CN1004986B - 电机线圈的生产工艺过程 - Google Patents

Abstract

对于由全浸没浸渍的定子线圈，由于导体材料及绝缘材料的不同热膨胀引起的主绝缘（７）和槽边缘之间的间隙，可以利用若干次（至少两次）连续的浸渍和固化工艺程序来加以避免，每进一步的固化是在较低的温度等级（约相差２０℃）上进行，其开始的温度接近于绝缘耐热等级的极限温度。固化是在平放的定子轴处于水平放置的情况下进行的，每进入下一工序前要把定子转过９０°。

Description

电机线圈的生产工艺过程

本发明涉及电机线圈（特别是定子线圈）用全浸没浸渍技术的生产工艺过程，在这种工艺过程中导体条（the conductor rods）由若干相互绝缘的导体组件（6）组成，并且具有一主绝缘（7），这些导体条被安装在电机内，作为一个整体用浸渍树脂浸渍，并且用热处理方法固化浸渍树脂。

这种形式的生产工艺过程由下面举例的资料中获知：H.Sequenz出版的书“Herstellung der Wicklungen elecktrischer Maschinen”（电机线圈的生产），Springer Verlag Vienna-New York 1973 P.153;出版物“Micadur-Compact Kunstharz-Isolierung fur mittere Hochspannungs-maschinen”（用于中等高压电机的Micadur-Compact合成树脂绝缘），BBC AKtiengesel-lschaft Brown，Boveri Cie;Baden（瑞士）-3889号;也可以从西德专利说明书2，538，702中获知。

在这个工艺过程中，把由若干绝缘的导线或线圈（windings）所构成的绕组（coils）或条（rods）做成正确的形状，将其在槽中结合在一起，并且用合成一体的云母玻璃-绸带围着主绝缘沿整个长度绕几次。由于在绕组的整个长度上使用同样的绝缘带，就可形成均匀的绕组绝缘。所完成的各个绕组处于非浸渍（干燥）状态（如果需要，可提供电晕屏蔽层），装入铁芯迭片结构之中并相互连起来，然后再将槽用槽楔密封起来。

端部线圈的支撑采用无端的、吸收性的玻璃纤维札带。经过干燥处理，从线圈中最后排除潮气，然后把整个带有线圈的铁芯迭片结构放入到浸渍容器中，按真空工艺方法用环氧树脂浸渍。接着，通过随后的加压处理帮助树脂渗入到所有的绝缘件及支撑元件。然后在升高温度后接着进入固化周期。

通过上述工艺过程生产的线圈，可用以下特点表征：高机械强度，均匀一致的电气强度和良好的绝缘特性，高的热负荷能力，对潮气、油、其它杂质、放射性辐射的高稳定性以及高的工作可靠性。

现在可以指出，线圈绝缘组件的绝缘性能和机械特性能够进一步显著地改进，这种改进对线圈绝缘组件的长期工作性能有决定性的意义，尤其是工作在较高电压（约6千伏及其以上的电压）以及当电机长度较长（约1米及1米以上）时更是如此。

由于工艺技术上的原因，在全浸没浸渍工艺过程中，绝缘被固化的时候实际上没有附加加压。由被绝缘的导体组件组、中间层和槽密封槽楔构成的线圈的结构，在其主绝缘、中间层及槽边缘间的定子槽中有一些空隙，尽管这些空隙在浸渍过程中可能充满了浸渍剂，但通常不可避免的，仍然会在固化过程中形成一些（即使是比较小的）空隙，这是由于浸渍剂部分地流出和固化收缩的原因。这些空隙部分地也是由于不同的热膨胀（特别是铜导体的热膨胀）所引起的。这种情况导致在相邻的槽边缘和绝缘了的导体表面之间产生微小的空隙。类似的效应也会在起始工作周期内由于热负荷的而产生。

为了避免所指出的缺点，已经建议采用适当的措施来填满所有那些在安装过程中所需的安装间隙。

对于较高功率输出的电机，作用在导体内的感生磁力增加，如果存在间隙的话，将致使导体按照二倍的系统频率而共振。结果对主绝缘造成机械破坏，最终会造成电机的毁坏。

根据本发明，采用接连进行地至少两个完整的浸渍和固化工艺，每次进一步的固化是在较低一点的温度进行的，最好低20℃-30℃左右，而从接近其绝缘耐热等级的极限温度（class temperture）时开始，并且固化是在水平放置定子轴线的情况下进行的，并且还采取了在每次进一步的工序进行之前，使定子至少转过90°，但不超过180°的措施，本发明利用上述的工艺措施，避免了有害的间隙的形成。

在电机转子线圈的生产中，美国专利说明书2，648，018建议对已充满了浸渍树脂的转子这样进行固化：在60℃时先进行固化二小时，接着在80℃时进行二小时，最后在100℃时进行八小时，换句话说，逐步地提高温度等级，这是与本发明的要点相反的。

但是，这不可能避免间隙的形成。

以由罗贝尔条（Roebel bars）所构成的定子线圈为例，对本发明详细解释如下。

在唯一的附图中，简化地显示了一个线圈条（winding rod）的横截面以及与其邻近的叠层式定子铁芯的一部分。在叠层式定子铁芯1的槽中放置二根定子线圈条2，3，一根在另一根上面。在二根条之间放置一个由绝缘材料（例如玻璃纤维增强塑料）构成的中间层4，同样材料制成的槽楔5把槽密闭起来并把条2、3固定在槽中，上述的条用普通的方法构制，它们由带有一个导体组件绝缘（未表示出，它根据罗贝尔原理用已知的方法编织而成）的导体组件6组成。每一个条2、3由主绝缘7包围，在主绝缘7的外表面8有一层可渗透浸渍树脂的电晕屏蔽外皮（未示出）。

按照已知的全浸没浸渍工艺（例如，根据本文开始时指出的公司出版物“Micadur-Compact……”），把处于干燥状态的已经加绝缘的条（rods）放置在定子槽中，加好槽楔并经受第一步浸渍和固化工艺处理。此外，带有加好槽楔的线圈的整个叠层式定子铁芯在浸渍容器中经过预先抽真空之后，于室温下用浸渍树脂灌满，接着在凝固炉中加热到第一温度，因此浸渍树脂被完全固化。这个初始温度取决于此绝缘耐热等级的极限温度（耐热等级），例如，H级约为180℃，对F级约为155℃。

此后，让定子铁芯冷却到接近室温，将定子铁芯围绕它的纵轴线转过90°并且再一次用浸渍树脂灌满而浸渍，接着移出树脂槽外，在约低20°的温度进行第二次固化。

如果由于冷却工序而引起在绝缘组件中，主要是在主绝缘和凹槽边之间形成间隙，再用树脂加以灌满。

在再次冷却到室温的时候，形成间隙的趋势急剧下降，这是因为工艺过程是从较低的温度等级开始进行的，绝缘的收缩不再可能发生。

如果需要的话，在这第二步浸渍和固化工艺程序后，可接着进行第三次，甚至是第四次，每进行一次，要把定子转过90°。

尽管本发明与普通的全浸没浸渍工艺相比要增加一些附加的工艺步骤，但通过换取的优点更多地得到补偿（这些优点是：更均匀的结构，不形成间隙，因而不发生振动或尖端放电，这使原来所用的全浸没浸渍工艺可适用到最高的额定电压以及大于100兆伏安（MVA）的特殊的功率输出情况，并且在导体和芯铁迭层结构之间有很好的热传递）。

本发明对于由罗贝尔条构成的定子线圈进行了如上的说明。但是，本发明可以不加任何变化而应用到其它类型的定子线圈，并且，当然也可应用到转子线圈。

附图标号的说明

1.层迭的定子铁芯

2，3.线圈条

4.中间层

5.槽楔

6.导体组件

7.主绝缘

8.主绝缘的表面

Claims (2)

1、一种电机线圈的，特别是定子线圈的全浸没浸渍技术生产工艺过程，在该工艺过程中，由若干相互绝缘的导体组件（6）组成并且具有主绝缘（7）的导体条被装配在电机内，作为一个整体用浸渍树脂浸渍，并且用热处理方法固化浸渍树脂，在电机轴处于水平放置的情况下接连地进行至少两个完整的浸渍和固化工序，其特征在于，第一个固化工序在接近绝缘耐热等级的极限温度下进行，而每个进一步的工序则在低于上述温度的温度进行，在每个进一步的工序进行之前使定子围绕其纵轴线至少转过90°，但不超过180°。

2、如权利要求1所要求的工艺过程，其特征还在于，在每一种情况下固化温度降低20°至30℃。

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