CH707458A2

CH707458A2 - Feldspulenwicklungsanordnung.

Info

Publication number: CH707458A2
Application number: CH00013/14A
Authority: CH
Inventors: James Jun Xu; Stephen F Francese; Alan Michael Iversen; Leonard Paul Squillacioti
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-01-09
Filing date: 2014-01-08
Publication date: 2014-07-15
Also published as: US8978239B2; JP2014143908A; CN103915956A; US20140190002A1; DE102014100088A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Feldspulenwicklungsanordnung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Feldspulenwicklungsanordnung einschliesslich Reinigen einer Vielzahl von Kupferspulen (106) mit anschliessendem Aufbauen, nach dem Reinigen, einer Kupferoxidschicht auf jeder der Kupferspulen (106) durch Oxidieren jeder der Kupferspulen (106) in einer Lösung. Nach dem Aufbauen wird jede der Kupferspulen (106) gespült und anschliessend getrocknet. Nach dem Trocknen wird ein Windungsisoliersystem (108) auf jede der Kupferspulen aufgebracht. Das Windungsisoliersystem (108) weist eine Windungsisolierung (109) und einen Klebstoff (112) auf. Die Windungsisolierung (109) weist ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz auf. Nach dem Aufbringen wird jede der Kupferspulen (106) mit dem Windungsisoliersystem (108) ausgehärtet. Die Vielzahl von Kupferspulen (106) mit dem Windungsisoliersystem (108) wird in jeder von einer Vielzahl von Rotornuten (104) in einem Rotor aufeinandergelegt.

Description

Gebiet der Erfindung

[0001] Diese Erfindung betrifft allgemein die Vor-Ort-Montage einer Dynamomaschine und insbesondere Feldspulenwicklungsanordnungen.

Allgemeiner Stand der Technik

[0002] Bei herkömmlichen Dynamomaschinen wie mit Gas- und Dampfturbinen verwendeten Generatoren wird ein Rotor oder ein Feld verwendet, in den bzw. das maschinell Rotornuten eingebracht sind. In einer Feldspulenwicklungsanordnung nehmen die Rotornuten leitfähige Windungen von Feldwicklungen auf, die aus Stapeln von Kupferspulen hergestellt sind, die miteinander verbunden sind, um ein gewünschtes Muster des magnetischen Flusses zu erzeugen. Die Kupferspulen sind zwischen einer Nutelementisolierung in den Rotornuten aufeinandergelegt. Am offenen Ende der Rotornut wird ein Keil verwendet, um den Stapel aus Kupferspulen an seinem Platz zu halten. In der Feldspulenwicklungsanordnung wird zwischen Kupferspulen ein Windungsisoliersystem verwendet, das aus einer Windungsisolierung und Klebstoff besteht, um sowohl für die mechanische als auch elektrische Trennung der Kupferspulen zu sorgen. Auf einer Seite einer Kupferspule oder Windungsisolierung ist ein Klebstoff platziert und die Windungsisolierung ist unter Verwendung des Klebstoffs an der Kupferspule befestigt. Die Kupferspulen und das Windungsisoliersystem können passgenaue Belüftungsöffnungen oder radiale Kanäle aufweisen, die ausgerichtet sind, damit Kühlgas, beispielsweise Luft oder Wasserstoff, durch die Stapel aus Kupferspulen strömen kann.

[0003] Auf Nutenwicklungsisolierungen und Windungsisoliersysteme wirken beträchtliche thermische, mechanische und andere Beanspruchungen, obwohl Belüftungswege in den und durch die Kupferspulen hindurch eingelassen sein können. In einigen Generatoren sind Temperaturen von bis zu 155 °C möglich. Druckkräfte infolge von Fliehkräften können bei einer elektrischen Maschine mit 60 Hz, deren Rotor sich mit 3600 U/min dreht, bis zu 12.000 psi betragen. Thermische und mechanische Beanspruchungen können eine Schädigung von Windungsisoliersystemen bewirken. Sie kann bestimmte Stellen von Windungsisoliersystemen schwächen, an denen morphologische Defekte und Lufteinschlüsse vorhanden sein können. Sie kann nachfolgend Windungskurzschlüsse zwischen den Kupferspulen verursachen, deren Auftreten anscheinend durch einen elektrischen Durchschlag des Windungsisoliersystems bewirkt wird. Durch ein an der Windungsisolierung vorhandenes elektrisches Feld kann die Gefahr von Windungskurzschlüssen verschärft werden, jedoch ist die Wirkung minimal, da die Feldstärke an dem Windungsisoliersystem nicht mehr als 100 V/mil beträgt und das Feld bei einigen Wasserstoffgekühlten Generatoren insbesondere nicht mehr als 70 V/mil beträgt. Des Weiteren kann durch Windungskurzschlüsse, die Empfindlichkeit des induzierten Felds, eine unausgeglichene Induktanz und Wärmeausdehnung eine radiale Vibration der Kupferspulen um ein paar Mikrometer verursacht werden. Zudem kann eine axiale Bewegung der Windungsisolierung, eine Wanderung der Windungsisolierung aufgrund der verlorengegangenen Haftung zwischen der Windungsisolierung und den Kupferspulen, zur Blockierung der radialen Kanäle führen, die eine Schädigung durch thermische Beanspruchungen herbeiführt, wodurch es zu einer negativen Rückkopplung kommt.

[0004] Windungskurzschlüsse und die Wanderung der Windungsisolierung können bei Generatoren von Bedeutung sein, die mit einem allmählichen Verlust der Haftung sowie einer unzulänglichen Wärmebeständigkeit des Windungsisoliersystems verbunden sein können. Der Verlust der Haftung kann durch die Fertigung und/oder die Art der Klebstoffchemie und/oder durch Alterung bedingt sein. Die Haftfähigkeit kann umgekehrt proportional zur Temperaturtauglichkeit des Klebstoffs sein. Die Klebstoffchemie grenzt die Klebstoffauswahl für den Anwender von Windungsisolierungen in grossen Dynamomaschinen mit mehreren Hundert Megawatt ein. Die Klebstoffchemie ist ferner ungünstig für Umgebungen, in denen die thermische Beanspruchung vorherrscht. Es gibt zudem kein schnelles, kontrolliertes und günstiges Fertigungsverfahren, das die mechanische Integrität von Feldspulenwicklungsanordnungen mit einem robusten Merkmal für ein geringeres Risiko für Windungskurzschlüsse und Windungswanderung verbessert. Das Abstrahlen jeder Spule zur Bildung eines kontrollierten und wünschenswerten Oberflächenprofils ist aufwändig und teuer. Das Ausbilden einer Kupferoxidschicht bei Zimmertemperatur oder Heissluft kann zeit- und platzaufwändig, möglicherweise inhomogen und unpraktisch sein. Das Zugeben eines Kupferhaftverbesserers zum Klebstoff ist bisher teuer gewesen und die Wirkung auf die Einheitlichkeit ist nicht gewährleistet.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0005] Ein erster Aspekt der Offenbarung stellt ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: Herstellen einer Feldspulenwicklungsanordnung einschliesslich Reinigen einer Vielzahl von Kupferspulen; nach dem Reinigen Aufbauen einer Kupferoxidschicht auf jeder der Kupferspulen durch Oxidieren jeder der Kupferspulen in einer Lösung; nach dem Aufbauen Spülen jeder der Kupferspulen; nach dem Spülen Trocknen jeder der Kupferspulen; nach dem Trocknen Aufbringen eines Windungsisoliersystems auf jede der Kupferspulen, wobei das Windungsisoliersystem eine Windungsisolierung und einen Klebstoff aufweist, wobei die Windungsisolierung ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz aufweist; nach dem Aufbringen Aushärten jeder der Kupferspulen mit dem Windungsisoliersystem; und Aufeinanderlegen der Vielzahl von Kupferspulen mit dem Windungsisoliersystem in jeder von einer Vielzahl von Rotornuten in einem Rotor.

[0006] Das Verfahren kann umfassen, dass die Reinigung unter Verwendung eines alkalischen Reinigungsmittels durchgeführt wird.

[0007] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass die Lösung Natriumchlorit, Natriumhydroxid, Trinatriumphosphat oder deionisiertes Wasser enthält.

[0008] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass eine Dauer für den Aufbau ein Zeitraum von ungefähr 4 bis ungefähr 45 Minuten ist.

[0009] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass eine Lösungstemperatur der Lösung in einem Bereich von ungefähr 45 °C bis ungefähr 70 °C liegt.

[0010] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass eine Stärke der Kupferoxidschicht in einem Bereich von ungefähr 150 nm bis ungefähr 5 Mikrometer liegt.

[0011] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass das Spülen das Spülen mit Wasser und das anschliessende Spülen mit deionisiertem Wasser umfasst.

[0012] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass das Wasser eine Wassertemperatur von ungefähr 25 °C bis ungefähr 50 °C aufweist.

[0013] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass der Klebstoff einen Temperaturindex von mindestens 130 °C aufweist.

[0014] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass der Klebstoff ein Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A, ein Polyamidimid, ein Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges Novolak-Epoxidharz ist.

[0015] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass das Aushärten bei einer Aushärtungstemperatur von ungefähr 90 °C bis ungefähr 120 °C während nicht weniger als etwa 4 Stunden bei dem Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A, ungefähr 180 °C bis ungefähr 210 °C während etwa 2 bis 3 Stunden bei dem Polyamidimid, ungefähr 150 °C bis ungefähr 170 °C während nicht weniger als etwa 4 Stunden bei dem Polyester oder ungefähr 150 °C bis ungefähr 170 °C während nicht weniger als etwa 4 Stunden bei dem hochtemperaturbeständigen Novolak-Epoxidharz erfolgt.

[0016] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass die Windungsisolierung ein glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz, ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz aufweist.

[0017] Ein zweiter Aspekt der Offenbarung stellt ein Verfahren bereit, das Folgendes umfasst: Reinigen einer Vielzahl von Kupferspulen; nach dem Reinigen Aufbauen einer Kupferoxidschicht auf den Kupferspulen durch Oxidieren der Kupferspulen in einer Lösung; nach dem Aufbauen Spülen der Kupferspulen; nach dem Spülen Trocknen der Kupferspulen; nach dem Trocknen Aufbringen eines Windungsisoliersystems auf die Kupferspulen, wobei das Windungsisoliersystem eine Windungsisolierung und einen Klebstoff aufweist; und nach dem Aufbringen Aushärten der Kupferspulen mit dem Windungsisoliersystem.

[0018] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass die Reinigung unter Verwendung eines alkalischen Reinigungsmittels durchgeführt wird.

[0019] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass die Lösung Natriumchlorit, Natriumhydroxid, Trinatriumphosphat oder deionisiertes Wasser enthält.

[0020] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass eine Dauer für den Aufbau ein Zeitraum von ungefähr 4 bis ungefähr 45 Minuten ist.

[0021] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass eine Lösungstemperatur der Lösung in einem Bereich von ungefähr 45 °C bis ungefähr 70 °C liegt.

[0022] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass eine Stärke der Kupferoxidschicht in einem Bereich von ungefähr 150 nm bis ungefähr 5 Mikrometer liegt.

[0023] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass der Klebstoff ein Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A, ein Polyamidimid, ein Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges Novolak-Epoxidharz ist.

[0024] Jedes zuvor erwähnte Verfahren kann umfassen, dass die Windungsisolierung ein glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz, ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz aufweist.

[0025] Ein dritter Aspekt der Offenbarung stellt eine Feldspulenwicklungsanordnung bereit, die Folgendes umfasst: einen Rotor einschliesslich einer Vielzahl von Rotornuten; eine Vielzahl von Kupferspulen, die in jeder Rotornut aufeinandergelegt sind; und eine Vielzahl von Windungsisoliersystemen, wobei jedes Windungsisoliersystem zwischen zwei der Kupferspulen angeordnet ist und an mindestens einer der beiden Kupferspulen klebt, wobei das Windungsisoliersystem eine Windungsisolierung und einen Klebstoff aufweist, und wobei die Windungsisolierung ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz aufweist.

[0026] Diese und weitere Aspekte, Vorteile und hervorstechende Merkmale der Erfindung sind anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, die in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen in sämtlichen Zeichnungen gleiche Teile darstellen, Ausführungsformen der Erfindung offenbart.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0027] Die vorangehenden und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand der folgenden konkreteren Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser zu verstehen.

[0028] FIG. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Rotors gemäss der vorliegenden Erfindung.

[0029] FIG. 2 zeigt eine Querschnittdarstellung einer Ausführungsform einer Rotornut gemäss der vorliegenden Erfindung.

[0030] FIG. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Feldspulenwicklungsanordnung gemäss der vorliegenden Erfindung.

[0031] Die Zeichnungen sind nicht unbedingt massstabsgetreu. Die Zeichnungen sind lediglich vereinfachte Darstellungen, die nicht bestimmte Parameter der Erfindung darstellen sollen. Die Zeichnungen sollen lediglich typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und sollten deshalb nicht als den Geltungsbereich der Erfindung einschränkend betrachtet werden. In den Zeichnungen stehen gleiche Ziffern für gleiche Elemente.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0032] In FIG. 1 kann eine Feldspulenwicklungsanordnung 100 einen Rotor 102 aufweisen, der als Teil einer (nicht dargestellten) herkömmlichen Dynamomaschine wie einem Generator eingesetzt wird, der zusammen mit einer Gasturbine oder einer Dampfturbine verwendet werden kann. Der Rotor 102 kann eine Vielzahl von Rotornuten 104 aufweisen. In jeder Rotornut 104 können Kupferspulen 106 und Windungsisoliersysteme 108 aufeinandergelegt sein, wie in FIG. 2 dargestellt und hier beschrieben ist. Jedes Windungsisoliersystem kann eine Windungsisolierung 109 und einen Klebstoff 112 aufweisen. In FIG. 2 ist eine Querschnittdarstellung von einer aus der Vielzahl von Rotornuten 104 dargestellt. Eine Vielzahl von Kupferspulen 106 kann in der Rotornut 104 aufeinandergelegt sein. Die Rotornut 104 kann mit einer Nutelementisolierung (oder Nutauskleidung) 110 ausgekleidet sein, beispielsweise unter anderem einer Schichtstruktur aus hochtemperaturbeständigem Epoxidharz und Glas (deren Glasübergangstemperatur – ein Mass für den Grad der Epoxidharzaushärtung – mindestens 160 °C beträgt). Zwischen den Kupferspulen 106 kann eine Vielzahl von Windungsisoliersystemen 108 eingesetzt werden, indem mit dem Klebstoff 112 eine aus einer Vielzahl von Windungsisolierungen 109 an einer aus der Vielzahl von Kupferspulen 106 angeklebt wird, wodurch jedes Windungsisoliersystem 108 zwischen zwei der Kupferspulen 106 eingesetzt ist. Jede Windungsisolierung 108 kann unter Verwendung des Klebstoffs 112 an mindestens einer der beiden Kupferspulen 106 angeklebt sein. Der Klebstoff 112 kann ein Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A, ein Polyamidimid, einen Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges Novolak-Epoxidharz umfassen. Die Verwendung von Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A, Polyamidimid, Polyester oder hochtemperaturbeständigem Novolak-Epoxidharz zum Ankleben der Windungsisolierung 109 an Kupferspulen 106 wird mit dem oder den hier beschriebenen Verfahren erreicht. An einem offenen Ende 116 der Rotornut 104 kann ein Keil 114 eingesetzt sein.

[0033] In FIG. 3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens in einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Wie in FIG. 3 dargestellt ist, kann bei S1 eine Kupferspule 106 gereinigt werden. Mit der Reinigung können Öl, Fett, Staub und andere Verunreinigungen von der Kupferspule 106 entfernt werden. Die Reinigung kann unter Verwendung eines alkalischen Reinigungsmittels oder eines anderen geeigneten Verfahrens zur Entfernung von Öl, Fett, Staub und anderen Verunreinigungen von der Kupferspule 106 durchgeführt werden.

[0034] Bei S2 kann nach dem Reinigen eine Kupferoxidschicht auf der Kupferspule 106 aufgebaut werden, indem die Kupferspule 106 in einer Lösung oxidiert wird. Die Lösung kann Natriumchlorit, Natriumhydroxid, Trinatriumphosphat oder deionisiertes Wasser enthalten. Die Natriumchloritlösung kann eine Konzentration in einem Liter deionisiertem Wasser von ungefähr 30 Gramm/Liter aufweisen. Die Natriumhydroxidlösung kann eine Konzentration in einem Liter deionisiertem Wasser von ungefähr 10 Gramm/Liter aufweisen. Die Trinatriumphosphatlösung kann eine Konzentration in einem Liter deionisiertem Wasser von ungefähr 5 Gramm/Liter aufweisen. Es können ungefähr 1000 Gramm oder 1 Liter Lösung deionisierten Wassers vorliegen. Eine Dauer für den Aufbau kann ein Zeitraum von ungefähr 4 Minuten bis ungefähr 45 Minuten mit einem bevorzugten Bereich von etwa 15 Minuten bis etwa 30 Minuten sein. Eine Lösungstemperatur der Lösung kann in einem Bereich von ungefähr 45 °C bis ungefähr 70 °C mit einem bevorzugten Bereich von ungefähr 50 °C bis ungefähr 60 °C liegen. Durch den Aufbau kann die Kupferoxidschicht eine Stärke in einem Bereich von ungefähr 150 nm bis ungefähr 5 Mikrometer und insbesondere im Bereich von ungefähr 170 nm bis 310 nm aufweisen, wenn der Aufbau bei ungefähr 50 °C während etwa 30 Minuten beziehungsweise etwa 45 Minuten erfolgt.

[0035] Bei S3 wird die Kupferspule 106 nach dem Aufbauen gespült. Das Spülen kann das Spülen mit Wasser und das anschliessende Spülen mit deionisiertem Wasser umfassen. Das Wasser kann eine Wassertemperatur von ungefähr 25 °C bis ungefähr 50 °C aufweisen. Bei S4 kann die Kupferspule 106 nach dem Spülen unter Verwendung jedes geeigneten Verfahrens zum Trocknen der Kupferspule 106, beispielsweise Blasen mit warmer Luft, getrocknet werden.

[0036] Bei S5 wird nach dem Trocknen das Windungsisoliersystem 108 auf eine Seite der Kupferspule 106 aufgebracht. Das Aufbringen des Windungsisoliersystems 108 auf eine Seite der Kupferspule 106 kann das Aufbringen der Windungsisolierung 109 mit dem Klebstoff 112 umfassen. Der Klebstoff 112 kann auf die Windungsisolierung 109 oder die Kupferspule 106 aufgestrichen, mittels Tränkung oder in einem anderen geeigneten Verfahren darauf aufgebracht werden. Der Klebstoff 112 kann einen Temperaturindex von mindestens 130 °C bis 155 °C aufweisen, bei Extrapolation auf ungefähr 20.000 Stunden mit einer bevorzugten Temperatur von 155 °C. Der Klebstoff 112 kann eine Zersetzungstemperatur von ungefähr 300 °C bei einem Verlust des Klebstoffgewichts von 5 % aufweisen. Klebstoffe 112 mit diesen Eigenschaften sind im Allgemeinen für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich. Der Klebstoff 112 kann einen hochtemperaturbeständigen Epoxidharzklebstoff umfassen. Der Klebstoff 112 kann ein Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A, ein Polyamidimid, einen Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges Novolak-Epoxidharz umfassen. Die Windungsisolierung 108 kann ein glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz, ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Epoxidharz aufweisen. Das glasfaserverstärkte Novolak-Epoxidharz kann eine Glasübergangstemperatur von mindestens 160 °C aufweisen, die nach dem Aushärten bis zu 200 °C betragen kann. Die Windungsisolierung 108 kann einen Temperaturindex von ungefähr 280 bis 240 °C aufweisen, bei Extrapolation auf ungefähr 20.000 Stunden. Die Windungsisolierung 108 kann eine Zersetzungstemperatur von mindestens 330 °C bei einem Verlust des Windungsisolierungsgewichts von 5 % aufweisen. Eine Windungsisolierung 108 mit diesen Eigenschaften ist im Allgemeinen für einen Durchschnittsfachmann offensichtlich. Die Windungsisolierung 108 kann eine Stärke von ungefähr 10 mil bis ungefähr 14 mil aufweisen.

[0037] Bei S6 wird nach dem Aufbringen die Kupferspule 106 mit der Windungsisolierung 108 und dem Klebstoff 112 ausgehärtet. Ein Fachmann erkennt ohne weiteres, dass verschiedene Klebstoffe 112 bei verschiedenen Temperaturen über einen Bereich von Zeiträumen ausgehärtet werden können. Bei Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A kann die bevorzugte Aushärtung bei einer Aushärtungstemperatur von ungefähr 90 °C bis ungefähr 120 °C während nicht weniger als ungefähr 4 Stunden erfolgen. Bei Polyamidimid kann die bevorzugte Aushärtung bei einer Aushärtungstemperatur von ungefähr 180 °C bis ungefähr 210 °C während etwa 2 bis 3 Stunden erfolgen. Bei Polyester kann die bevorzugte Aushärtung bei einer Aushärtungstemperatur von ungefähr 150 °C bis ungefähr 170 °C während nicht weniger als etwa 4 Stunden erfolgen. Bei hochtemperaturbeständigem Novolak-Epoxidharz kann die bevorzugte Aushärtung bei einer Aushärtungstemperatur von ungefähr 150 °C bis ungefähr 170 °C während nicht weniger als etwa 4 Stunden erfolgen.

[0038] Bei S7 kann nach dem Aushärten die Vielzahl von Kupferspulen 106 in einer Rotornut 104 zwischen der Nutelementisolierung 110 auf einander gelegt werden; und bei S8 kann nach dem Aufeinanderlegen ein Keil 114 an dem offenen Ende 116 der Rotornut 104 eingesetzt werden.

[0039] Ein Fachmann wird erkennen, dass das hier dargelegte Verfahren zum Umwickeln der Kupferspulen eines Generators verwendet werden kann. Die Kupferspulen eines Generators können abgenommen, gereinigt und vor dem Umwickeln auf den Rotor wie hier beschrieben behandelt werden.

[0040] Auch wenn hier verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, ist aus der Beschreibung zu erkennen, dass verschiedene Kombinationen von Elementen, Varianten oder Verbesserungen daran vom Fachmann vorgenommen werden können und in den Geltungsbereich der Erfindung fallen. Zusätzlich können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Geltungsbereich abzuweichen. Die Erfindung soll deshalb nicht auf die besondere Ausführungsform beschränkt sein, die als für diese Erfindung beste in Erwägung gezogene Ausführungsform beschrieben ist, sondern soll sämtliche Ausführungsformen enthalten, die in den Geltungsbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

[0041] Ein Verfahren zum Herstellen einer Feldspulenwicklungsanordnung einschliesslich Reinigen einer Vielzahl von Kupferspulen mit anschliessendem Aufbauen, nach dem Reinigen, einer Kupferoxidschicht auf jeder der Kupferspulen durch Oxidieren jeder der Kupferspulen in einer Lösung. Nach dem Aufbauen wird jede der Kupferspulen gespült und anschliessend getrocknet. Nach dem Trocknen wird ein Windungsisoliersystem auf jede der Kupferspulen aufgebracht. Das Windungsisoliersystem weist eine Windungsisolierung und einen Klebstoff auf. Die Windungsisolierung weist ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz auf. Nach dem Aufbringen wird jede der Kupferspulen mit dem Windungsisoliersystem ausgehärtet. Die Vielzahl von Kupferspulen mit dem Windungsisoliersystem wird in jeder von einer Vielzahl von Rotornuten in einem Rotor aufeinandergelegt.

Bezugszeichenliste

[0042] <tb>100<SEP>Feldspulenwicklungsanordnung <tb>102<SEP>Rotor <tb>104<SEP>Vielzahl von Rotornuten <tb>106<SEP>Kupferspulen <tb>108<SEP>Windungsisoliersysteme <tb>109<SEP>Windungsisolierung <tb>110<SEP>Nutelementisolierung <tb>112<SEP>Klebstoff <tb>114<SEP>Keil <tb>116<SEP>offenes Ende

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Feldspulenwicklungsanordnung, umfassend: Reinigen einer Vielzahl von Kupferspulen; nach dem Reinigen Aufbauen einer Kupferoxidschicht auf jeder der Kupferspulen durch Oxidieren jeder der Kupferspulen in einer Lösung; nach dem Aufbauen Spülen jeder der Kupferspulen; nach dem Spülen Trocknen jeder der Kupferspulen; nach dem Trocknen Aufbringen eines Windungsisoliersystems auf jede der Kupferspulen, wobei das Windungsisoliersystem eine Windungsisolierung und einen Klebstoff aufweist, wobei die Windungsisolierung ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz aufweist; nach dem Aufbringen Aushärten jeder der Kupferspulen mit dem Windungsisoliersystem; und Aufeinanderlegen der Vielzahl von Kupferspulen mit dem Windungsisoliersystem in jeder von einer Vielzahl von Rotornuten in einem Rotor.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reinigung unter Verwendung eines alkalischen Reinigungsmittels durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Lösung Natriumchlorit, Natriumhydroxid, Trinatriumphosphat oder deionisiertes Wasser enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Dauer für den Aufbau ein Zeitraum von ungefähr 4 bis ungefähr 45 Minuten ist und/oder wobei eine Lösungstemperatur der Lösung in einem Bereich von ungefähr 45 °C bis ungefähr 70 °C liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Stärke der Kupferoxidschicht in einem Bereich von ungefähr 150 nm bis ungefähr 5 Mikrometer liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Spülen das Spülen mit Wasser und das anschliessende Spülen mit deionisiertem Wasser umfasst und/oder wobei das Wasser eine Wassertemperatur von ungefähr 25 °C bis ungefähr 50 °C aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Klebstoff einen Temperaturindex von mindestens 130 °C aufweist und/oder wobei der Klebstoff ein Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A, ein Polyamidimid, ein Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges Novolak-Epoxidharz ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Aushärten bei einer Aushärtungstemperatur von ungefähr 90 °C bis ungefähr 120 °C während nicht weniger als etwa 4 Stunden bei dem Einkomponenten-Epoxidharz auf der Basis von Bisphenol-A, ungefähr 180 °C bis ungefähr 210 °C während etwa 2 bis 3 Stunden bei dem Polyamidimid, ungefähr 150 °C bis ungefähr 170 °C während nicht weniger als etwa 4 Stunden bei dem Polyester oder ungefähr 150 °C bis ungefähr 170 °C während nicht weniger als etwa 4 Stunden bei dem hochtemperaturbeständigen Novolak-Epoxidharz erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Windungsisolierung ein glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz, ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz aufweist.

10. Feldspulenwicklungsanordnung, umfassend: einen Rotor einschliesslich einer Vielzahl von Rotornuten; eine Vielzahl von Kupferspulen, die in jeder Rotornut aufeinandergelegt sind; und eine Vielzahl von Windungsisoliersystemen, wobei jedes Windungsisoliersystem zwischen zwei der Kupferspulen angeordnet ist und an mindestens einer der beiden Kupferspulen klebt, wobei das Windungsisoliersystem eine Windungsisolierung und einen Klebstoff aufweist, und wobei die Windungsisolierung ein glasfaserverstärktes Polyamidimid, einen glasfaserverstärkten Polyester und/oder ein hochtemperaturbeständiges glasfaserverstärktes Novolak-Epoxidharz aufweist.