CN205070645U - 一种电机定子整体vpi绝缘结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电机定子整体VPI绝缘结构，它包括定子铁心（1）和线圈（2），所述的定子铁芯（1）上设置有定子槽（3），线圈（2）安装在定子槽（3）内，定子槽（3）的开口处设置有槽楔（4），定子槽（3）内设置有线圈固定结构（5），定子铁芯（1）两端设置绝缘支架（6），线圈（2）通过膨胀绑扎绳（7）固定在绝缘支架（6）上。该少胶VPI绝缘结构不仅减薄了定子主绝缘厚度，减小了电机体积、增大了电机容量，简化了生产工艺；而且定子线圈绝缘电气性能和整机绝缘性能比常规多胶模压定子线圈更优良，耐环境因素性能更优越，运行更安全可靠，使用寿命更长。

Description

一种电机定子整体VPI绝缘结构

技术领域

本实用新型涉及发电机制造技术领域，特别是一种电机定子整体VPI绝缘结构。

背景技术

汽发机定子线圈主要有多胶模压和少胶VPI两种制作体系，少胶VPI制作体系综合性能更优。目前，国内电机制造厂仍采用多胶模压体系制作，而极少数采用少胶VPI体系生产汽发机定子线圈的厂家。现有的采用少胶VPI体系生产汽发机定子线圈的厂家采用的工艺过程多为：在电机承型线圈主绝缘层包扎完少胶云母带后，先将电机定子线圈进行真空压力浸漆工艺，预先将云母间气隙用绝缘漆填充满，然后进行热模压固化，再嵌入电机定子槽内。该制作工艺复杂，且生产出来的线圈主绝缘厚度大，定子体积大。当机组在高海拔区域运行时，因空气稀薄，线圈易出现局部放电、槽内电晕、槽口电晕或爬电等，缩短机组运行寿命。现有定子绝缘结构不能很好的满足高海拔机组工作要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种生产成本低、性能优良、耐环境因素优越、运行可靠的电机定子整体VPI绝缘结构。该少胶VPI绝缘结构不仅减薄了主绝缘厚度，而且定子线圈绝缘电气性能和整机绝缘性能比常规多胶模压定子线圈更优良，耐环境因素性能更优越，运行安全更可靠，运行寿命更长。可以在电机结构设计上减小电机体积、增大电机容量。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种电机定子整体VPI绝缘结构，其特征在于，它包括定子铁心和线圈，所述的定子铁芯上设置有定子槽，线圈安装在定子槽内，定子槽的开口处设置有槽楔，定子槽内设置有线圈固定结构，定子铁芯两端设置绝缘支架，线圈通过膨胀绑扎绳固定在绝缘支架上。此处，采用膨化绑扎绳代替传统定子端部线棒层间端箍（常规层间端箍为层压板加工件或涤玻绳），该膨化绑扎绳浸漆烘焙固化后体积变大（自由状态下，体积能膨胀至原来的两倍以上），故能很好的填充端部线棒层间的间隙，使定子端部成为一个整体，从而使得定子整机振动等性能指标取得较大提高。线圈与绝缘支架之间还设置有涤纶毡。

进一步地，所述的线圈由定子线棒连接而成，所述的线圈固定结构包括半导体垫条A、半导体垫条B、半导体垫条C和热膨胀玻璃毡，半导体垫条A和热膨胀玻璃毡设置在定子线棒与槽楔之间，半导体垫条B设置在相邻定子线棒之间，半导体垫条C设置在定子线棒与定子槽顶端之间。槽楔与定子线棒之间在使用3241半导体垫条的同时，再加一层热膨胀玻璃毡，在浸漆烘焙后，热膨胀玻璃毡会膨胀变大，根据槽内紧密情况自动有效填充槽内间隙，使槽内固定紧实，也有利于降低定子槽内槽电位，防止槽内电晕发生。同时可有效降低操作工人打槽楔时的工作强度，无需和常规机组一样将槽楔打的很紧，只需肉眼观察无槽楔间隙即可。

进一步地，所述的槽楔为F级双向引拔槽楔或H级双向引拔槽楔。该槽楔抗劈强度高，型腔尺寸规矩，能很好满足装配要求，且浪费小，一般采用3240或3248层压板加工成槽楔。

进一步地，所述的线圈由定子线棒连接而成，所述的定子线棒绝缘结构为：定子线棒的外表面设置主绝缘层，主绝缘层的外表面沿从靠近定子槽一侧到定子线棒接线末端的方向依次设置有低阻带和高阻带，高阻带与低阻带的边缘搭接，所述的搭接结构为高阻带置于低阻带外表面，所述高阻带的外侧还包裹有一层外包层；所述的高阻带包括内层高阻带和外层高阻带，所述的定子线棒从靠近定子槽一侧到定子线棒接线末端的方向依次设置直线段和弯曲段，内层高阻带的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2，外层高阻带末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/3。优选地，所述的主绝缘层为5442-1少胶云母带绝缘层，此材料便于电机定子整体VPI绝缘结构浸漆处理，所述的低阻带为全固化低阻带，所述的高阻带为全固化高阻带，所述的外包层为聚酯纤维收缩带。该自主研发的定子线棒结构具有更好的绝缘性能，定子线棒起晕电压极大提高。

进一步地，所述定子线棒的匝间绝缘结构包括薄膜补强云母带和单面补强云母带，所述的薄膜补强云母带和单面补强云母带交替绕包。此种交替绕包的方式能有效减少匝间绝缘的机械损伤，优选地，所述的薄膜补强云母带为高强度446-1薄膜补强云母带，单面补强云母带为5440-1D单面补强云母。

本实用新型具有以下优点：

1、降低线圈主绝缘厚度，提高机组散热性能：汽发机定子采用整体VPI绝缘结构，线棒绝缘内部气隙更少（理论上可以做到零气隙绝缘），减小定子线棒绝缘性能分散性，可以大大减薄定子线圈主绝缘厚度，单边绝缘厚度已减薄至1.68mm（不包含匝间绝缘和防晕层），并提高机组散热性能。其中，首台试制的7.5MW定子整体VPI机组应用于云南某高海拔电站（电站海拔高度：1870m），实际定子运行温度较我公司原供货机型定子温度下降20℃左右，且其他各项指标均在标准要求范围内。该机组已投入商业运行达一年多，未出现任何异常，赢得了业主的好评。

2、简化制作工艺，减小电机体积、增大电机容量，降低成本：该电机定子整体VPI绝缘结构制造时，定子线棒制作好后，不需要进行单只定子线棒主绝缘热压，直接在定子铁芯中进行嵌线，而后将定子整体浸漆。一方面，在电机结构设计上减小电机体积、增大电机容量；另一方面，在电机生产制造中简化了定子制造工艺流程，可以节省能源、减少了模具制作费用、缩短制造周期、降低操作人员劳动强度、大大降低制造成本。

3、提高机组整体性能：机组在运行时具有机械性能、热稳定性能优良，导热性能好，耐环境因素性能优越，运行安全可靠等优势。试验和机组运行证明，定子电气性能满足国家标准要求，能满足高海拔地区运行要求，在多种汽发机应用中，定子三相整机起晕电压均大于12KV，机组在4000m海拔内能够长期稳定运行。

4、使用国产材料，自主研发创新：绝缘材料、防晕材料、辅助材料均选自国产材料，生产成本低，更重要的是有利于我国产品自主研发、创新与发展。

5、应用范围广：该绝缘结构能适用于多种型号汽发机上，还可以应用于水发机或其他类型的电机定子整体VPI机组上。

附图说明

图1为本实用新型的定子整体VPI绝缘结构示意图；

图2为本实用新型中定子槽部结构示意图；

图3为本实用新型中的定子线棒绝缘结构示意图；

图中：1-定子铁芯，2-线圈，21-定子线棒，22-主绝缘层，23-低阻带，24-高阻带，241-内层高阻带，242-外层高阻带，25-外包层，3-定子槽，4-槽楔，5-线圈固定结构，51-半导体垫条A，52-半导体垫条B，53-半导体垫条C，54-热膨胀玻璃毡，6-绝缘支架，7-膨胀绑扎绳，8-涤波绳，9-涤纶毡。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种电机定子整体VPI绝缘结构，其特征在于，它包括定子铁心1和线圈2，所述的定子铁芯1上设置有定子槽3，线圈2安装在定子槽3内，定子槽3的开口处设置有槽楔4，所述的槽楔4为F级双向引拔槽楔或H级双向引拔槽楔。

如图2所示，定子槽3内设置有线圈固定结构5，线圈固定结构5包括半导体垫条A51、半导体垫条B52、半导体垫条C53和热膨胀玻璃毡54。线圈2由定子线棒21连接而成，槽楔4与定子线棒21之间在使用半导体垫条A51固定的同时，再加一层热膨胀玻璃毡54，半导体垫条B52设置在相邻定子线棒21之间，半导体垫条C53设置在定子线棒21与定子槽3顶端之间，若线圈2与定子槽3侧面存在间隙，同样采用半导体垫条固定，全部半导体垫条采用3241半导体垫条。

定子铁芯1两端设置绝缘支架6，线圈2层间通过膨胀绑扎绳7固定在绝缘支架6上，外侧线圈2通过涤波绳8绑扎固定，线圈2与绝缘支架6之间还设置有涤纶毡9。

如图3所示，定子线棒21绝缘结构为：定子线棒21的外表面设置5442-1少胶主绝缘层22，5442-1少胶主绝缘层22的外表面沿从靠近定子槽3一侧到定子线棒21接线末端的方向依次设置有全固化低阻带23和全固化高阻带24，全固化高阻带24与全固化低阻带23的边缘搭接，所述的搭接结构为全固化高阻带24置于全固化低阻带23外表面，所述全固化高阻带24的外侧还包裹有一层聚酯纤维收缩带25；所述的全固化高阻带24包括内层高阻带241和外层高阻带242，所述的定子线棒21从靠近定子槽3一侧到定子线棒21接线末端的方向依次设置直线段和弯曲段，内层高阻带241的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2，外层高阻带242末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/3。定子线棒21的匝间绝缘结构由高强度446-1薄膜补强云母带和5440-1D单面补强云母带交替绕包而成。

Claims (5)

1.一种电机定子整体VPI绝缘结构，其特征在于，它包括定子铁心（1）和线圈（2），所述的定子铁芯（1）上设置有定子槽（3），线圈（2）安装在定子槽（3）内，定子槽（3）的开口处设置有槽楔（4），定子槽（3）内设置有线圈固定结构（5），定子铁芯（1）两端设置绝缘支架（6），线圈（2）通过膨胀绑扎绳（7）固定在绝缘支架（6）上。

2.根据权利要求1所述的一种电机定子整体VPI绝缘结构，其特征在于，所述的线圈（2）由定子线棒（21）连接而成，所述的线圈固定结构（5）包括半导体垫条A（51）、半导体垫条B（52）、半导体垫条C（53）和热膨胀玻璃毡（54），半导体垫条A（51）和热膨胀玻璃毡（54）设置在定子线棒（21）与槽楔（4）之间，半导体垫条B（52）设置在相邻定子线棒（21）之间，半导体垫条C（53）设置在定子线棒（21）与定子槽（3）顶端之间。

3.根据权利要求1所述的一种电机定子整体VPI绝缘结构，其特征在于，所述的槽楔（4）为F级双向引拔槽楔或H级双向引拔槽楔。

4.根据权利要求1所述的一种电机定子整体VPI绝缘结构，其特征在于，所述的线圈（2）由定子线棒（21）连接而成，所述的定子线棒（21）绝缘结构为：定子线棒（21）的外表面设置主绝缘层（22），主绝缘层(22)的外表面沿从靠近定子槽（3）一侧到定子线棒（21）接线末端的方向依次设置有低阻带（23）和高阻带（24），高阻带（24）与低阻带（23）的边缘搭接，所述的搭接结构为高阻带（24）置于低阻带（23）外表面，所述高阻带（24）的外侧还包裹有一层外包层（25）；所述的高阻带（24）包括内层高阻带（241）和外层高阻带（242），所述的定子线棒(21)从靠近定子槽（3）一侧到定子线棒（21）接线末端的方向依次设置直线段和弯曲段，内层高阻带(241)的末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/2，外层高阻带(242)末端距离弯曲段末端的距离为弯曲段长度的1/3。

5.根据权利要求2或4所述的一种电机定子整体VPI绝缘结构，其特征在于，所述定子线棒（21）的匝间绝缘结构包括薄膜补强云母带和单面补强云母带，所述的薄膜补强云母带和单面补强云母带交替绕包。