CN1033835C - 电机定子绕组的电晕屏蔽装置 - Google Patents

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Abstract

电机定子绕组的电晕屏蔽方案，包括缠绕在各定子绕组导体棒定子槽部分和端轭部分主绝缘层上的半导体织物电晕屏蔽带，缠绕的方式是定子绕组导体棒的字子槽部分缠绕至少一层第一半导体体导电型电晕屏蔽带，缠绕的重叠度大致不变，端轭部分则缠绕至少一层第二半导体体积电型电晕屏蔽带。从线棒由定子本体出来的地方起直到导体棒端部的缠绕重叠度连续减小。这种电晕屏蔽装置制造起来经济实惠，导体棒纵向上的电压特性易于达到最佳状态。

Description

电机定子绕组的电晕屏蔽装置
本发明涉及一种电机定子绕组的电晕屏蔽装置，该装置包括缠绕在各定子绕组导体棒的定子槽部分和定子端轭部分的主绝缘层上的半导体织物电晕屏蔽带。
旋转电机的定子绕组导体其整个长度上已配置有主绝缘，其定子槽部分则配备有线圈边电晕屏蔽层。现今的这种电晕屏蔽层通常是由在敷上绝缘层的过程中就已经加上的半导体非织物或织物所组成的。线圈边电晕屏蔽层必须引出到定子叠片组合件长度以外的位置，使得它即使距定子叠片压板和压指(perssure fingers)很近也不会产生放电。
在标称电压较高(5千伏及以上)的电机中，端部电晕(overhangcorona)屏蔽层毗邻线圈边电晕屏蔽层。这种端部电晕屏蔽层确保电位沿绕组导线的下降朝接地定子叠片组合件的方向进行而不致产生沿面放电或辉光放电。端部电晕屏蔽不仅要就电机运行时出现的应力而且还要首先就加上去用以监控生产质量的试验电压进行计算和设计。为借助这种端部电晕屏蔽降低电压，绝缘层需要有一定的长度。因此在绝缘层的介质强度只有定子槽部分是足够的情况下、端部笔直的凸出部分就必须长得足以控制这些电压。相比之下，连续的绝缘层可以设计成使电晕屏蔽装置也可以直接应用在紧靠定子槽部分的渐开线区。这样做可以使端部凸出部分较短，这是人们所希望的，但同时也需要使整个绝缘层的厚度一直延伸到电晕屏蔽层的端部。为了控制电压，通常采用呈油漆涂料形式的表面涂层或采用具有一定导电率的半导体带(参看美国纽约市维耶纳Springer出版社1973年出版的《电机绕组的制造》一书第156至168页)。在此情况下，若想使绕组端部导体整个长度上的电压特性尽可能呈线性，则采用半导电性的油漆涂料就成问题，因为这种油漆涂料基本上只有表面能导电。上述有关文献并没有阐明如何在使用半导体带的情况下使电压特性能够匹配/达到最佳状态。
日本专利申请特开昭61-177134中公开了一种电晕屏蔽层，在铁心内外部若干伸出的直线部分绝缘层外侧设置低电阻电晕屏蔽层，在这种低电阻电晕屏蔽层的端部重叠有用浸过含碳化硅的热固性树脂的补强带，卷绕线圈端部，形成电晕屏蔽层。然而这种电晕屏蔽带的重叠程度是从槽部分向端部减少的。
因此，本发明的一个目的是从现有技术出发提供给电机定子绕组的一种新型的电晕屏蔽装置，这种装置实施起来简单，应用这种装置可以简易地影响绕组导体棒端部部分的电压特性，并使该特性达到最佳状态。
按照本发明，上述目的是这样达到的：将定子绕组导体棒的定子槽部分缠绕上至少一层半导体的体导电型(volume-conducting)电晕屏蔽带，缠绕的重叠度大致恒定，并将端轭部分缠绕上至少一层半导体的体导电型电晕屏蔽带，从导体棒由定子叠片本体出来的地方直到导体棒端部的缠绕重叠度连续或分段地减小。
结合附图参阅下面的详细说明可以更好地了解从而容易更全面地理解本发明及其许多优点，其中本发明的一个实施例是以示意图的形式加以介绍的。
图1示出了电机定子由罗贝尔换位导体棒构成的绕组的半个导体棒的顶视图。
图2是插有导体棒的定子槽的剖面。
图3示出了沿导体棒端轭的电压特性曲线。
现在参看各附图，其中若干视图中相同或相应的部件都用同样的编号表示，图1的电机定子导体棒在其定子槽部位有一个笔直的导体棒段10，在其绕组伸出部位或端轭部分有一个弯曲的导体棒段11。笔直导体棒段10突出定子体14外。导体棒的整个长度都配置了绝缘层，图中总的用编号12表示，绝缘层上缠绕有电晕屏蔽带，而这正是本发明的主题。
从图2的剖面图可以看到，导体棒由多个彼此绝缘的分支导线17构成，这些导线都是按罗贝尔原理测试的。各分支导体的绝缘层18其设计是周知的那种形式。各分支导体17结合在一起形成导体束，套有公用的绝缘套管，即主绝缘19，且安置在电机定子叠片组合件21的定子槽20中。导体棒借助于定子槽楔22和槽楔支架23固定。电晕屏蔽带24a围绕着主绝缘层19，即一层或多层地缠绕在导体棒上。
电晕屏蔽带24a均匀重叠地敷设在导体棒的笔直段10，这种均匀重叠的情况可以从图中等间距的阴影线看出。相反，在端轭部分11，电晕屏蔽带24b缠绕重叠的程度有变化，从而使定子本体方面的重叠度比导体棒端部的大。在此情况下，重叠度最好在端轭部分的整个导体棒长度上连续地变化，这可从图1中阴影线的间距朝导体棒端部变得越来越大的情况看出。但也可以令导体棒有一系列的多个分段，各分段中的重叠度不变。
电晕屏蔽带24a、24b由织物衬里(textile backing)组成，最好是用半导体浸渍剂(例如含加有碳化硅填充剂的环氧树脂、石墨或碳黑的浸渍剂)浸渍过的玻璃纤维织物。
原则上定子槽和端轭部分是可以采用相同的电晕屏蔽带的，但建议该两部分还是采用不同类型的屏蔽带。因此，为了使电晕屏蔽作用达到所要求的效能，在定子槽部分10采用电阻低的屏蔽带(例如有石墨和/或碳黑填充剂)，在端轭部分中采用主要与电压有关的较高电阻的屏蔽带(例如充有SiC)。
端轭部分11中有一层电晕屏蔽带通常是足够了。在特别是端轭部分11端部突出的程度不大的导体棒的情况下，电晕屏蔽带24b以一层层叠绕的多层形式为宜。在此情况下，各层的重叠度同样也应该连续减小或分段朝导体棒端的方向减小。
图3中比较了设有本发明的电晕屏蔽装置的导体棒的电压特性曲线(曲线a)与传统设计的导体棒的电压特性曲线(曲线b)。很明显，电压特性曲线a变得平直，几乎接近理想状态(直线)。其效果是：导体棒绝缘的负荷更均匀了，同时也延长了绕组的使用寿命。
显然，根据上述教导，是可以对本发明进行多种修改和变更的。因此，不言而喻，在本说明书所附权利要求书的范围内，本发明是可以按本说明书具体描述以外的方式付诸实施的。
                  命名一览表
                10笔直的导体棒段
                11弯曲的导体棒段
                12主绝缘层
                14定子本体
                17组件导线
                18分支导线绝缘层
                19主绝缘层
                20定子槽
                21定子叠片本体
                22槽楔
                23楔支架
                24a，24b电晕屏蔽带

Claims (5)

1.电机定子绕组的电晕屏蔽装置，包括缠绕定子槽部分(10)和定子绕组每个导体棒端轭部分(11)的主绝缘层上的半导体织物电晕屏蔽带，其中定子绕组导体棒的定子槽部分(10)缠绕有至少一层半导体的体导电型的电晕屏蔽带(24a)，该电晕屏蔽带具有近似恒定的重叠度，端轭部分(11)缠绕有至少一层半导体的体导电型的电晕屏蔽带(24b)，其特征在于，从导体棒由定子体(14)出口处直到导体棒端部的缠绕重叠度连续或分段地减小。
2.如权利要求1所述的电晕屏蔽装置，其特征在于，所述电晕屏蔽带(24a，24b)的织物衬里由玻璃织物制成，且用半导体浸渍剂浸渍过。
3.如权利要求2所述的电晕屏蔽装置，其特征在于，定子槽部分(10)的电晕屏蔽带(24a)，其浸渍剂含有碳黑和/或石墨。
4.如权利要求2所述的电晕屏蔽装置，其特征在于，端轭部分(11)的电晕屏蔽带(24a)，其浸渍剂包括充有碳化硅的环氧树脂。
5.如权利要求1至4任一项所述的电晕屏蔽装置，其特征在于，在特别是定子绕组的端轭部分突出程度小的情况下，配置多层电晕屏蔽带(24b)。
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