转子绕组的绝缘结构优化方案

交流电机有几种型式的转子绕组需要电气绝缘，包括隐极转子、凸极转子和绕线式感应电动机转子（见第1.6节）。通常，转子绕组既有匝间绝缘也有主绝缘，绕组的电压比与它相对应的定子绕组电压低很多，因此，转子绕组绝缘结构的设计趋向于按照承受机械和热的能力作为限制条件。

本章的要点是根据转子绕组部件，例如绕组、集电环、护环等，叙述需要绝缘的位置和绝缘上所承受的应力。同时也会描述所使用的材料和绝缘结构的组成情况。附录A^[1]列出了大多数常见的转子绝缘材料重要的物理参数。第3.8节和第3.9节讨论了转子绝缘材料的历史发展。

转子绕组绝缘承受的应力与定子绕组不同，它们包括：

1）源于励磁绕组中直流损耗I²R的热应力。

2）源于转子高速旋转的离心力。(www.xing528.com)

3）按比例说相对较低的电应力，因为励磁绕组和三相绕线转子绕组的运行电压通常都不超过1000V直流电压。很大型发电机的静止励磁系统是在相对较高的直流电压下，晶闸管运行中产生的冲击电压可能导致局部放电。类似地，双馈异步发电机（见第1.1.3节）的电压源脉宽调制（PWM）逆变器重复发生的冲击电压也可能导致局部放电。

4）电机内部可能存在油、潮气和磨蚀性物质。如果铜线不是完全被绝缘或者绝缘有磨损的话，它们就能引起匝间或者对地的爬电。

5）电机每次起动和停机时，铜导体都要膨胀和收缩，铜线的运动引起绝缘磨损和（或）使处于线圈端部的铜导体变形。

交流电机中用的最广泛的是笼型异步（SCI）电动机（见第1.2.3节）。这种电机转子是由大量的铜、黄铜或者铝合金制成的线棒嵌在铁心叠片中，其端部焊接到端环上。作为一种选择，绕组可以是在转子铁心上直接浇注成型的铝合金制成。如果没有铁心叠片，转子绕组类似一个鼠笼，因此得名“笼型电动机”。笼型异步电动机的运行无需任何滑动的电接触。通常转子绕组在导体和铁心叠片间没有绝缘，这是因为铜或者铝线棒的电导率与铁心叠片的电导率差别较大，并且转子运行电压很低，所以没有加绝缘的必要。