CN104508956B - 制造电机的绕组部件的方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及制造电机(26)的绕组部件(1)的方法。绕组部件(1)包括导体(2)和围绕导体(2)的绝缘体(3)。方法包括对导体(2)提供围绕导体(2)的绝缘带(9)、在绝缘带(9)之上提供模具(15)、围绕模具(15)而提供热固层(17)、用树脂(18)浸渍绝缘带(9)、固化树脂(18)以实现绝缘体(3)、移除热固层(17)和模具(15)。

Description

制造电机的绕组部件的方法

技术领域

本公开涉及制造电机的绕组部件的方法。

电机可为旋转电机，诸如连接到燃气涡轮或蒸汽涡轮上的同步发电机(涡轮式发电机)或连接到水力涡轮上的同步发电机(水力发电机)或异步发电机或同步或异步电动马达或还有其它类型的电机。

背景技术

诸如上面描述的那些的电机具有定子和转子。

定子具有层叠的定子芯，其具有容纳线棒的槽口。

转子具有大件或层叠的芯，其具有也容纳线棒的槽口。轴从芯的各个侧部延伸。

描述的构造为典型的一种，但是其它构造也是可行的。

线棒(定子线棒)具有笔直部分(其容纳在槽口中)和端部绕组，端部绕组具有复杂的形式且围绕轴而位于槽口的外部。线棒连接在一起而限定绕组。

上面描述的绕组大体连接到相环上，相环通到发电机端子上。

存在不同的方法来制造绕组部件，诸如线棒、相连接件等。

在诸如线棒的绕组部件的制造工艺的典型的示例中，导体缠绕有云母带，然后其笔直部分容纳在框架中且端部绕组挤压在额外的工具内。

因而用树脂浸渍云母带且然后固化树脂而实现绝缘体。

这个方法被证明是高效的，但是发明人发现了一种方式进一步改进它。

实际上，在固化期间，线棒被挤压以便去除过量的树脂。挤压通过缠绕在线棒周围的可热缩性带实现。

但是当挤压线棒时，因为线棒的横截面通常为长方形或正方形，所以难以简单地通过可热缩性带来应用均匀压力。这强烈地影响绝缘体的品质。

当制造线棒-相环时(在机器重绕或修理的情况下，大体在现场)，会遇到同样的问题。

当制造其它定子绕组部件以及转子绕组时，也可出现类似的问题。

发明内容

本公开的一方面包括提供一种方法，借此，与现有方法相比，在制造期间施加在绕组部件上的压力更均匀。

通过提供根据所附权利要求的方法获得这些和另外的方面。

有利地，本方法允许对挤压工具得到精确的形状，而不需要特定和昂贵的工具加工和调节。

附图说明

根据方法的优选的但非排它性的实施例的描述，另外的特征和优点将更加显而易见，实施例在附图中以非限制性示例的方式示出，其中：

图1和2显示线棒；

图3显示具有绝缘带的导体；

图4和5显示导体，其具有容纳在框架中的绝缘带；

图6和7显示具有可模制材料元件的端部绕组；

图8和9显示具有可模制材料元件和热固层的端部绕组(分别在硬化之前和硬化期间)；

图10和11显示具有模具和热固层的端部绕组；

图12和13显示在绝缘带浸渍期间的具有模具和热固层的端部绕组；

图14显示线棒；

图15显示电机(特别是其一部分)，诸如定子；

图16和17显示具有导体和旧绝缘体的旧线棒；

图18显示旧线棒的导体，已经从其上移除旧绝缘体；

图19显示旧线棒的导体，其具有新的绝缘带；以及

图20显示线棒-相连接件。

具体实施方式

图1和2显示根据本方法实现的绕组部件1，诸如线棒(特别地，这些图显示定子线棒，但是这些线棒也可为转子线棒或其它定子和/或转子绕组部件)。

线棒1具有导体2，其可为大件导体(即单个元件)或由多个换位(transposed)绞线制成换位导体。

围绕导体2，提供绝缘体3。

导体2、绝缘体3和线棒1限定长方形或正方形横截面。

导体2和线棒1具有笔直部分5和从笔直部分5延伸的端部绕组6，它们具有复杂的形式，以便它们在相对的定子部分处连接到线棒上或连接到相连接件上。

方法包括至少对导电元件2提供围绕的导电元件2的绝缘带9(图3)。绝缘带9通常为云母带，诸如具有支承层(例如玻璃纤维层)和云母层的带。

然后可围绕笔直部分5(图4，5)提供框架10。图4和5显示可使用的框架10的示例。框架10均匀地用精确的压力挤压云母带9。框架10可由金属板11限定，在金属板11之间在金属板11的相邻的纵向边界上具有间隙12；这些间隙12有助于浸渍。

因而，方法包括在云母带9之上，优选地(但不是唯一必须地)在端部绕组6处提供模具15；根据诸如线棒的绕组部件的具体横截面，可在云母带9之上提供一个或多个模具15，例如可提供围绕云母带(即围绕绕组部件的横截面)的多个模具。因而围绕模具15提供热固层17 (图10和11)。

因而方法包括用树脂18浸渍绝缘带9 (图12和13)和固化树脂18而实现绝缘体3。固化优选地包括将树脂18加热到110-130℃之间的温度。

最后，从线棒1上移除热固层17、模具15和框架10 (图14)。

提供模具15的步骤可以不同的方式执行。

在第一示例中，模具15可已经可用，因为例如基于线棒或模具本身的图来制造它们。

在第二示例中，模具15可为可用的，因为已经根据以下描述的方法(第三示例)而制造它们。

在第三示例中，提供模具15包括在至少线棒端部绕组6或其样品处，优选在线棒端部绕组6或其样品的各个侧部处提供可模制材料，并且然后可使模制材料成形(图6和7)。

可模制材料可为未硬化塑料材料或未硬化橡胶，诸如氯丁二烯条带。

在未硬化状态中的这个材料可适于获得需要的形状，而在硬化之后，其需要期望的硬度，因而允许将压力均匀地分布在线棒表面上。

成形包括实现可模制材料元件21，可模制材料元件21各自具有再现线棒端部绕组6(例如完全的(优选再现端部绕组6处的线棒的表面的一部分的形状))或其样品的形状的壁22，以及限定弯曲扇区的壁23。

优选，在端部绕组6或其样品的各个侧部处限定可模制材料元件21，而各个可模制材料元件21为与其它可模制材料元件21分开的元件。

另外，位于垂直于线棒端部绕组6或其样品的平面30中的可模制材料元件21的弯曲扇区限定圆形或椭圆形或卵形形状。

因而根据本方法，可模制材料元件21被固化或硬化，以实现模具15(图9)。

硬化可模制材料元件21包括例如在炉中将可模制材料元件21加热到140-160℃之间的温度。

另外，可在可模制材料元件21硬化之前围绕可模制材料元件21而提供热固层24；热固层24可在硬化之后移除(图9，10)。

可用不同的方式提供导体2。

例如可基于图或以其它方式来制造导体2。

备选地，可使用从现有机器上移除的导体2。

在这个情况下，旧线棒25被从电机26移除，旧线棒25具有导体2和围绕导体2的旧绝缘体27。因而旧绝缘体27被从导体2移除，并且围绕导电元件2而提供绝缘带9(图15-19)。

当线棒的制造笔直部分时，还可应用使用诸如未硬化橡胶的可模制材料的方法，即，如果需要的话，利用可模制材料实现的模具15可也可替代框架。

另外，用可模制材料实现的模具15可用来在线棒和相环之间制造连接件，以及还用来制造相环。而且在这些情况下，需要挤压构件，以去除过量的树脂，但是同时尽可能接近地遵从构件形状，以便均匀分布压力。例如图20显示线棒-相连接件31。

描述的方法可在许多情况下使用；在下面描述了这些情况中的一些。

示例1

方法可用来制造用于新的机器的线棒或其它绕组部件。在这个情况下，导体2和模具15基于图来制造。

示例2

方法可用来制造新的机器的线棒或其它绕组部件，但是在这个情况下，导体2基于图来制造，并且模具15根据上面描述的工艺而使用可模制材料来制造。

示例3

方法用来制造现有机器的线棒或其它绕组部件。在这个情况下，原始线棒或其它绕组部件被从电机移除，并且提供新的导体2(它们例如基于图来实现)。模具15可然后基于图来实现。

示例4

而且在这个情况下，方法用来制造现有机器的线棒或其它绕组部件。在这个情况下，原始线棒或其它绕组部件被从电机移除，并且用来使用可模制材料根据上面描述的工艺实现模具15。然后原始绝缘体27被导体2从移除，并且云母带缠绕在导体2周围。

方法

本公开还涉及制造电机的绕组部件的模具15的方法。

方法包括：

提供至少绕组部件或其样品，然后

至少在绕组部件或其样品的侧部处提供可模制材料，然后

当可模制材料处于未硬化状态时使可模制材料成形，以限定至少可模制材料元件21，然后

硬化可模制材料元件21以实现至少模具15，然后

从绕组部件或其样品移除至少模具15。

例如成形包括实现可模制材料元件21，可模制材料元件21具有再现绕组部件或其样品的形状的一部分的壁22，以及限定弯曲扇区的壁23。

优选地，可模制材料元件21限定在绕组部件或其样品(诸如端部绕组6)的各个侧部处，各个可模制材料元件21为与其它可模制材料元件21分开的元件。

另外，可模制材料元件21的各个壁23限定的、位于垂直于绕组部件或其样品(诸如端部绕组6)的平面中的弯曲扇区限定圆形或椭圆形或卵形形状。

硬化包括将可模制材料元件21加热到140-160℃之间的温度。

样品可由已经切割或以任何其它方式从机器的绕组上移除的绕组部件(例如端部绕组)限定。备选地样品可基于从机器的绕组或图得到的测量结果来实现。

自然，描述特征可彼此独立地提供。

在实践中，使用的材料和尺寸可任意根据需要和根据现有技术来选择。

参考标号

1线棒

2导体

3绝缘体

5笔直部分

6端部绕组

9绝缘带

10框架

11金属板

12间隙

15模具

17热固层

18树脂

21可模制材料元件

22壁

23壁

24热固层

25旧线棒

26电机

27旧绝缘体

30平面

31线棒-相连接件。

Claims (16)

1.一种制造电机(26)的绕组部件(1)的方法，所述绕组部件(1)包括导体(2)和围绕所述导体(2)的绝缘体(3)，

所述方法包括：

对所述导体(2)提供围绕所述导体(2)的绝缘带(9)，

在所述绝缘带(9)之上提供模具(15)，

在所述模具(15)的未硬化的可模制材料硬化之前，围绕所述模具(15)而提供热固层，

用树脂(18)浸渍所述绝缘带(9)，

通过加热来固化所述树脂(18)，以实现所述绝缘体(3)，

在硬化之后移除所述热固层和所述模具(15)；

其中，所述绕组部件(1)至少包括线棒，所述线棒(1)具有笔直部分(5)和在所述笔直部分(5)的端部处的端部绕组(6)，所述方法进一步包括：提供所述模具(15)，或者备选地围绕所述笔直部分(5)而提供框架(10)，其中在所述框架(10)上设有间隙(12)，以有助于浸渍；以及，将所述模具(15)设置在所述端部绕组(6)处。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述框架(10)由金属板(11)限定，在所述金属板(11)之间在所述金属板(11)的相邻的纵向边界上设置所述间隙(12)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述绕组部件(1)包括相连接件和/或相环。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，固化所述树脂(18)包括将所述树脂(18)加热到110-130℃之间的温度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提供所述模具(15)包括：

在所述绕组部件(1)或其样品的侧部处提供可模制材料，然后

使所述可模制材料成形以获得需要的形状，以限定可模制材料元件(21)，然后

使所述可模制材料元件(21)硬化以实现所述模具(15)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，成形包括实现至少一个可模制材料元件(21)，所述至少一个可模制材料元件(21)具有：

再现绕组部件或其样品的形状的壁(22)，以及

限定弯曲扇区的壁(23)。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过在绕组部件(1)或其样品的各个侧部处限定可模制材料元件(21)，各个可模制材料元件(21)为与其它可模制材料元件(21)分开的元件。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过在绕组部件(1)或其样品的各个侧部处限定可模制材料元件(21)，各个可模制材料元件(21)为与其它可模制材料元件(21)分开的元件；位于垂直于绕组部件(1)或其样品的平面(30)中的所述可模制材料元件(21)的弯曲扇区限定了圆形或椭圆形或卵形形状。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使所述可模制材料元件(21)硬化包括将所述可模制材料元件(21)加热到140-160℃之间的温度。

10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

在所述可模制材料元件(21)硬化之前围绕所述可模制材料元件(21)而提供热固层，以及

在硬化之后移除所述热固层。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对提供导体(2)围绕所述导体(2)的绝缘带(9)包括：

从电机(26)上移除旧线棒(25)，所述旧线棒(25)具有所述导体(2)和围绕所述导体(2)的旧绝缘体(27)，

从所述导体(2)移除所述旧绝缘体(27)，

围绕所述导体(2)而提供绝缘带(9)。

12.一种用于制造根据权利要求1所述的制造电机(26)的绕组部件(1)的方法中的模具(15)的方法。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括：

提供绕组部件或其样品，然后

在所述绕组部件(1)或其样品的侧部处提供可模制材料，然后

使所述可模制材料成形以限定可模制材料元件(21)，然后

使所述可模制材料元件(21)硬化以实现模具(15)，然后

从所述绕组部件(1)或其样品上移除所述模具(15)。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，成形包括至少实现可模制材料元件(21)，所述可模制材料元件(21)具有：

-壁(22)，所述壁(22)再现所述绕组部件或其样品的形状的至少一部分，

-限定弯曲扇区的壁(23)。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过在所述绕组部件(1)或其样品的各个侧部限定可模制材料元件(21)，各个可模制材料元件(21)为与其它可模制材料元件(21)分开的元件。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过在所述绕组部件(1)或其样品的各个侧部限定可模制材料元件(21)，各个可模制材料元件(21)为与其它可模制材料元件(21)分开的元件；位于垂直于所述绕组部件(1)或其样品的平面(30)中的所述可模制材料元件(21)的弯曲扇区限定了圆形或椭圆形或卵形形状。