CN1981422A - 用于安装具有压实线圈的转子绕组的方法 - Google Patents

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Abstract

包括压实线圈(2)的电绕组安装在电动旋转机器的转子(6)的绕组槽(4)中。对于各压实线圈，安装操作包括以下步骤：a)将电绝缘材料片(16)布置在压实线圈(2)上，以便形成线圈封装件(12)；b)测量所述绕组槽(4)和线圈封装件(12)的尺寸，并计算由此得到的间隙；c)根据所述计算值而将计算量的热固化填充料(22)施加在线圈封装件(12)上并处于电绝缘材料片(16)和压实线圈(2)之间；d)将线圈封装件(12)插入绕组槽(4)中；以及e)通过将槽(4)内所插入的线圈封装件(12)加热至固化温度而使填充料(22)固化，考虑到固化温度，该量计算成使得压实线圈最佳装配于槽中。

Description

用于安装具有压实线圈的转子绕组的方法
技术领域
本发明涉及一种用于将包括压实线圈的电绕组安装在电动旋转机器的转子的绕组槽内的方法。
背景技术
电动旋转机器例如用于工业用途的发电机(如高压发电机和涡轮发电机)为本领域公知。在这些电动机器中的常规转子(例如用于小型和中型燃气轮机和蒸汽轮机中的涡轮转子和双极转子)包括成压实线圈(consolidated coil)形式的绕组，这些绕组安装在环绕转子周边的径向槽内，且所述槽沿转子的纵向或轴向方向而轴向延伸。通常，压实线圈由直线形部分形成，该直线形部分包括一叠具有矩形截面的导体，通常由高导电的铜银合金制成，且具有位于导体条之间的匝间绝缘件，并通过半线圈形元件来进行压实，以便形成紧凑的线圈封装件。
当将该线圈封装件安装在转子的绕组槽内时，在线圈封装件和槽壁之间的充满空气的任何空隙都将对于从线圈封装件向转子的热传导构成显著的绝热。太差的传热将影响转子的性能，并因此影响整个电动旋转机器。
目前，线圈封装件的安装这样进行，即，在将这样预先形成的封装件插入转子的绕组槽内之前，首先将导热且电绝缘的糊状组合物施加在线圈封装件的表面上，其中，糊状组合物在室温下固化，用于填满线圈封装件和槽壁之间的充满空气的空隙。
不过，将线圈封装件安装在绕组槽内的上述方法的缺点是，充满空气的空隙并不总是完全由糊状组合物填满，因此，从绕组至转子体的导热可能严重恶化。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法，该方法至少部分消除了用于将包括压实线圈的电绕组安装在电动旋转机器的转子的绕组槽内的现有技术方法的相关缺点。
本发明的另一目的是提供一种方法，该方法减小了电动旋转机器的转子(该转子包括压实线圈)中的热传导恶化的危险。
本发明的还一目的是在转子的绕组槽和插入该槽内的压实线圈之间提供改进的电绝缘。
还一目的是提供一种方法，该方法具有成本效益，能简单执行，还可以使电动旋转机器更可靠地工作。
因此，根据本发明，提供了一种将包括压实线圈的电绕组安装在电动旋转机器的转子的绕组槽内的方法，对于各压实线圈，该方法包括以下顺序步骤：a)将电绝缘材料片布置在压实线圈的至少一些侧面上以形成一线圈封装件，这些侧面为这样，即，当压实线圈安装在绕组槽内时，这些侧面将布置在该槽的基本沿径向的壁处；b)测量所述绕组槽和线圈封装件的尺寸，并计算由此得到的间隙；c)根据所述计算值而将计算量的热固化填充料施加至线圈封装件，并处于电绝缘材料片和压实线圈之间；d)将线圈封装件插入该绕组槽中；以及e)通过将在槽内所插入的线圈封装件加热至固化温度来固化该填充料，该计算量和固化温度选择为这样，即，使得在该电动机器的工作温度状态下在包含于所插入线圈封装件中的压实线圈与该槽的基本沿径向的壁之间获得最佳配合。
因此，通过在选定温度下固化选定计算量的填充料，可以在电动机器的工作温度状态下在包含于所插入线圈封装件中的压实线圈和槽的基本径向壁之间达到最佳配合，因此，提高了转子在工作过程中的热传导特性。因此，本发明的方法提供了一种将压实线圈安装在转子的绕组槽中的新颖且可靠和容易的方法。
在下面的详细说明中将参考附图更详细地介绍本发明的实施例和其它优选特征。
附图的简要说明
下面将参考附图更详细地介绍本发明的实施例，不过应当知道，本发明的保护范围由所附的独立权利要求来表示，而不局限于所示的特定实施例，附图中：
图1A是示意表示将电绝缘材料片的各部分布置在压实线圈的半线圈形元件侧面的分解透视图；
图1B是表示在将线圈封装件插入转子的绕组槽内之前将各电绝缘材料片的各部分布置在线圈封装件各侧面的示意剖视图；
图2A是转子的局部剖视图，表示了插入绕组槽内的线圈封装件；以及
图2B是在图2A的线圈封装件和绕组槽壁之间的边界处的区域的放大图。
详细说明
在图1A-B和图2A-B中，特别如图2A所示，表示了常规的压实线圈2。它将安装在电动旋转机器的转子6的绕组槽4中。图中只表示了一个绕组槽，但是转子通常有多个这样的绕组槽。当转子的所有绕组槽已经具有相应的压实线圈，且这些压实线圈的电导体已经彼此适当连接时，它们就形成了转子的电绕组。压实线圈2由直线形部分制成，该直线形部分包括一叠具有矩形截面的导体8，因此导体成条形，且匝间绝缘件10位于导体条之间，并处于该直线形部分的至少纵向中央部分处。该直线形部分被压实，以形成具有弯头部分14的C形紧凑线圈12，在该弯头部分14的最外侧区域中，导电条彼此分开并与电绝缘件分开，因此，它们能够钎焊在位于另一绕组槽中的另一压实线圈的相应导电条(未示出)上。
为了形成该线圈封装件，进一步将电绝缘材料片16布置在压实线圈2的至少这样一些侧面18上，即当该压实线圈安装在绕组槽4中时，这些侧面将布置在槽4的基本沿径向的壁20处。优选是，该片布置为两个分离的、基本刚性的部分17、17′，如图1A和1B所示。这些分离部分可具有L形截面，包括将基本沿径向布置的较大表面和将沿周向方向布置的较窄表面，它们位于该压实线圈的内边缘以及位于绕组槽的底部。
在该线圈封装件插入绕组槽内之前，测量绕组槽4的尺寸以及包括分离部分17、17′在内的装配好的线圈封装件12的尺寸，特别是沿周向方向的宽度。通过这些测量尺寸，例如通过形成合适差值，计算由此得到的间隙，特别是对应的容积。根据该计算，将合适量的热固化填充料(优选是硅聚合物)施加至线圈封装件并处于电绝缘材料片16和压实线圈2之间。优选是，填充料22可施加至电绝缘材料片16的对着压实线圈2的内侧24，当然，它也可以只施加在压实线圈侧面，或者也施加在压实线圈侧面。
然后，将这样形成的线圈封装件插入绕组槽4中，如图1B和图2A所示。优选是，然后除去在该槽的开口处和线圈封装件顶表面处的多余填充料22。然后，将线圈封装件加热至合适的固化温度，以便使填充料22固化。这里，填充料的计算量和固化温度选择为使得在压实线圈2和绕组槽之间获得沿周向方向的最佳配合，该最佳配合至少是在电动机器的工作温度状态下出现，即当电动机器运行时，例如旋转以便发电时。这样，该配合将在周向方向上是最佳的，这意味着在包含于插入线圈封装件12中的压实线圈2的基本沿径向的侧表面与该槽4的对应的相面对的且基本沿径向的壁20之间进行最佳配合。
优选是，该计算量和固化温度选择成使得在电动机器的工作温度状态下获得一种这样的配合，即，在工作温度状态下，电绝缘材料片16和已固化的填充料22在基本未压缩状态下至少沿周向方向填充压实线圈2的所述侧面18和绕组槽4的壁20之间的空间。因此，没有显著的力作用在填充料22上，特别是没有显著的垂直力或沿周向方向的力。对此，该计算量和固化温度能够选择成使得电绝缘材料片16和固化的填充料22在工作温度状态下基本完全充满了压实线圈2的侧表面18和绕组槽4的壁20之间的空间，以便保证热量从压实线圈2的电绕组传导至槽4的壁20并导入转子体内。
而且，形成底部电绝缘的层26能够施加在压实线圈2的底表面上，该底部绝缘件对着槽4的底面28，并位于绝缘材料片的分离部分17、17′的窄表面处。而且，顶部电绝缘件30可以施加在压实线圈2的顶表面上，该顶表面位于相应绕组槽的开口处。在线圈封装件12插入槽4中之前或优选是之后，可将该顶部绝缘件30施加在压实线圈上。
如上所述，各线圈封装件12安装在转子6的全部绕组槽4中，接着将线圈封装件的绕组相互电连接，以便形成该转子的整个电绕组。然后，对所插入的线圈封装件12进行加热，以便固化该填充料22，优选是在一个操作步骤中对所有线圈封装件12一起进行加热。
如图2A所示，转子6的本体可以包括径向通气管道32，用于冷却空气的流通，目的是送走在工作过程中在转子内产生的热量。这些管道沿转子的轴向方向延伸，平行于绕组槽4且位于绕组槽4的每一侧上。
在工作时，本发明的方法通过以下顺序步骤来实现，见图1A、1B和2A：
I：测量所述绕组槽4和线圈封装件12的尺寸，并计算由此得到的间隙和间隙容积。
II：根据所述计算值而将合适量的热固化填充料22施加至线圈封装件12，并处于电绝缘材料片16与压实线圈2之间。
III：将电绝缘材料片16安装在压实线圈2的至少这样一些侧面18上，即，当压实线圈安装在绕组槽4内时，这些侧面18将位于该槽的基本沿径向的壁20处。这样，包括电绝缘材料片在内的压实线圈现在就形成了该线圈封装件12。
IV：将该线圈封装件12插入该绕组槽4中。
V：通过将在槽4内所插入的线圈封装件12加热至固化温度来固化该填充料22。
附图所示参考标号表
2压实线圈
4绕组槽
6转子
8导体
10匝间绝缘件
12线圈封装件
14半线圈形元件
16绝缘材料片
17、17′绝缘片的刚性分离部分
18压实线圈的侧面
20槽的径向壁
22热固化填充料
24绝缘片的内侧
26底部绝缘层
28槽的底面
30顶部绝缘件
32径向通气管道
I-V实现本发明方法的顺序步骤

Claims (13)

1.一种将包括压实线圈(2)的电绕组安装在电动旋转机器的转子(6)的绕组槽(4)内的方法，对于各压实线圈，该方法包括以下顺序步骤：
a)将电绝缘材料片(16)布置在压实线圈(2)的至少一些侧面(18)上以形成一线圈封装件(12)，这些侧面(18)为这样，即，当压实线圈安装在绕组槽(4)内时，这些侧面(18)将布置在该槽的基本沿径向的壁(20)处；
b)测量所述绕组槽(4)和线圈封装件(12)的尺寸，并计算由此得到的间隙；
c)根据所述计算值而将计算量的热固化填充料(22)施加至线圈封装件(12)，并处于电绝缘材料片(16)和压实线圈(2)之间；
d)将线圈封装件(12)插入该绕组槽(4)中；以及
e)通过将在槽(4)内所插入的线圈封装件(12)加热至固化温度来固化该填充料(22)，该计算量和固化温度选择为这样，即，使得在该电动机器的工作温度状态下在包含于所插入线圈封装件(12)中的压实线圈(2)与该槽(4)的基本沿径向的壁(20)之间获得最佳配合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该计算量和固化温度选择为在该电动机器的工作温度状态下产生这样一种配合，即，电绝缘材料片(16)和已固化的填充料(22)在该工作温度状态下在基本无压缩的情况下填充该压实线圈(2)的所述侧面(18)和该绕组槽(4)的壁(20)之间的空间，且没有任何显著的力作用在填充料(22)上，特别是没有任何显著的垂直力或周向力。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，该计算量和固化温度选择为这样，该电绝缘材料片(16)和已固化的填充料(22)在工作温度状态下基本完全充满了在压实线圈(2)的所述侧面(18)和绕组槽(4)的壁(20)之间的空间，以便保证热量从压实线圈的绕组传导给该槽的壁(20)。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤c)中，该填充料(22)施加于电绝缘材料片(16)的面对着压实线圈(2)的内侧。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括步骤：在步骤a)之前，将底部绝缘层(26)施加在压实线圈(2)的底表面，并面对着该槽(4)的底面(28)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括步骤：将顶部绝缘件(30)施加至该压实线圈(2)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，该顶部绝缘件(30)在步骤d)之前施加。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，该顶部绝缘件(30)在步骤d)之后施加。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括步骤：将多个线圈封装件(12)插入转子(6)的对应绕组槽(4)中，并将线圈封装件(12)的绕组相互电连接，以便形成转子(6)的完整绕组，为了固化该填充料(22)而对所插入的线圈封装件(12)的加热对于全部线圈封装件来说是在一个工作步骤中一起进行的。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括步骤：在步骤d)中将线圈封装件(12)插入该绕组槽(4)中之后，除去多余量的填充料(22)。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，在布置电绝缘材料片(16)的步骤中，该片(16)布置为两个分离的基本为刚性的部分(17、17′)。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，在施加一种热固化填充料(22)的步骤中，该填充料是硅聚合物。
13.一种电动旋转机器的转子，包括安装在绕组槽(4)中的电绕组，该电绕组由压实线圈(2)形成，其中，对于各绕组槽：
在该绕组槽中安装相应的压实线圈；
电绝缘材料片(16)布置在压实线圈(2)的至少这样一些侧面(18)上，即，这些侧面位于该槽的基本沿径向的壁处；
已热固化的填充料(22)位于该电绝缘材料片(16)和压实线圈(2)之间；
该已热固化填充料的量为这样，即，使得在该电动机器的工作温度状态下在压实线圈(2)与槽(4)的基本沿径向的壁(20)之间获得最佳配合。
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