CN1625828A - 一种制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法和由该方法制造的绝缘线圈 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的一种用于旋转电机的绝缘线圈,基于一用于旋转电机的绝缘线圈的生产方法而制造,该方法包括以下步骤:在线圈导体上缠绕云母带以模制出绝缘层,在真空和压力条件下用树脂浸渍线圈,在用树脂浸渍的线圈上连接一模制夹具,以及随后加热用以浸渍线圈的树脂,以固化该树脂,如此制造出绝缘线圈。云母带缠绕步骤、热缩带缠绕步骤、在真空和压力条件下的浸渍步骤、利用液体加热化合物的树脂加热/固化步骤以及模制夹具拆卸/完成步骤被实施以制造绝缘线圈。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,特别是这样一种制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中在用热固树脂浸渍线圈并对其进行固化的步骤中,对在浸渍步骤后的用于线圈绝缘的固化和模制操作做出了改进,本发明还涉及由上述制造方法制造的绝缘线圈。
背景技术
应用于例如涡轮发电机和水力发电机的大型旋转电机的线圈通常通过在绝缘处理操作中执行包括多次缠绕云母带的绕带步骤,以模制出绝缘层,其中通过粘合剂将云母附着到薄膜带或玻璃带上,以及用于在真空和增压条件下利用例如环氧树脂的热固高分子有机树脂,对线圈形式的绝缘层进行浸渍的真空压力浸渍步骤来制造。
此外,这种线圈已经通过在绝缘处理操作中执行下列步骤来制造,这些步骤为:通过使用模制夹具来执行模制处理,将压力施加到线圈形式的绝缘层上的模制步骤,其中该线圈已经在真空压力浸渍步骤中用树脂浸渍过,并且其中的树脂仍处于液体状态;用于将已经经历过模制步骤的线圈放置到模制步骤空气加热炉中加热已被用以浸渍绝缘层的树脂,以便固化该树脂的树脂加热/固化步骤;以及在树脂固化步骤后的拆卸模制夹具以取出该夹具的步骤。
因此在上述操作步骤的模制步骤中,操作者将被迫忍受由于模制步骤来自液体状态下的树脂的令人厌恶的臭味而导致的恶劣环境下的长期繁重和艰巨的工作。
在加热/固化步骤中,用以浸渍线圈形式的绝缘层的树脂在一个具有较大空间的炉子中通过空气加热,因此导致了线圈温度分布的偏差。
在这样的环境中,需要在制造线圈的步骤中的一种新的改良操作,以便将操作员从繁重的工作中解脱出来,或者为了在产品的长期的服务寿命中提供质量的保证。
上面所述的模制步骤和树脂加热/固化步骤在操作过程中陷入困难和麻烦。
更具体地,模制步骤在以下条件下完成,即,用以浸渍线圈形式的绝缘层的树脂是在液体形式下和粘性的情况下进行浸渍的。借助于模制夹具施加到线圈的云母带层上的压紧力的幅度可能破坏云母带,而附加层正是通过该云母带而被模制的。结果,当在线圈上安装模制夹具时,操作者不得不在由树脂发出的令人厌恶的臭气而导致的恶劣环境中,忍受长期繁重和艰巨的工作。
此外,当在线圈上安装模制夹具时树脂易于滴下,所以操作者必须在光滑的地板上进行操作,因此从这方面看又迫使操作者不得不忍受繁重的工作。
另一方面,树脂加热/固化步骤利用具有较大空间的炉子中的热空气作为热源。空气具有小的热容量。因此需要一个较长的时间直到线圈的温度达到预设的温度。
在具有较大空间的炉子中的热空气的流动引起了由于对流、辐射和飘移(drift)而导致的温度分布上的差异,造成了用以浸渍线圈形式的绝缘层的树脂的固化状态方面的局部变化,因此导致了线圈电气特性变化的问题。
考虑到前述背景技术,本发明的一个目的是提供一种制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其为操作者提供了改善的工作环境,并使得用以浸渍线圈的树脂在更短的时间内被固化,以确保产品的稳定质量,本发明的目的还在于提供通过前述制造方法生产的绝缘线圈。
发明内容
为了实现上述目的,提供了一种制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,该方法包括以下步骤:在导体上缠绕云母带以模制出具有绝缘层的线圈;在真空和压力条件下用树脂浸渍线圈;将模制夹具连接至用树脂浸渍的线圈上;对用以浸渍线圈的树脂进行加热,以固化该树脂,如此制造出绝缘线圈,其中的云母带缠绕步骤、热缩(heat-shrinkable)带缠绕步骤、在真空和压力条件下的浸渍步骤、利用液体加热化合物的树脂加热/固化步骤以及模制夹具拆卸/完成步骤被实施以制造绝缘线圈。
在本发明的优选实施例中,树脂加热/固化步骤可以包括使用聚烯烃材料和聚乙烯材料的液体加热化合物中任一个的树脂固化步骤。在固化树脂期间所使用的聚烯烃材料和聚乙烯材料的液体加热化合物中的任一个可以具有低于(不超过)135℃的熔点。在固化树脂期间所使用的聚烯烃材料和聚乙烯材料的液体加热化合物中的任一个可以具有在150℃的温度下低于(不超过)100Pa·s的粘度。抗氧化剂和抗静电剂中的至少一个可以被添加到在固化树脂期间使用的聚烯烃材料和聚乙烯材料的液体加热化合物中的任一个。
在上面所述的缠绕步骤中,固化反应加速剂保留在云母带中以便固化反应加速剂大量分布在线圈接近于导体的一侧,以及没有或者少量分布在远离导体的一侧。
在上面所述的热缩带缠绕步骤中,分离带缠绕在用以将绝缘层模制在线圈导体上的云母带的外侧,用于模制处理的压板与分离带接触,以及随后将热缩带缠绕在压板上以固定该板。金属板和纤维加固层叠板中的任何一个可以用作用于线圈线性部分的压板。塑料板可以用作线圈弯曲部分的压板。用作线圈的弯曲部分的压板的塑料板可以由聚酰胺材料模制而成。
热缩带由经受了分离剂(release-agent)处理的热塑带、热缩管和热缩布中的任一种模制而成。
在树脂加热/固化步骤中,提供一位于支撑线圈的基底部件底部的接收盘以接收滴下的树脂。该接收盘可以具有用于线圈的线性部分的金属膜和耐热膜中的任一个,用于线圈一端的弯曲部分的耐热膜,以及用于线圈该端部的边缘的耐热膜和无纺布中的任一个。
可选择地,本发明的上述目的通过用于制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法而实现,该方法包括:在线圈导体上缠绕云母带以模制出绝缘层的缠绕步骤;在云母带的外侧上缠绕分离带然后将用于模制处理的压板与分离带接触之后,将热缩带缠绕以及随后固定在压板上以便固定它们的热缩带缠绕步骤;用于在真空和压力条件下浸渍用树脂这样缠绕的线圈的真空/压力浸渍步骤;用于在用树脂浸渍的线圈上连接模制夹具的夹具连接步骤;加热用以浸渍线圈绝缘层的树脂的树脂加热/固化步骤,其中使用液体化合物来固化所述树脂;以及夹具拆卸/完成步骤。
此外,根据本发明,还提供了一种用于旋转电机的绝缘线圈,该绝缘线圈通过包括以下步骤的方法制造:在线圈导体上缠绕云母带以模制出绝缘层;在云母带的外侧上缠绕分离带然后将用于模制处理的压板与分离带接触之后,将热收缩带缠绕以及随后固定在压板上;在真空和压力条件下浸渍用树脂这样缠绕的线圈;在用树脂浸渍的线圈上连接模制夹具;加热用以浸渍线圈的绝缘层的树脂,以固化该树脂;拆卸夹具并完成制造过程。
根据上面所述的本发明,要经过缠绕步骤、热缩带缠绕步骤、真空/压力浸渍步骤、利用液体加热化合物的树脂加热/固化步骤以及连接设备拆卸/完成步骤以制造绝缘线圈,而不进行传统技术中进行的两个步骤,这两个步骤分别是将模制夹具连接在用液体形式的树脂浸渍的线圈上,和利用热空气的树脂加热/固化步骤。因此可以显著地将操作者从繁重工作解脱出来是可能的。
在树脂固化步骤中,树脂使用作为加热化合物的聚乙烯材料和聚烯烃材料中的任何一个来进行加热,以固化树脂,代替了常规技术中所使用的通过热空气进行的固化。因此快速增加线圈的温度成为可能,从而提供了均匀的温度分布。此外,与传统技术相比固化期被缩短,因此显著地提高了生产力。
本发明提供了卓越的可分离性(releasability)和可更换性(removability),使得操作者在树脂浸渍步骤后不必立即进行人工操作。因此生产质量极为稳定的用树脂浸渍的绝缘线圈成为可能,并具有在优良工作环境下的改进的可操作性。
根据本发明,可以改进成型性、可分离性以及可操作性,显著地缩短固化期,以得到进一步改善的电气特性,因此这是十分有效和有利的。
附图的简要说明
图1是示出了根据本发明实施例的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法的操作过程的方块图。
图2是示出了树脂加热/固化设备的示意图,在本发明制造用于旋转电机绝缘线圈的方法中,当固化用以浸渍线圈的树脂时应用该设备。
本发明的优选实施例
根据本发明的制造用于旋转电机绝缘线圈的方法的优选实施例,将在下文中参考附图和其中附加的参考数字进行详细描述。
图1是示出根据本发明实施例的制造用于旋转电机绝缘线圈的方法的操作过程的方块图。
本发明制造用于旋转电机绝缘线圈的方法包括云母带缠绕步骤(步骤1)、热缩带缠绕步骤(步骤2)、真空/压力浸渍步骤(步骤3)、树脂加热/固化(即,热固化)步骤(步骤4)以及夹具拆卸/完成步骤(步骤5),这样通过这些相应的步骤(步骤1至5)制造出绝缘线圈。
缠绕步骤(步骤1)是在由绞合线(strand)模制而成的线圈导体上缠绕云母带的步骤,其中绞合线预先要经过了借助于缠绕设备的多次的绝缘处理以模制出一绝缘层。云母带是云母通过粘合剂被施加到薄膜或玻璃带上的一种带。
云母带携带了如氧化锌的固化反应加速剂。固化反应加速剂被大量地分布至线圈接近导体的一侧,但是没有或少量分布至线圈远离导体的一侧。这样的分布是基于以下原因确定的。
在后面描述的树脂加热/固化步骤(步骤4)中线圈经历利用例如聚烯烃材料或聚乙烯材料的加热化合物的加热/压力过程。然而,加热化合物在低温下保持固体状态并没有流动性。考虑到这一情况,固体状态的加热媒体之前已经被加热融化,并容纳在一个存储箱内。当用来浸渍线圈的树脂在加热和压力下固化时,线圈被容纳在压力容器中,然后液态的加热化合物从存储箱里提供到压力容器以固化该树脂。在这种情况下,热量逐渐地从线圈导体的外侧向其内侧传送,因此降低了加热化合物的温度。通常,树脂收缩以减小其体积,结果是,可能出现空隙和层分离。空隙和层分离的出现导致线圈较高的局部放电现象和其较高的介电损耗现象的出现。
在本发明的实施例中考虑到上述问题,当固化反应加速剂添加到用以模制出绝缘层的云母带中时,固化反应加速剂被大量地分布至线圈接近导体的一侧,线圈而在远离导体的一侧则没有或少量分布。这样使树脂可以从线圈内侧到其外侧逐渐固化。因此可以防止树脂收缩引起的空隙的出现,从而改善了电气特性。
热缩带缠绕步骤(步骤2)包括在用以将绝缘层模制在线圈导体上的云母带外侧上缠绕分离带的步骤,将用于模制过程的压板与缠绕的分离带相接触,然后在压板上缠绕热缩带以固定它们。
金属板或纤维加固层叠板被用作用于线圈的线性部分的压板。塑料板被用作用于线圈的弯曲部分的压板。
该热缩带缠绕步骤(步骤2)是维持线圈设计尺寸以及使线圈表面光滑的必需的步骤,因此提高了可操作性。考虑到这种情况,优选的是将聚丙烯带或聚四氟乙烯带用作分离带。
对于用于线圈直的部分的压板来说,金属板或纤维加固层叠板都是可以选择的,其具有高的弹性系数借此可以确保线圈表面的平面度。
用于线圈端部弯曲部分的压板需要具有弹性,借助于该弹性,压板能够紧密接触线圈的弯曲表面,具有卓越耐热性的塑料板适合用作该压板。这样的塑料板用例如尼龙6,46或66等聚酰胺材料模制而成,该材料具有至少约170℃的软化点。聚酰胺材料毫无疑问地适合例如线圈端部的弯曲部分并具有适当的硬度。聚酰胺材料不会与用于线圈浸渍的树脂反应并可以提供卓越的可分离性。
在热缩带缠绕步骤(步骤2)中,在压板通过分离带与绝缘层接触后,热缩带被缠绕以将压板保持在固定状态。
具有较大的收缩力且经过分离剂处理的热塑带、热缩管以及热缩布中的任何一个被选来作为这种热缩带。
已经在真空和压力条件下用树脂浸渍的线圈从浸渍压力容器移至固化压力容器并暴露在大气压下的空气中。在这样的情形下,来自液体加热化合物的热量被施加到线圈上以使得在树脂固化过程中压紧力通过压板施加到线圈上,导致了线圈体积的减小。线圈体积的减小一直持续到线圈的压力与液体加热化合物的压力相平衡。
考虑到这种事实,在本发明实施例中,在用于保护压板的带上缠绕热缩带,以便应付在树脂固化期间体积的减小。经过分离剂处理的热塑带、热缩管以及热缩布中的任何一个被选来作为这种热缩带。
在本发明的实施例中,分离带被缠绕在线圈的绝缘层上,用于支撑线圈的压板与分离带的外侧相接触,热缩带被缠绕在压板上以固定它们,因此当使用液体加热化合物固化用来浸渍绝缘层的树脂时,来自压板的压力均匀地施加给线圈,从而利用热缩带克服了树脂体积的减小。因此可以以较高的精确度制造出具有适当尺寸以及光滑平面的线圈。
在真空/压力浸渍步骤(步骤3)中,在热缩带缠绕步骤(步骤2)中通过将热缩带缠绕然后固定在压板上而模制成的线圈,被支撑在基底部件上并随后在保持抽空浸渍压力容器的情况下,被置于该容器内,线圈的绝缘层随后用树脂浸渍并且将例如氮气的惰性气体引入到该容器中。
在本发明的实施例中,在完成真空/压力浸渍步骤(步骤3)后,线圈要进行树脂加热/固化步骤(步骤4)。
树脂加热/固化步骤(步骤4)包括在压力下利用液体加热化合物对用以浸渍线圈绝缘层的树脂进行加热,以固化该树脂的步骤。
用于加热用来浸渍线圈绝缘层的树脂以便固化树脂的树脂加热/固化设备,具有压力容器1和存储箱2,如图2所示。
线圈容纳容器4被容纳在压力槽1之中,其中在该容器4上安装了用于支撑树脂浸渍过的线圈3的支撑基底10。液体加热化合物“P”通过管道5从存储箱2被供应到线圈容纳容器4中。
在通过真空管6而保持真空状态的压力槽1中,容纳容器4充满了由存储箱2供应的液体加热化合物“P”,以加热用于浸渍线圈3的树脂,以及通过由氮气管7供应的氮气施加压力,以在加热和压力条件下固化树脂。
在浸渍树脂的固化完成以后,加热化合物“P”通过管道5返回到存储箱2中。
在填充了高温液体加热化合物“P”的存储箱2中,加热化合物“P”通过搅拌部件8进行搅拌。在搅拌操作期间由氮气源通过氮气管9供应氮气,从而避免了氧化引起的退化。
挑选具有不超过135℃的熔点聚烯烃材料和聚乙烯材料中的任一个用作填充存储箱2的液体加热化合物“P”。
作为热固树脂的聚乙烯材料和聚烯烃材料具有相对低的熔点,趋向于变成液态,并具有相对于其它热固树脂的不溶性。这种树脂可以具有不同分子量的产品形式而得到,并在用以浸渍线圈的树脂将被固化的温度下具有适当的粘性和流动性。此外,聚乙烯材料或聚烯烃材料包括少量的杂质并且还具有出色的绝缘性能,因此能适应于模制线圈。
因为以上原因,在本发明的实施例中使用聚乙烯材料和聚烯烃材料中的任何一个。
优选地,用作液体加热化合物“P”的聚乙烯材料或聚烯烃材料具有在150℃下不超过100Pa·s的粘性,以便加热用来浸渍线圈3的绝缘层的树脂以在短时间内固化它。
这是基于这样的事实,即,从存储箱2供应给容纳线圈的压力容器1的液体加热化合物“P”高粘性,将导致较长的传送时间,结果是固化反应先于压力过程的完成而发生,因此造成线圈3的绝缘特性不足。
诸如酞菁试剂等抗静电剂和诸如“IRGANOX”(由Ciba-Geigy生产)等抗氧化剂中的至少一个可以被添加到聚乙烯材料和聚烯烃材料中。添加这样的试剂是为了确保加热化合物具有出色的绝缘性能以及高的电气特性。
在树脂加热/固化步骤(步骤4)中,用于浸渍线圈3的树脂保持液体状态。存在着树脂可能滴下固化以及随后混入加热化合物“P”的可能性,因此导致了在管道5中的堆积问题以及在阀的打开或关闭操作方面的问题。
考虑到这些问题,在本发明实施例中在基底部件10的底部设置接收盘11。
接收盘11具有用于线圈3的直的部分的金属薄膜或耐热薄膜,或这些材料的模制体,用于线圈端部弯曲部分的耐热薄膜,以及用于线圈端部边缘的耐热薄膜或无纺布。
在本发明的实施例中,接收盘11接收下滴的树脂,以致不会对工作环境造成不利影响。
最后,在完成了用以浸渍线圈3的树脂的固化步骤之后,进行夹具拆卸/完成步骤(步骤5),其中从线圈3上除去参照热缩带缠绕步骤阐述的压板12和分离带,以及所附加的树脂,并随后执行最终操作以完成线圈3的定形。
[实例]
下文中将描述根据本发明实施例的实例和比较实例。
(比较实例)
根据传统方法,用实验方法通过将包含加速剂的云母带缠绕在线圈导体上制备模型线圈,该线圈导体由铝制成并具有10mm的厚度、50mm的宽度以及1300mm的长度,然后将用于缓和电场的半导体带和分离带缠绕在已缠绕的云母带上。
使用具有4mm厚度的铁板作为压板用于具有50mm宽度的表面,使用层叠板作为压板用于具有10mm厚度的表面。用作分离带的聚丙烯带在压板上缠绕两圈以使得通过其一半宽度被重叠以固定这些板。
这样的模型线圈依照真空压力浸渍(VPI)用如环氧树脂的树脂进行浸渍。通过使用模制夹具施加压力到线圈上,以从浸渍后的线圈导体的云母带层中挤压出树脂。随后,线圈被容纳到热空气加热炉中并在基于预定的树脂固化温度程序的控制之下,在预定的时间周期内保持在150℃的最大温度,以固化用以浸渍线圈的树脂。
标准线圈被冷却,然后模制夹具和压板从线圈移去。然后应用最终步骤以完成线圈的成形。
(实例1至3)
根据本发明,模型线圈用实验方法通过将不包含加速剂的云母带缠绕在线圈导体上进行准备,该线圈导体中的每一个由铝制成并具有10mm的厚度、50mm的宽度以及1300mm的长度,然后将用于缓和电场的半导体带和分离带缠绕在已被缠绕的云母带上。
在本发明的实例1中,使用具有4mm厚度的铁板作为压板,用于具有50mm宽度的表面,使用层叠板作为压板用于具有10mm厚度的表面。热缩聚酯带在压板上缠绕两圈以使得通过其一半宽度被重叠以固定这些板。
在本发明的实例2中,具有较大的收缩力的聚酯管在压板上缠绕两圈以使得通过其一半宽度被重叠以固定这些板,所述聚酯管取代了本发明实例1中的热缩带。
在本发明实例3中,经过分离剂处理的聚酯纤维的织物带在压板上缠绕两圈以使得通过其一半宽度被重叠以固定这些板,所述织物带取代了本发明实例1中的热缩带。上述提及的材料具有非常大的收缩力。
(实例4)
作为本发明的实例4,模型线圈用实验方法通过将云母带缠绕在线圈导体上进行准备,所述云母带内侧1/3的部分含有加速剂而其另外的2/3部分不含有加速剂,该线圈导体由铝制成并具有10mm的厚度、50mm的宽度以及1300mm的长度,然后将用于缓和电场的半导体带和分离带缠绕在已被缠绕的云母带上。
使用具有4mm厚度的铁板作为压板,用于具有50mm宽度的表面,使用层叠板作为压板用于具有10mm厚度的表面。由聚酯纤维制成的热缩织物带在压板上缠绕两圈以使得通过其一半宽度被重叠以固定这些板。
根据本发明的实例1至4的模型线圈依照真空压力浸渍(VPI)用如环氧树脂的树脂进行浸渍。线圈被容纳在压力槽中,其中这些线圈的较低部分放置在聚酯薄膜上并平稳支撑在基底部件上。压力槽保持在一个封闭的环境中,先前被加热到150℃的温度的作为加热化合物的聚乙烯从存储箱供应到压力槽,以达到位于线圈上方至少10cm的水平,然后氮气未经混合地(imcompoundtely)被供应到槽中以将其中的压力增加至0.6Mpa。线圈被保持在这种状态下持续一预定时期,以固化浸渍线圈的树脂。
在用来浸渍线圈的树脂的固化步骤完成之后,作为加热化合物的聚乙烯返回存储箱。当压力槽内的温度变低时,从槽中取出线圈。由作为加热化合物的聚乙烯的压力挤出的树脂被固化并粘在线圈的较低部分所放置的聚酯薄膜上。
线圈被冷却,然后模制夹具、压板以及各个带被从线圈上取下。然后,执行最终步骤以完成线圈的成形。
根据传统技术的比较实例与根据本发明的第1至第4实例之间的操作时间比、工作环境条件、固化时间比、线圈尺寸比(绝缘体厚度比)、tanδ比(介电损耗因子比)以及击穿电压(BDV)比如下表1所示。
表1
对比实例 | 本发明的实例1 | 本发明的实例2 | 本发明的实例3 | 本发明的实例4 | |
操作时间比 | 100 | 80 | 80 | 80 | 80 |
工作环境条件 | 较差 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
固化时间比 | 100 | 50 | 50 | 50 | 50 |
线圈尺寸比(绝缘体厚度比) | 100 | 103 | 100 | 98 | 98 |
tanδ比 | 100 | 105 | 99 | 95 | 90 |
击穿电压(BDV)比 | 100 | 93 | 101 | 105 | 108 |
从表1中可以看出在操作时间比、工作环境条件、固化时间比、线圈尺寸比(绝缘体厚度比)、tanδ比(介电损耗因子比)以及击穿电压(BDV)中的任一项上,除了实例1的本发明的实例2至4都胜过对比实例。
(实例5)
在根据本发明实施例的实例5中制备了具有用于实际的18kV级线圈的6米铁芯长度的线圈。靠近线圈导体一侧上的1/3部分包含有容纳在其中的加速剂,而其余下的部分不包含加速剂的云母带被缠绕在线圈导体上。使用如本发明上述实例1至4一样的压板来与线圈导体的直的部分相接触。尼龙46制成的具有3mm厚度的板被用作与线圈端部接触的压板。
与本发明实例2所描述的相同的聚酯热缩管在线圈最外部表面上缠绕两圈以使得在线圈的整个长度上其一半宽度被重叠。
上述线圈依照真空压力浸渍(VPI)用如环氧树脂的树脂进行浸渍。线圈从浸渍槽中取出然后放置在基底部件上以使得粘在线圈的外表面上的树脂滴下。聚酯薄膜以底垫层的形式放置在线圈的直的部分。聚酯无纺布放置在线圈的端部。一张绉纸被放置在线圈端部的边缘。支撑在基底部件上的线圈被容纳在压力槽内。先前已被加热到150℃的聚乙烯蜡被供给线圈容纳容器以达到位于线圈之上10cm的水平,然后氮气未经混合地被供应到容器以将其中的压力增加至0.7Mpa。
在完成了用来浸渍线圈的树脂的固化步骤之后,以加热化合物形式提供给线圈容纳容器的聚乙烯蜡被送回存储箱。然后,压力容器中的温度被降低至大气压,线圈被冷却。其后,线圈被从该槽中被取出,并且从线圈上移走压盘。然后,执行最终步骤以完成线圈的成形。
与尼龙制成的压盘相接触的线圈的端部,以与使用铁板相同的方式提供了平滑和干净的完成表面。
在通过氮气施加压力时被挤出的树脂粘在充当用于线圈的直的部分的聚酯薄膜上、用于线圈端部的无纺布以及用于线圈端部边缘的绉纸上,这样就可以认识到通过聚乙烯蜡的压力的效果。被挤压出的树脂固化,然后由于对于聚乙烯蜡的不可溶性很容易地被移走。
可以认识到本发明第5实例的线圈与依照传统方法制造的产品相比,具有相同的线圈尺寸(绝缘体厚度),但是其能够提供98%的tanδ比,并且能够使从树脂浸渍步骤完成到固化步骤完成的制造时间周期缩短50%,因此提供了优越的生产力。
(实例6至11)
由线圈容纳容器接收以供应给线圈的加热化合物具有对于热固树脂的不溶性,以及其在室温下保持固体状态,但在树脂的固化温度下是液态,这是必需的。聚乙烯材料、聚烯烃材料以及聚丙烯材料具有极好的不可溶性。由于其高的熔点这些材料中的聚丙烯被排除在外。基于上述条件,实例6至11依照本发明被准备。
对于聚乙烯材料和聚烯烃材料进入云母带绝缘层的穿透率、其可分离性和可操作性进行了研究。结果如下表2所示。
穿透率表示加热化合物穿透进入云母带和分离带的程度,可分离性表示模制在线圈表面的薄膜的去除的性能而可操作性显示在管道中流动的流体的成型性。
符号“△”表示“较差”,符号“○”表示“好”,符号“◎”表示“极好”。
从表2的结果可以认识到使用聚乙烯材料和聚烯烃材料中的任何一个都可以在穿透率、可分离性和可操作性中的任何一个方面提供出色结果。
工业实用性
根据如上所述的本发明,绝缘线圈经过缠绕步骤、热缩带缠绕步骤、真空/加压浸渍步骤、利用液体加热化合物的树脂加热/固化步骤以及夹具拆卸/完成步骤以制造出绝缘线圈,而不进行将模制夹具安装在用液体形式的树脂浸渍的线圈上的步骤,以及利用热空气的树脂加热/固化步骤,上述两个步骤都是在传统技术中执行的步骤。因此可以显著地将操作者从繁重的工作中解脱出来,并以此提供了较高的工业适用性。使快速增加线圈的温度成为可能,从而提供了均匀的温度分布。此外,固化时间周期也可以相比传统技术而被缩短,这样显著提高了生产力。这样生产出的线圈也进一步提高了电气性能以及广泛扩展了其使用范围。
Claims (15)
1.一种制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,该方法包括以下步骤:
在导体上缠绕云母带以模制出具有绝缘层的线圈;
在真空和压力条件下用树脂浸渍线圈;
将模制夹具连接到用树脂浸渍的线圈上;
加热用以浸渍线圈的树脂,以固化该树脂,由此制造出绝缘线圈,
其中云母带缠绕步骤、热缩带缠绕步骤、真空和压力条件下的浸渍步骤、利用液体加热化合物的树脂加热/固化步骤以及夹具拆卸/完成步骤被实施,以制造出绝缘线圈。
2.根据权利要求1所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中所述树脂加热/固化步骤包括使用聚烯烃材料和聚乙烯材料的液体加热化合物中任一个的树脂固化步骤。
3.根据权利要求2所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中在固化树脂时所使用的聚烯烃材料和聚乙烯材料的液体加热化合物中的任一个,具有不超过135℃的熔点。
4.根据权利要求2所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中在固化树脂时所使用的聚烯烃材料和聚乙烯材料的液体加热化合物中的任一个,具有在150℃的温度下不超过100Pa·s的粘度。
5.根据权利要求2所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中抗氧化剂和抗静电剂中的至少一个被添加到在固化树脂时所使用的聚烯烃材料和聚乙烯材料的液体加热化合物中的任一个中。
6.根据权利要求1所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中在缠绕步骤,固化反应加速剂被保留在云母带中,使得该固化反应加速剂大量地分布在线圈接近于导体的一侧,并且没有或者少量地分布在线圈远离导体的一侧。
7.根据权利要求1所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中在热缩带缠绕步骤,分离带缠绕在用以将绝缘层模制在线圈的导体上的云母带的外侧,用于一模制过程的压板接触分离带,以及热缩带缠绕在压板上以固定压板。
8.根据权利要求7所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中金属板和纤维加固层叠板中的任何一个被用作用于线圈的直的部分的压板。
9.根据权利要求7所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中塑料板被用作线圈的弯曲部分的压板。
10.根据权利要求9所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中所述塑料板可以由聚酰胺材料模制而成。
11.根据权利要求7所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中所述热缩带由经受了分离剂处理的热塑带、热缩管和热缩布中的任一种模制而成。
12.根据权利要求1所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中在树脂加热/固化步骤中,在一支撑线圈的基底部件的底部提供一接收盘,以接收滴下的树脂。
13.根据权利要求12所述的制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,其中所述接收盘具有用于线圈的线性部分的金属膜和耐热膜中的任一个、用于线圈一端部的弯曲部分的耐热膜,以及用于线圈该端部边缘的耐热膜和无纺布中的任一个。
14.一种制造用于旋转电机的绝缘线圈的方法,该方法包括:
在导体上缠绕云母带以模制出线圈绝缘层的缠绕步骤;
在将一分离带缠绕在云母带的外测以及随后使用于一模制过程的压板与该分离带接触之后,将一热缩带缠绕并随后固定在该压板上以固定它们的热缩带缠绕步骤;
在真空和压力条件下用树脂浸渍已被缠绕的线圈的真空/压力浸渍步骤;
将一线圈模制夹具连接到用树脂浸渍的线圈上的夹具连接步骤;
加热用以浸渍线圈绝缘层的树脂,并使用液体化合物固化所述树脂的树脂加热/固化步骤;
以及夹具的夹具拆卸/完成步骤。
15.一种绝缘线圈,其特征在于,该绝缘线圈通过包括以下步骤的方法制造:在导体上缠绕云母带以模制出线圈-导体绝缘层;在将一分离带缠绕在云母带的外测以及随后使用于一模制过程的压板与该分离带接触之后,将一热缩带缠绕并随后固定在该压板上;在真空和压力条件下用树脂浸渍已被缠绕的线圈;将线圈模制夹具连接在用树脂浸渍的线圈上;加热用以浸渍线圈的绝缘层的树脂,以固化该树脂;以及拆卸该夹具并完成制造过程。
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