CN108832746B - 匝间绝缘单匝线圈及转子绕组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种匝间绝缘单匝线圈及转子绕组，属于电机制造技术领域。匝间绝缘单匝线圈包括铜母线、绝缘板和胶粘带，绝缘板层叠设置在铜母线的宽面上，胶粘带包裹在绝缘板与铜母线组成的层叠结构外周，绝缘板设置有第一滑移层，第一滑移层涂覆在绝缘板上，用于减小绝缘板和铜母线之间的摩擦力。本发明的目的在于提供一种匝间绝缘单匝线圈及转子绕组，能够通过绝缘板来产生绝缘效果，同时绝缘板表面涂覆的第一滑移层来减少绝缘板和铜母线之间的摩擦力，同时使用胶粘带固定绝缘板和铜母线，以减小正常使用时因绝缘板与铜母线之间摩擦造成的磨损导致的绝缘结构破损，从而减少转子绕组因绝缘结构破损而导致线圈短路的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及电机制造技术领域，具体而言，涉及一种转子线圈匝间绝缘结构及转子线圈。
背景技术
我国人口众多，幅员辽阔，随着国民经济的持续稳定增长，我国对于电力的需求也日益增长。目前发电厂使用的大型发电机主要有汽轮发电机、水轮发电机。其中，发电机转子线圈匝间要进行绝缘处理，发电机转子线圈匝间绝缘对发电机运行可靠性有较大的影响。匝间绝缘损坏会导致匝间短路故障，进一步地导致发电机无功功率下降，轴承振动增加，对发电及机组的稳定运行构成很大威胁。
目前发电机转子线圈匝间绝缘结构分为两种，一种是在每匝铜母线之间刷胶，加垫环氧板，然后热压成型。此种结构的缺点是当灰尘积聚在上面时，往往使绝缘电阻降低，进而引起匝间短路。同时，在温度变化时或长期运行过程中，铜线与环氧板垫条之间会产生相对位移，其剪切应力易导致匝间绝缘的磨损。另一种是在每匝铜线上先刷一层胶或者树脂，再粘垫环氧板，然后平包浸胶玻璃丝带，再热压成型。该结构在一定程度上克服了上一种垫条式结构铜母丝窄面裸露的缺点，但是，由于采用浸胶玻璃丝带绑扎的方式，铜母线与垫条、铜母线与包扎带之间在转子运行过程中，仍然会有较大的剪切应力，相对于上一种匝间绝缘结构，该匝间结构增加了铜母线与匝间绝缘之间的相对摩擦，更易磨损转子线圈匝间垫条。
发明内容
本发明的目的在于提供一种匝间绝缘单匝线圈及转子绕组，能够通过绝缘板来产生绝缘效果，同时绝缘板表面涂覆的第一滑移层来减少绝缘板和铜母线之间的摩擦力，同时使用胶粘带固定绝缘板和铜母线，以减小正常使用时因绝缘板与铜母线之间摩擦造成的磨损导致的绝缘结构破损，从而减少转子绕组因绝缘结构破损而导致线圈短路的情况发生。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明实施例的一方面，提供一种匝间绝缘单匝线圈，包括铜母线、绝缘板和胶粘带，绝缘板包括绝缘层和第一滑移层，第一滑移层和绝缘层依次设置在铜母线的宽面上，第一滑移层用于减小绝缘层和铜母线之间的摩擦力，胶粘带包裹在绝缘板与铜母线组成的层叠结构外周。
可选地，胶粘带包括层叠设置的第二滑移层、补强层和粘结层。
可选地，第二滑移层和粘结层分别设置于补强层的两侧，第二滑移层与绝缘板接触连接。
可选地，第一滑移层涂覆在绝缘层的宽面上且与铜母线接触连接。
可选地，第一滑移层为聚四氟乙烯涂层。
可选地，第二滑移层为聚四氟乙烯涂层。
可选地，绝缘板的厚度设置为0.15～0.40mm之间。
可选地，胶粘带的厚度设置为0.06～0.30mm之间。
本发明实施例的另一方面，提供一种转子绕组，包括转子主体和多个上述任意一项的匝间绝缘单匝线圈，多个匝间绝缘单匝线圈绕设在转子主体上。
可选地，转子主体设置有转子槽，多个匝间绝缘单匝线圈依次嵌入转子槽内。
本发明实施例的有益效果包括：
本发明实施例提供的一种匝间绝缘单匝线圈，包括铜母线、绝缘板和胶粘带，将绝缘板层叠设置在铜母线的宽面上为铜母线提供绝缘结构，并且起到衬垫的作用，为相邻铜母线之间提供绝缘层，同时，绝缘板包括绝缘层和第一滑移层，通过在绝缘层上涂覆的第一滑移层，减少了绝缘层与铜母线之间的摩擦，从而在正常使用时减小了绝缘层和铜母线之间的剪切力，进而使铜母线和绝缘板之间产生磨损的几率减小，使得线圈发生因以绝缘板为绝缘主体的绝缘结构破损而导致短路的情况减少，在铜母线和绝缘板组成的层叠结构外周包裹有胶粘带，通过胶粘带对上述绝缘板与铜母线的层叠结构进行包裹，对该层叠结构进行固定，减少绝缘板和铜母线之间的相对滑动，进一步地减少了铜母线和绝缘板之间因为摩擦而造成绝缘板磨损进而导致相邻线圈发生短路的情况发生。
本发明实施例提供的一种转子绕组，采用多个上述的匝间绝缘单匝线圈，能使绕组上相邻的线圈之间绝缘效果更好，同时减少了因线圈绝缘结构磨损而导致绕组短路的情况发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的匝间绝缘单匝线圈第一视角的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的匝间绝缘单匝线圈第二视角的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的转子槽的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的转子槽的局部结构示意图。
图标：100-铜母线；110-绝缘板；111-绝缘层；112-第一滑移层；120-胶粘带；121-第二滑移层；122-补强层；123-粘结层；200-转子槽。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图2所示，本发明实施例提供了一种匝间绝缘单匝线圈，包括铜母线100、绝缘板110和胶粘带120，如图1所示，绝缘板110包括绝缘层111和第一滑移层112，第一滑移层112和绝缘层111依次设置在铜母线100的宽面上，第一滑移层112用于减小绝缘层111和铜母线100之间的摩擦力，胶粘带120包裹在绝缘板110与铜母线100组成的层叠结构外周。
由于目前的单匝线圈匝间绝缘结构在正常使用时，绝缘结构和铜母线100之间会因为转子震动而产生相对摩擦，使绝缘结构受到剪切应力，从而造成绝缘结构在长时间使用后出现破损的情况，进而导致相邻线圈之间发生短路。因此，本发明实施例提供了一种匝间绝缘单匝线圈。
需要说明的是，如图1所示，第一，铜母线100在本领域中，通常使用的是具有两个宽面两个窄面及两个端面的长方体条状铜线，以防止铜母线100在使用时出现滚动的情况，导致铜母线100断裂，同时导致绝缘结构发生破裂。当然，在本公开的其他实施例中，对铜母线100的形状并不做具体限定，铜母线100还可以是其他具有宽面的形状。
第二，当铜母线100为具有两个宽面的形状时，绝缘板110设置在铜母线100任意的一个宽面上，在能够为铜母线100提供绝缘效果的同时，由于在正常使用时需要将匝间绝缘单匝线圈层叠设置，因此还能够从经济环保的角度上节省材料和成本。当然，绝缘板110还可以同时设置在铜母线100的两个宽面上，为铜母线100提供更好的绝缘效果。
第三，绝缘板110作为铜母线100的绝缘结构同时还为铜母线100提供衬垫的作用，使绕组上相邻线圈之间设置的更加稳固和紧密。
优选地，绝缘板110采用环氧板材料，使绝缘板110具有绝缘特性的同时还能够耐受高温。当然，这只是本公开示例性的提出了一种可行的方案，在其他实施例中绝缘板110还可以是其他材料，比如，三聚氰胺板和聚酰亚胺板等。
还需要说明的是，如图2所示，绝缘板110设置在铜母线100的宽面上共同组成了层叠结构，在此层叠结构的外周使用胶粘带120进行缠绕包裹，对绝缘板110和铜母线100组成的层叠结构进行包扎紧固。
优选地，胶粘带120为绝缘材料，当然，在实际应用中胶粘带120还可以是其他材料，此处不做具体限定。
还需要说明的是，第一滑移层112具有光滑表面，涂覆在绝缘层111上能够减小绝缘层111和铜母线100之间的摩擦力。
本发明实施例提供的一种匝间绝缘单匝线圈，如图1所示，包括铜母线100、绝缘板110和胶粘带120，将绝缘板110层叠设置在铜母线100的宽面上为铜母线100提供绝缘结构，并且起到衬垫的作用，并作为相邻铜母线100之间的绝缘结构，同时，绝缘板110包括绝缘层111和第一滑移层112，通过在绝缘层111上涂覆的第一滑移层112，减少了绝缘层111与铜母线100之间的摩擦，进而在正常使用时减小了绝缘层111和铜母线100之间的剪切力，从而使铜母线100和绝缘板110之间产生磨损的几率减小，使得线圈发生因以绝缘板110为绝缘主体的绝缘结构破损而导致短路的情况减少，在铜母线100和绝缘板110组成的层叠结构外周包裹有胶粘带120，通过胶粘带120对上述绝缘板110与铜母线100的层叠结构进行包裹，对该层叠结构进行固定，减少绝缘板110和铜母线100之间的相对滑动，进一步地减少了铜母线100和绝缘板110之间因为摩擦而造成绝缘板110磨损进而导致相邻线圈发生短路的情况发生。
具体地，如图1所示，胶粘带120包括层叠设置的第二滑移层121、补强层122和粘结层123。
需要说明的是，第一，优选地，补强层122采用有机硅玻璃纤维材料，补强层122为胶粘带120提供足够的强度，以使胶粘带120能够更好的对绝缘板110和铜母线100进行固定，同时由于有机硅玻璃纤维耐热等级为H级(200度)，具有很好的耐热性，所以采用此材料的补强层122能够使胶粘带120在使用时更加耐用。当然，在本公开的其他实施例中，补强层122还可以是其他材料。
第二，粘结层123固化后的拉伸强度可以达到200兆帕以上，进一步地为绝缘板110和铜母线100提供了良好的固定包扎效果，同时在转子转动的情况下不易断裂。
第三，粘结层123黏贴设置在补强层122上，第二滑移层121涂覆在补强层122上。
通过第二滑移层121、补强层122和粘结层123层叠设置，使胶粘带120的强度有所提升，进而能够更加紧固的对绝缘板110与铜母线100进行包扎固定，同时设置的粘结层123能够增强相邻线圈之间的粘结力，使转子在高速运行过程中不易松动，进而降低了转子匝间短路的发生几率。
进一步地，如图1所示，第二滑移层121和粘结层123分别设置于补强层122的两侧，第二滑移层121与绝缘板110接触连接。
需要说明的是，粘结层123和第二滑移层121分别设置在补强层122不同且相对的两面上。
通过分别设置在补强层122两面上的第二滑移层121和粘结层123，第二滑移层121与绝缘板110接触连接，进一步地减小了胶粘带120与绝缘板110之间的摩擦，进而减少了因磨损而破坏绝缘结构的情况发生。同时，粘结层123与第二滑移层121相对，即位于匝间绝缘单匝线圈的最外层，为相邻线圈之间提供粘结力，进而更好的对相邻线圈进行固定，防止相邻线圈间因相对滑动产生磨损而破坏绝缘结构。
具体地，如图1所示，第一滑移层112涂覆在绝缘层111的宽面上且与铜母线100接触连接。
需要说明的是，第一滑移层112涂覆在绝缘层111靠近铜母线100的宽面上，当然，在实际使用中，第一滑移层112还可以涂覆在绝缘层111所有面上。
通过第一滑移层112涂覆在绝缘层111的宽面上且与铜母线100接触链接，使绝缘层111与铜母线100之间摩擦力减小的同时还节省了使用第一滑移层112的成本。
可选地，如图1所示，第一滑移层112为聚四氟乙烯涂层。
需要说明的是，聚四氟乙烯涂层具有光滑的表面，同时还具有较高的耐热性和电气性能。
将第一滑移层112设置为聚四氟乙烯涂层，能够在为绝缘板110提供光滑面以减少绝缘板110和铜母线100之间摩擦的同时，使第一滑移层112更加耐高温，进而更加耐用，同时还不影响线圈的电气性能。
可选地，如图1所示，第二滑移层121为聚四氟乙烯涂层。
将第二滑移层121设置为聚四氟乙烯涂层，能够在为胶粘带120提供光滑面以减少绝缘板110和胶粘带120之间摩擦的同时，使第二滑移层121更加耐高温，进而更加耐用，同时还不影响线圈的电气性能。
具体地，如图1所示，绝缘板110的厚度设置为0.15～0.4mm之间。
需要说明的是，绝缘板110的厚度在实际使用时设置为0.15～0.40mm之间，比如，0.15mm、0.18mm、0.20mm和0.40mm等。
将绝缘板110的厚度设置为0.15～0.4mm之间，使得绝缘结构整体的性能有所保证的同时，由于减小了绝缘结构的厚度而减小了固定匝数的转子的尺寸和制造成本，保证了转子一定的槽满率。
具体地，如图1所示，胶粘带120的厚度设置为0.06～0.30mm之间。
需要说明的是，胶粘带120的厚度在实际使用时设置为0.06～0.30mm之间，比如，0.0.6mm、0.08mm、0.20mm和0.30mm等。
将胶粘带120的厚度设置为0.06～0.30mm之间，使得绝缘结构整体的性能有所保证的同时，由于减小了绝缘结构的厚度而减小了固定匝数的转子的尺寸和制造成本，保证了转子一定的槽满率。
本发明实施例的另一方面，提供了一种转子绕组，包括转子主体和多个上述任意一项的匝间绝缘单匝线圈，多个匝间绝缘单匝线圈绕设在转子主体上。
需要说明的是，如图4所示，多个匝间绝缘单匝线圈层叠绕设在转子主体上，且相邻两个匝间绝缘单匝线圈通过上述胶粘带120进行粘结固定，最后经过热压固化成型。
本发明实施例提供的一种转子绕组，采用多个上述的匝间绝缘单匝线圈，能使绕组上相邻的线圈之间绝缘效果更好，同时减少了因线圈绝缘结构磨损而导致绕组短路的情况发生。
具体地，如图3所示，转子主体设置有转子槽200，多个匝间绝缘单匝线圈依次嵌入转子槽200内。
通过将多个匝间绝缘单匝线圈依次嵌入到转子槽200内，能够使转子绕组的线圈固定的更好，减少了线圈在使用时出现移位的情况。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种匝间绝缘单匝线圈，其特征在于，包括：铜母线、绝缘板和胶粘带；
所述绝缘板包括绝缘层和第一滑移层，所述第一滑移层和所述绝缘层依次设置在所述铜母线的宽面上，所述第一滑移层用于减小所述绝缘层和所述铜母线之间的摩擦力，所述胶粘带包裹在所述绝缘板与所述铜母线组成的层叠结构外周；
所述胶粘带包括层叠设置的第二滑移层、补强层和粘结层；
所述第二滑移层和所述粘结层分别设置于所述补强层的两侧，所述第二滑移层与所述绝缘板接触连接；所述第二滑移层用于减小所述胶粘带与绝缘板之间的摩擦力；所述补强层采用有机硅玻璃纤维材料。
2.如权利要求1所述的匝间绝缘单匝线圈，其特征在于，所述第一滑移层涂覆在所述绝缘层的宽面上且与所述铜母线接触连接。
3.如权利要求2所述的匝间绝缘单匝线圈，其特征在于，所述第一滑移层为聚四氟乙烯涂层。
4.如权利要求1或2所述的匝间绝缘单匝线圈，其特征在于，所述第二滑移层为聚四氟乙烯涂层。
5.如权利要求1所述的匝间绝缘单匝线圈，其特征在于，所述绝缘板的厚度设置为0.15～0.40mm之间。
6.如权利要求1所述的匝间绝缘单匝线圈，其特征在于，所述胶粘带的厚度设置为0.06～0.30mm之间。
7.一种转子绕组，其特征在于，包括转子主体和多个如权利要求1～6任一项所述的匝间绝缘单匝线圈，所述多个匝间绝缘单匝线圈绕设在所述转子主体上。
8.如权利要求7所述的转子绕组，其特征在于，所述转子主体设置有转子槽，所述多个匝间绝缘单匝线圈依次嵌入所述转子槽内。
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