁芯602還包括基本上包圍磁芯602的至少一個(gè)介電絕緣層604、和基本上包圍介電絕緣層604的至少一個(gè)防水粘合層606，如以上關(guān)于圖2-5所述。進(jìn)一步地，第一繞組層620和第二繞組層630優(yōu)選地包括柔性電纜、和至少一個(gè)防水粘合層，其中所述柔性電纜包括包圍導(dǎo)體的至少一個(gè)介電絕緣層，如以上關(guān)于圖2-5更詳細(xì)地所述。在示例性雙絕緣電線圈組件600中，第一繞組層620和第二繞組層630纏繞在繞組層的靠近電相位電路的相位接頭的相位連接端(例如，電機(jī)500的相位接頭520)640與繞組的靠近電相位電路的中性接頭的中性連接端650(例如，電機(jī)500的中性接頭550)之間。第二繞組層630基本上鄰近于第一繞組層620并以與第一繞組層620相同的結(jié)構(gòu)纏繞， 從而產(chǎn)生繞磁芯602的多個(gè)大致平行定向的繞組層。在平行定向的繞組層中，相鄰繞組層之間的電位差基本上為零，這使得每一個(gè)繞組層中的相鄰電纜之間的電介質(zhì)應(yīng)力最小化， 并且期望地降低繞組層之間的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。另外，在一個(gè)繞組層620中的電纜的相鄰匝之間的電位差基本上沿線圈組件600的長度恒定，并且在諸如電機(jī)500的電機(jī)中的相位中連接在一起的每一個(gè)線圈組件兩端的電位差基本上恒定，從而提供繞組層620中的相鄰匝之間的大致均勻介質(zhì)應(yīng)力，并期望地減少可能會(huì)產(chǎn)生故障的電介質(zhì)超應(yīng)力區(qū)域。參照?qǐng)D7，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電線圈組件700的第二繞組結(jié)構(gòu)的示意圖。圖7中所示的示例性雙絕緣電線圈組件700和相關(guān)聯(lián)的繞組結(jié)構(gòu)包括繞磁芯702的至
13少一部分纏繞的第一繞組層720和第二繞組層730。如以上關(guān)于圖6中所述，其它實(shí)施例可以包括不同數(shù)量的繞組層，例如，通常在大約2-10個(gè)繞組層。磁芯702還包括大致包圍磁芯702的至少一個(gè)介電絕緣層704、和大致包圍介電絕緣層704的至少一個(gè)防水粘合層 706，如以上關(guān)于圖2-5所述。進(jìn)一步地，類似于上述線圈組件600，第一繞組層720和第二繞組層730優(yōu)選地包括柔性電纜和至少一個(gè)防水粘合層，其中所述柔性電纜包括包圍導(dǎo)體的至少一個(gè)介電絕緣層，所述至少一個(gè)防水粘合層被涂覆在電纜的頂部上并優(yōu)選地包圍并粘附到所述電纜。在示例性雙絕緣電線圈組件700中，第一繞組層720和第二繞組層730纏繞在繞組層的兩相連接端740與繞組層的中心中性連接端750之間。繞組層的兩相連接端740 位于磁芯702的任意端部處，并且靠近電相位電路的相位接頭，例如，電機(jī)500的相位接頭 520。相反，繞組層的中心中性連接端750大致位于磁芯702的中心，并靠近電相位電路的中性接頭，例如電機(jī)500的中性接頭550。第二繞組層730大致鄰近于第一繞組層720并以與第一繞組層720相同的結(jié)構(gòu)纏繞，從而產(chǎn)生繞磁芯702的多個(gè)大致平行定向的繞組層。 類似于以上線圈組件600，諸如層720和730的相鄰平行定向的繞組層在該繞組層之間具有大致零電位差，這使得每一個(gè)繞組層中的相鄰電纜之間的電介質(zhì)應(yīng)力最小化，并且期望地降低繞組層之間的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。另外，在線圈組件700中，繞組層720與磁芯702之間的最大電勢(shì)差并因此最大電介質(zhì)應(yīng)力位于繞組層720的外相位連接端740處，而繞組層720 靠近磁芯702的中心的內(nèi)部電介質(zhì)應(yīng)力較小。例如，對(duì)于電機(jī)的一些結(jié)構(gòu)來說，例如，在繞組層的中心可能對(duì)電機(jī)的操作尤其關(guān)鍵，或尤其難以接近或修理的情況下，期望的是具有相對(duì)電介質(zhì)應(yīng)力的這種繞組結(jié)構(gòu)，并因此在繞組層720和磁芯702的中心處降低介電失效和電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。參照?qǐng)D8，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝有圖7中所示的第二繞組結(jié)構(gòu)的雙絕緣電線圈組件800的橫截面圖。線圈組件800類似于以上關(guān)于圖2所述的雙絕緣電線圈組件200，并且包括磁芯802和電繞組，所述電繞組包括至少兩個(gè)大致平行定向的電繞組層 820和830，所述電繞組層繞磁芯802的至少一部分纏繞。磁芯802可以包括任意適當(dāng)?shù)蔫F磁材料，優(yōu)選地包括疊層電工鋼，并且磁芯802還包括至少一個(gè)介電絕緣層804，所述至少一個(gè)介電絕緣層大致包圍磁芯802以防止線圈組件800內(nèi)，例如磁芯802與繞組層820之間的短路或故障。磁芯802還包括至少一個(gè)防水粘合層806，所述至少一個(gè)防水粘合層大致包圍介電絕緣層804并優(yōu)選地粘附到介電絕緣層804，以防止水朝向磁芯802侵入。電繞組層820、830優(yōu)選地包括柔性電纜810，所述柔性電纜包括中心柔性導(dǎo)電芯 812，所述中心柔性導(dǎo)電芯通常可以包括銅或另一種柔性導(dǎo)電材料，并且電繞組層820、830 優(yōu)選地包括沿電纜810的整個(gè)長度包圍導(dǎo)電芯812的至少一個(gè)介電絕緣層814。介電絕緣層814提供沿電纜810的整個(gè)長度的電絕緣，以防止例如磁芯802與電纜810之間或線圈組件800的繞組中的電纜810的匝之間的電氣故障或短路。介電絕緣層814還優(yōu)選地包括防水分子屏障材料，以防止水通過介電絕緣層814侵入到電纜810中，從而可能會(huì)產(chǎn)生電氣故障或失效。類似于上述線圈組件200，介電絕緣層814可以包括提供介電特性并優(yōu)選地還提供防水分子屏障特性的一種或多種適當(dāng)?shù)牟牧?，例如氯磺化聚乙烯、交?lián)聚乙烯、和烯烴中的一種或多種。類似于以上在線圈組件200中所述的，電繞組層820、830另外包括至少一個(gè)防水粘合層816，所述至少一個(gè)防水粘合層被涂覆在電纜810的項(xiàng)部上，優(yōu)選地包圍電纜810的外部并粘附到電纜810的外部，并且更優(yōu)選地粘附到電纜810的介電絕緣層814， 以防止水朝向介電絕緣層814的侵入。防水粘合層816通常可以包括適于船舶使用的粘合防水環(huán)氧漆系統(tǒng)，例如包括一種或多種適當(dāng)?shù)沫h(huán)氧基粘合防水劑的多個(gè)涂層和多層的自動(dòng)上漆防水環(huán)氧船用漆系統(tǒng)。類似于圖7中的示意性線圈組件700所示，線圈組件800中的電繞組層820、830 纏繞在繞組層的兩相連接端840與繞組層的中心中性連接端850之間。每一個(gè)繞組層的兩相連接端840都位于磁芯802的纏繞部分的任意端并靠近電相位電路的相位接頭，例如電機(jī)500的相位接頭520。相反，每一個(gè)繞組層的中心中性連接端850大致位于磁芯802的纏繞部分的中心，并靠近電相位電路的中性接頭，例如電機(jī)500的中性接頭550。第二繞組層830大致鄰近于第一繞組層820并以與第一繞組層820相同的結(jié)構(gòu)纏繞，從而產(chǎn)生繞磁芯802的多個(gè)大致平行定向的繞組層。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)繞組層820可以優(yōu)選地由單個(gè)連續(xù)長度的電纜810纏繞，以提供在包圍導(dǎo)體812的絕緣層814中沒有連接器或其它中斷件的繞組層820，從而期望地降低繞組層820內(nèi)的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。在用于雙絕緣電線圈組件800和相關(guān)聯(lián)的部件沒有沉浸在水或?qū)щ姾?或化學(xué)侵蝕介質(zhì)或填充有水或其它導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕介質(zhì)或不需要對(duì)電線圈組件800進(jìn)行最大保護(hù)的應(yīng)用的本發(fā)明的可選的實(shí)施例中，可能理想的是減小包圍電纜810的導(dǎo)電體812的介電絕緣層814的厚度，使得被導(dǎo)體812占據(jù)的電繞組的比例增加，從而增加由線圈組件800 提供的電勢(shì)效率和功率因子。這種非極端應(yīng)用的示例可以包括在海洋附近使用的諸如發(fā)電機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)的電機(jī)中或電感應(yīng)器(例如，海上平臺(tái)、海上風(fēng)機(jī))或在海岸區(qū)域中的應(yīng)用，其中電線圈組件沒有浸沒在水中或填充有水。在應(yīng)用在非極端環(huán)境的應(yīng)用中的進(jìn)一步可選的實(shí)施例中，磁線810可以代替電纜使用，其中磁線810包括導(dǎo)體812(通常為銅)和傳統(tǒng)的介電絕緣層814，例如樹脂介電材料，以期望地增加被導(dǎo)體812占據(jù)的電繞組的比例并增加由線圈組件800提供的電勢(shì)效率和功率因子。在一些這種應(yīng)用中，磁線810的橫截面可以大致為圓形或大致為方形。參照?qǐng)D9，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電線圈組件900的第三繞組結(jié)構(gòu)的示意圖。圖9中示出的示例性雙絕緣電線圈組件900和相關(guān)聯(lián)的繞組結(jié)構(gòu)大致類似于以上關(guān)于圖7所述的線圈組件700，并且包括繞磁芯702的至少一部分纏繞的第一繞組層720和第二繞組層730。如上所述，磁芯702還包括大致包圍磁芯702的至少一個(gè)介電絕緣層704、 和大致包圍介電絕緣層704的至少一個(gè)防水粘合層706。進(jìn)一步地，類似于上述線圈組件 700，第一繞組層720和第二繞組層730優(yōu)選地包括柔性電纜和至少一個(gè)防水粘合層，其中所述柔性電纜包括包圍導(dǎo)體的至少一個(gè)介電絕緣層，所述至少一個(gè)防水粘合層被涂覆在電纜的項(xiàng)部上并優(yōu)選地包圍電纜。然而，在示例性雙絕緣電線圈組件900中，第一繞組層720和第二繞組層730纏繞在繞組層的中性連接端750與繞組層的單個(gè)中心相位連接端740之間。繞組層的兩個(gè)中性連接端750位于磁芯702的任意端部處并靠近電相位電路的中性接頭，例如電機(jī)500的中性接頭550。相反，繞組層的中心相連接端740大致位于磁芯702的中心，并且靠近電相位電路的相位接頭，例如電機(jī)500的相位接頭520。第二繞組層730大致鄰近于第一繞組層720并以與第一繞組層720相同的結(jié)構(gòu)纏繞，從而產(chǎn)生繞磁芯702的多個(gè)大致平行定向的繞組層。類似于在以上線圈組件700中，在這種平行定向的繞組層720和730中，相鄰繞組層之間的電位差大致為零，從而使得每一個(gè)繞組層中的相鄰電纜之間的電介質(zhì)應(yīng)力最小化，并且期望地降低繞組層之間的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。然而，在線圈組件900中，繞組層720 與磁芯702之間的最大電勢(shì)差并因此最大電介質(zhì)應(yīng)力鄰近相位連接端740，所述相位連接端740靠近磁芯702的中心位于繞組層720的內(nèi)部處，而鄰近中性連接端750的繞組層720 的外部的電介質(zhì)應(yīng)力較小。在這種繞組結(jié)構(gòu)中，在繞組層720和磁芯702的外側(cè)，相對(duì)電介質(zhì)應(yīng)力并因此介電失效和電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)降低。假設(shè)如果進(jìn)入到繞組層720中的水侵入發(fā)生，水在繞組層的外側(cè)滲透繞組層，這可能尤其對(duì)于用于水下或淹沒操作，例如在水下電機(jī)中的本發(fā)明的實(shí)施例是理想的。在繞組層720的外側(cè)處的這種潛在水侵入位置有利地對(duì)應(yīng)于線圈組件900的繞組結(jié)構(gòu)中的最小電介質(zhì)應(yīng)力的位置，因此可最小化故障的潛在性。參照?qǐng)D10，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的裝有圖9中所示的第三繞組結(jié)構(gòu)的雙絕緣電線圈組件1000的橫截面圖。線圈組件1000大致類似于以上關(guān)于圖8所述的雙絕緣電線圈組件800，并且包括磁芯802和電繞組，所述電繞組包括至少兩個(gè)大致平行定向的電繞組層820和830，所述電繞組層繞磁芯802的至少一部分纏繞。磁芯802包括大致包圍磁芯802以防止線圈組件1000內(nèi)的故障的至少一個(gè)介電絕緣層804，并且進(jìn)一步包括至少一個(gè)防水粘合層806，所述至少一個(gè)防水粘合層大致包圍介電絕緣層804并優(yōu)選地粘附到介電絕緣層804以防止水朝向磁芯802侵入。如以上關(guān)于線圈組件800所述，線圈組件1000 的電繞組層820、830優(yōu)選地包括柔性電纜810，所述柔性電纜包括中心柔性導(dǎo)電芯812，和至少一個(gè)介電絕緣層814，所述至少一個(gè)介電絕緣層沿電纜810的整個(gè)長度包圍導(dǎo)電芯812 以提供沿電纜810的整個(gè)長度的電絕緣，并且防止例如磁芯802與電纜810之間線圈組件 1000中的繞組中的電纜810匝之間的電氣故障或短路。介電絕緣層814還優(yōu)選地包括防水分子屏障材料，以防止水通過介電絕緣層814侵入到電纜810中，這可能會(huì)導(dǎo)致電氣故障或失效。如以上關(guān)于圖8中的線圈組件800所述，電繞組層820、830還包括至少一個(gè)防水粘合層816，所述至少一個(gè)防水粘合層被涂覆在電纜810的頂部上，并優(yōu)選地包圍電纜810的外部并粘附到電纜810的外部，并且更優(yōu)選地粘附到電纜810的介電絕緣層814，以防止水朝向介電絕緣層814侵入。然而，如圖9中的示意性線圈組件900所示，線圈組件1000中的電繞組層820、830 纏繞在繞組層的兩個(gè)中性連接端850與繞組層的兩個(gè)中心相位連接端840之間。每一個(gè)繞組層的兩個(gè)中性連接端850都位于磁芯802的纏繞部分的每一個(gè)端部處，并且靠近電相位電路的中性接頭，例如電機(jī)500的中性接頭550。相反，每一個(gè)繞組層的兩個(gè)中心相位連接端850都大致位于磁芯802的纏繞部分的中心中，并靠近電相位電路的相位接頭，例如， 電機(jī)500的相位接頭520。如關(guān)于線圈組件800類似地所述，線圈組件1000的第二繞組層 830大致鄰近于第一繞組層820并以與第一繞組層820相同的結(jié)構(gòu)纏繞，從而產(chǎn)生繞磁芯 802的多個(gè)大致平行定向的繞組層。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)繞組層820都可以優(yōu)選地由單個(gè)連續(xù)長度的電纜810纏繞而成，從而提供在包圍導(dǎo)體812的介電絕緣層814中沒有連接器或其它中斷件的繞組層820，并從而期望地降低繞組層820內(nèi)的電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。此外， 類似于以上所述，在通常應(yīng)用的可選施例中，理想的是減小包圍電纜810的導(dǎo)電體812的介電絕緣層814的厚度，或者使用磁線810代替電纜，使得被導(dǎo)體812占據(jù)的電繞組的比例增加，從而增加由線圈組件1000提供的電勢(shì)效率和功率因子。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種制造本發(fā)明的電線圈組件的方法。根據(jù)本
16發(fā)明的制造方法理想地提供產(chǎn)生上述本發(fā)明的電線圈組件所需的連續(xù)組裝和處理步驟，并且提供防止水侵入和線圈組件中的電氣故障的多個(gè)方面，其在導(dǎo)電和/或化學(xué)腐蝕環(huán)境中是理想的應(yīng)用。以下參照?qǐng)D11，示出了對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的第一階段的雙絕緣電線圈組件1100的磁芯的立體圖。在該第一階段中，提供磁芯1102，所述磁芯包括多個(gè)疊層鐵磁材料。圖11中所示的磁芯1102是適于在例如發(fā)電機(jī)和/或電動(dòng)機(jī)的電機(jī)中應(yīng)用的“E形”芯體元件，然而，在其它實(shí)施例中，可以使用其它公知結(jié)構(gòu)的磁芯。如圖所示，磁芯 1102包括兩個(gè)外芯體部分1112和1114，以及中心繞組部分1116。相對(duì)應(yīng)的繞組通道11位于外芯體部分1112和1114與中心部分1116之間，并且適于繞芯體1102的中心部分1116 容納電繞組。磁芯1102通?？梢杂芍T如電工鋼的任意適當(dāng)?shù)蔫F磁材料構(gòu)造而成，所述鐵磁材料通常布置成多個(gè)大致平行的疊層1103以形成磁芯結(jié)構(gòu)1102。磁芯1102可以根據(jù)本領(lǐng)域所公知的任意適當(dāng)?shù)募夹g(shù)構(gòu)造而成。參照?qǐng)D12，示出了與根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的第二階段相對(duì)應(yīng)的雙絕緣電線圈組件的具有介電涂層的磁芯1200的立體圖。在該第二階段中，磁芯1102涂覆有至少一層介電絕緣材料1204。優(yōu)選地，至少一層介電絕緣材料1204完全包圍磁芯1102。介電絕緣層1204通?？梢园姎饨^緣樹脂層，例如通常在被設(shè)計(jì)成用于傳統(tǒng)的干燥使用的磁芯元件上使用的涂有粉末的電氣絕緣樹脂材料層。在一些實(shí)施例中，磁芯1102可以涂有多層一種或多種適當(dāng)?shù)慕殡娊^緣材料，從而使得介電絕緣增加并防止磁芯1102中的電氣故障?？梢酝ㄟ^任意適當(dāng)?shù)墓夹g(shù)，例如通過粉末涂敷、噴鍍或浸漬將一個(gè)或多個(gè)介電絕緣層1204涂布在磁芯1102上。參照?qǐng)D13，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的第三階段的雙絕緣電線圈組件的具有防水涂層的磁芯1300的立體圖。在該第三階段，在至少一個(gè)介電絕緣層1204上， 至少一層防水粘合膠材料1306涂布在磁芯1102上。優(yōu)選地，至少一層防水粘合膠材料1306 完全包圍下面的介電絕緣層1204并粘附到該介電絕緣層1204，以防止水朝向磁芯1102侵入，并從而防止磁芯1102或磁芯與電線圈組件的其它部件之間的電氣故障。如以上關(guān)于圖2所述，防水粘合膠材料層1306可以優(yōu)選地形成粘合防水膜，所述粘合防水膜借助于將層1306粘附到介電絕緣層1204的粘附力通過阻塞流動(dòng)通過層1306的體積水以及還通過大大降低通過層1306本身的水的任意緩慢擴(kuò)散或分散來防止水侵入。防水粘合膠材料層 1306通?？梢园ㄟm于船舶使用的防水環(huán)氧漆系統(tǒng)，例如包括一種或多種適當(dāng)?shù)沫h(huán)氧基粘合防水材料的一個(gè)或多個(gè)涂層或?qū)拥淖詣?dòng)上底漆防水環(huán)氧船用漆系統(tǒng)。在具體的實(shí)施例中，用作防水粘合膠材料層1306的適當(dāng)材料可以包括多涂層聚酰胺環(huán)氧船用粘合漆，并且更具體地包括雙組分厚漿型聚酰胺絡(luò)合物固化環(huán)氧船用粘合漆，例如由丹麥的Lyngby的 Hempel AS商業(yè)出售的Hempel (TM) 1763配方?？梢酝ㄟ^任意適當(dāng)?shù)墓夹g(shù)涂覆防水粘合膠材料層1306，例如通過噴涂、手工涂刷、或浸漬應(yīng)用。在可選的實(shí)施例中，在涂覆防水粘合膠材料層1306之前，轉(zhuǎn)動(dòng)帽(turn cap) 1320 可以任選地連接到磁芯1102，以提供平滑彎曲半徑和用于電繞組繞磁芯1102的繞組的導(dǎo)向件。在這種實(shí)施例中，轉(zhuǎn)動(dòng)帽1320可以由任意適當(dāng)?shù)牟⑶覂?yōu)選地絕緣材料構(gòu)造而成，例如，聚氯乙烯，并且可以通過任意適當(dāng)?shù)墓绞?例如，通過粘合或機(jī)械緊固)連接到磁芯 1102。
參照?qǐng)D14，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的第四階段的雙絕緣電線圈組件的磁芯和繞組1400的立體圖。在該第四階段，電繞組1408繞磁芯1102的至少一部分纏繞。電繞組1408包括電纜和至少一層介電絕緣體1414，所述電纜包括中心導(dǎo)體1412，所述至少一層介電絕緣體包圍導(dǎo)體1412，其中介電絕緣體包括防水分子屏障材料。中心導(dǎo)體 1412通?？梢园ㄣ~或另外適當(dāng)?shù)娜嵝詫?dǎo)電材料，并且至少一個(gè)介電絕緣層1414優(yōu)選地沿電纜繞組1408的整個(gè)長度包圍導(dǎo)電芯1412以提供電絕緣并防止例如磁芯1102與電纜 1410之間或繞組1408中的電纜的匝之間的電氣故障或短路。介電絕緣層1414包括防水分子屏障材料以防止水通過介電絕緣層1414侵入到電纜，并且與導(dǎo)體1412接觸，從而可能會(huì)導(dǎo)致繞組1408的失效或故障，并因此導(dǎo)致線圈組件 1400的失效或故障。如以上關(guān)于圖2中所述，介電絕緣層1414可以包括提供介電特性和防水分子屏障特性的一種或多種適當(dāng)?shù)牟牧希缏然腔垡蚁?、交?lián)聚乙烯和烯烴中的一種或多種。電纜繞組1408至少包括第一端部1410和第二端部1420，并且可以被纏繞成任意適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，例如以上關(guān)于圖6、圖7和圖9所述的示例性繞組結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，電繞組1408被纏繞成多個(gè)繞組層。在這種實(shí)施例中，每一個(gè)繞組層都可以優(yōu)選地由單獨(dú)的連續(xù)長度的電纜纏繞而成，使得每一個(gè)繞組層在介電絕緣層1414中沒有連接器或其它中斷件。 在另一個(gè)實(shí)施例中，電繞組1408被纏繞成多個(gè)繞組層，并且每一個(gè)繞組層由單獨(dú)連續(xù)長度的電纜纏繞而成，然后各個(gè)長度的電纜在其端部處連接以并聯(lián)連接多個(gè)繞組層。參照?qǐng)D15，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的任選階段的雙絕緣電線圈組件的磁芯和密封繞組1500的立體圖。在該任選階段中，電繞組1408的至少一部分被封裝在封裝材料1520中。在可選的實(shí)施例中，磁芯1102的至少一部分可以封裝在封裝材料1520中。 封裝材料1520可以用于期望地提供另外的電絕緣和/或防止水侵入到電繞組1408、和/或磁芯1102?？梢允褂萌我膺m當(dāng)?shù)姆庋b材料1520，例如，聚氨酯樹脂或可以在液態(tài)或凝膠狀態(tài)下被涂覆的其它可固化材料?？梢愿鶕?jù)任意適當(dāng)?shù)墓夹g(shù)涂覆封裝材料1520以封裝電繞組1408和/或磁芯1102的至少一部分，例如通過將封裝材料澆灌到繞封裝區(qū)域定位的模具中，并在適當(dāng)?shù)奈恢霉袒庋b材料。在這種實(shí)施例中，封裝材料1520可以優(yōu)選地被容納成使得提供與線圈組件1500的連接所需的任意需要的電子元件(例如，繞組端1410) 沒有封裝在封裝材料1520內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于制造雙絕緣電線圈組件的方法的任選階段可以包括將電繞組1408固定到磁芯1102。在這種實(shí)施例中，可以通過任意適當(dāng)?shù)墓夹g(shù)，例如通過將介電材料1530的板安裝在電繞組1408的一部分上而將電繞組1408固定到磁芯。在這種情況下，例如，介電材料1530的板可以包括玻璃纖維，或另外適當(dāng)?shù)慕殡姴牧?。在可選的實(shí)施例中，可以借助于將電繞組1408和磁芯1102的至少一部分封裝在封裝材料1520中而將電繞組1408固定到磁芯1102。參照?qǐng)D16，示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的制造方法的進(jìn)一步階段的完全防水粘合膠涂層雙絕緣電線圈組件1600的立體圖。在這種進(jìn)一步階段中，將至少一層防水粘合膠材料1616涂布在電繞組1408和磁芯1102上。優(yōu)選地，至少一層防水粘合膠材料1616完全包圍并粘附到電繞組1408的電纜、磁芯1102、和繞組1408或磁心的任意任選的封裝部分， 以防止水朝向繞組1408或芯體1102侵入，并從而期望地防止繞組1408、磁芯1102中、或芯體與電線圈組件1600的繞組之間的電氣故障。如以上關(guān)于圖2所述，防水粘合層1616可以優(yōu)選地形成粘合防水膜，所述粘合防水膜借助于將層1616粘附到電繞組1408和磁芯1102的粘附力通過阻塞流動(dòng)通過層1616 的體積水以及還通過大大地減小通過防水粘合層1616本身的水的任意緩慢擴(kuò)散或分散來防止水侵入。防水粘合層1616通?？梢园ㄟm于船舶使用的粘合防水環(huán)氧漆系統(tǒng)，例如包括多個(gè)涂層或多層的一種或多種適當(dāng)?shù)沫h(huán)氧基粘合防水材料的自動(dòng)上漆防水環(huán)氧船用漆。 可以優(yōu)選地考慮防水粘合層1616與在下面的電繞組1408的介電絕緣層的機(jī)械與化學(xué)相容性來選擇用于在防水粘合層1616中使用的適當(dāng)?shù)牟牧希渲蟹浪澈蠈?616粘附到所述在下面的電繞組1408，從而有利地降低電繞組1408與防水粘合層1616之間的斷裂、張力或不期望的化學(xué)反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，從而可能會(huì)導(dǎo)致水侵入并最終導(dǎo)致電氣故障的風(fēng)險(xiǎn)。諸如自動(dòng)上漆防水防污或易除污船用漆的至少一層防污或易除污漆也可以作為防水粘合層1616的一部分被涂覆，從而有利地防止水下船舶和/或淡水環(huán)境中的防水粘合層1616與生物污染物的粘附力和污垢，同樣地，生物污染物可能會(huì)最終導(dǎo)致防水粘合層 1616的降解或故障。在具體的實(shí)施例中，將作為防水粘合層1616被涂覆的適當(dāng)?shù)牟牧峡梢园ǘ嗤繉泳埘０翻h(huán)氧船用粘合漆，并且更具體地包括雙組分厚漿型聚酰胺絡(luò)合物固化環(huán)氧船用粘合漆，例如由丹麥的Lyngby的Hempel AS商業(yè)出售的Hempel (TM) 1763配方?？梢酝ㄟ^任意適當(dāng)?shù)墓夹g(shù)涂覆防水粘合膠材料層1616，例如通過噴涂、手工涂刷、或浸漬應(yīng)用。優(yōu)選地，還可將防水粘合層1616涂覆到從線圈組件1600延伸的任意長度的電纜，例如繞組端部1410和1420，以防止水侵入到電纜的如此延伸的部分。以上所述的本發(fā)明的雙絕緣電線圈組件和裝有該雙絕緣電線圈組件的電機(jī)可以適于在許多應(yīng)用中使用。具體地，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的線圈組件和電機(jī)可以適于可以暴露到導(dǎo)電和/或化學(xué)侵蝕介質(zhì)的應(yīng)用，并且更具體地適于涉及重復(fù)或長時(shí)間濺射、淹沒或浸沒在淡水或海水中的應(yīng)用中。這種應(yīng)用潛在地包括在暴露于或浸沒在水中尤其是暴露于或浸沒在海水中的電機(jī)，例如，潮汐能發(fā)電設(shè)備、波浪能發(fā)電設(shè)備、和海洋或海上風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。另外的應(yīng)用潛在性地包括在水下使用的電動(dòng)機(jī)和/或發(fā)電機(jī)(例如，在船舶方位推進(jìn)系統(tǒng)、艦船再生制動(dòng)系統(tǒng)、原位安裝在管道中的泵和/或渦輪機(jī)和用于采礦應(yīng)用的地下挖土機(jī)和挖掘機(jī))中的使用。進(jìn)一步的潛在應(yīng)用包括在應(yīng)用到水下使用的電感設(shè)備中的使用，例如，在水下變壓器中的使用。此外，進(jìn)一步的潛在應(yīng)用包括在應(yīng)用到水下使用的電加熱設(shè)備中的使用，例如在水下直接加熱器中的使用。這里所述的示例性實(shí)施例不旨是窮舉的或?qū)⒈景l(fā)明的保護(hù)范圍限制到所公開的確切形式。選擇和說明所述示例性實(shí)施例以說明本發(fā)明的原理及其應(yīng)用和實(shí)際用途，從而允許本領(lǐng)域的技術(shù)人員領(lǐng)會(huì)其教導(dǎo)。根據(jù)上述公開對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)在不背離本發(fā)明的精神或保護(hù)范圍的情況下可以進(jìn)行多種改變和修改。因此，根據(jù)由以下權(quán)利要求限定的本質(zhì)解釋本發(fā)明的保護(hù)范圍。
19
權(quán)利要求
1.一種被構(gòu)造成用于在導(dǎo)電介質(zhì)中浸沒操作的電機(jī)，包括至少一個(gè)線圈組件，所述線圈組件包括至少一個(gè)磁芯元件，所述至少一個(gè)磁芯元件包括包圍所述磁芯元件的至少一個(gè)第一介電絕緣層、和包圍所述第一介電絕緣層的至少一個(gè)防水粘合層；和繞所述磁芯元件的至少一個(gè)電繞組，所述電繞組包括至少一個(gè)連續(xù)長度的柔性電纜，所述柔性電纜包括中心導(dǎo)電元件；包圍所述中心導(dǎo)電元件的至少一個(gè)第二介電絕緣層，其中所述第二介電絕緣層包括至少一種防水分子屏障材料；至少一個(gè)防水粘合層，所述至少一個(gè)防水粘合層被涂覆到所述柔性電纜，以大致包圍所述柔性電纜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述線圈組件包括多個(gè)電繞組，所述多個(gè)電繞組形成繞所述磁芯元件的多個(gè)電繞組層，并且其中每一個(gè)所述電繞組層都包括連續(xù)長度的柔性電纜。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電機(jī)，其中，所述多個(gè)電繞組層并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，包括定子元件，所述定子元件包括兩個(gè)側(cè)部，其中每一個(gè)側(cè)部都包括多個(gè)所述線圈組件，其中所述線圈組件以一組或多組的方式連接以形成一個(gè)相或多個(gè)相。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其中，第一相中的每一個(gè)所述線圈組件都包括多個(gè)電繞組，所述多個(gè)電繞組至少形成繞所述磁芯元件的第一電繞組層和第二電繞組層，并且其中每一個(gè)所述第一電繞組層都包括繞所述第一相中的所述線圈組件的所述磁芯元件中的每一個(gè)纏繞的第一連續(xù)長度的柔性電纜，并且每一個(gè)所述第二電繞組層都包括繞所述第一相中的所述線圈組件的所述磁芯元件中的每一個(gè)纏繞的第二連續(xù)長度的柔性電纜。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電機(jī)，其中，所述第一相中的所述電繞組層并聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其中，所述第二介電絕緣層包括選自包括氯磺化聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、和烯烴的組的防水分子屏障材料。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其中，所述防水粘合層被粘附到所述第一介電絕緣層和所述柔性電纜，并且包括選自包括環(huán)氧漆、自動(dòng)上漆船用漆、和防污或易除污船用漆的組的材料。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的電機(jī)，其中，所述防水粘合層包括多涂層聚酰胺環(huán)氧船用粘合漆。
10.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的電機(jī)，其中，每一個(gè)所述線圈組件都包括4-10個(gè)電繞組層。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電機(jī)，其中，所述定子元件包括3-6個(gè)相。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述線圈組件還包括固化的樹脂絕緣層，所述固化的樹脂絕緣層封裝所述電繞組的至少一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，其中，所述線圈組件還包括封裝所述磁芯元件的至少一部分的固化的聚氨酯樹脂絕緣層。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電機(jī)，包括多個(gè)線圈組件，其中每一個(gè)線圈組件是以下所述線圈組件中的至少一種彼此大致物理退耦的線圈組件、彼此大致磁退耦的線圈組件、和彼此大致熱退耦的線圈組件。
15.一種被構(gòu)造成用于在導(dǎo)電介質(zhì)中在電機(jī)、變壓器或感應(yīng)器中浸沒操作的電線圈組件，所述電線圈組件包括至少一個(gè)磁芯元件，所述至少一個(gè)磁芯元件包括包圍所述磁芯元件的至少一個(gè)第一介電絕緣層、和包圍所述第一介電絕緣層的至少一個(gè)防水粘合層；和繞所述磁芯元件的至少一個(gè)電繞組，所述電繞組包括 至少一個(gè)連續(xù)長度的柔性電纜，所述柔性電纜包括 中心導(dǎo)電元件；包圍所述中心導(dǎo)電元件的至少一個(gè)第二介電絕緣層，其中所述第二介電絕緣層包括至少一種防水分子屏障材料；至少一個(gè)防水粘合層，所述至少一個(gè)防水粘合層被涂覆到所述柔性電纜，以大致包圍所述柔性電纜。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電線圈組件，還包括多個(gè)電繞組，所述多個(gè)電繞組形成繞所述磁芯元件的多個(gè)電繞組層，并且其中每一個(gè)所述電繞組層包括連續(xù)長度的柔性電纜。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電線圈組件，其中，所述多個(gè)電繞組層并聯(lián)連接。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的電線圈組件，其中，所述第二介電絕緣層包括選自包括氯磺化聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯、和烯烴的組的防水分子屏障材料。
19.權(quán)利要求15-18中任一項(xiàng)所述的電線圈組件，其中，所述防水粘合層被粘附到所述第一介電絕緣層和所述柔性電纜，并且包括選自包括環(huán)氧漆、自動(dòng)上漆船用漆、和防污或易除污船用漆的組的材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求15-19中任一項(xiàng)所述的電線圈組件，其中，所述防水粘合層包括多涂層聚酰胺環(huán)氧船用粘合漆。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電線圈組件，其中，每一個(gè)所述線圈組件包括4-10個(gè)電繞組層。
22.一種制造用于在導(dǎo)電介質(zhì)中浸沒操作的電線圈組件的方法，包括以下步驟 提供包括多個(gè)鐵磁材料疊層的磁芯；使所述磁芯涂布有至少一層介電絕緣材料； 使所述介電絕緣材料涂布有至少一個(gè)防水粘合材料層；繞所述磁芯纏繞電繞組，所述電繞組包括具有導(dǎo)體的電纜、和包圍所述導(dǎo)體的至少一個(gè)介電絕緣層，其中所述介電絕緣層包括至少一種防水分子屏障材料；以及使所述電繞組和所述磁芯涂布有至少一個(gè)防水粘合材料層。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括以下步驟在對(duì)所述電繞組和所述磁芯進(jìn)行涂布之前將所述電繞組固定到所述磁芯。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括以下步驟將所述電繞組的至少一部分封裝在固化的聚氨酯樹脂絕緣材料中。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，還包括以下步驟將所述磁芯的至少一部分封裝在固化的樹脂絕緣材料中。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述纏繞步驟包括繞所述磁芯纏繞多個(gè)電繞組以形成多個(gè)電繞組層，其中每一個(gè)所述電繞組層包括具有導(dǎo)體的電纜和至少一個(gè)介電絕緣層，所述介電絕緣層包括至少一種防水分子屏障材料。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的方法，還包括以下步驟 將所述多個(gè)電繞組層并聯(lián)連接在一起。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述介電絕緣層包括選自包括氯磺化聚乙烯、 交聯(lián)聚乙烯、和烯烴的組的防水分子屏障材料。
29.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述防水粘合材料層包括選自包括環(huán)氧漆、自動(dòng)上漆船用漆、和防污船用漆的組的材料。
30.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述介電絕緣材料包括電氣絕緣樹脂。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述固定步驟包括 使用介電材料板將所述電繞組固定到所述磁芯。
全文摘要
公開了一種用于在導(dǎo)電和/或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中操作的水下電機(jī)中使用的電線圈組件，和一種制造電線圈組件的方法。電線圈組件包括電纜線圈繞組和磁芯。電線圈繞組由具有介電絕緣材料的電纜纏繞而成，所述介電絕緣材料也是防水分子屏障，并且覆蓋有至少一層防水粘合材料。磁芯被介電絕緣層大致包圍，所述介電絕緣層覆蓋有至少一層防水粘合材料。介電絕緣材料和防水粘合層的組合防止水的侵入并因此降低了水下使用時(shí)電線圈組件的電氣故障和失效。
文檔編號(hào)H02K3/32GK102165674SQ200980138474
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者埃尤普·米特·塞瑞莉, 米柴·C·普拉頓 申請(qǐng)人:凈流能量系統(tǒng)有限公司