CS232199B1

CS232199B1 - Method of insulating electrode cores by painting

Info

Publication number: CS232199B1
Application number: CS835987A
Authority: CS
Inventors: Jozef Horvat
Original assignee: Jozef Horvat
Priority date: 1983-08-15
Filing date: 1983-08-15
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS598783A1

Abstract

echnologický spdsob izolovania elektrovodných jadier pre vinutia elektrických strojov lakováním z tavenipy reaktoplastickej živice bez rozpýštadla alebo s nízkým obaahom rozpústadla do 20 %. uželom vynálezu je zníženie energetickej náročnosti technologického procesu, slepáenie kvality izoláoie ako aj pracovného prostredia obsluhy. Podstata vynálezu spočívá v cyklicky sa opakujúcom procese lakovania, kde sa najprv elektrovodné jádro temperuje na praeovnú teplotu taveniny + 30 C prechodom cez tepelne izolovaná vratná kladku, potom sa nanááa laková vrstva prechodom elektrovodného jadra cez vaničku s taveninou o pracovnej teplote a » stieracími kalibrami sa upravuje hrúbka nánosu o 0,005 až 0,030 mm a dalej sa elektrovodné jádro s nanesenou lakovou vrstvou chladl na teplotii zatuhnutia lakovej vrstvy. Pri reverzibilnom pohybe sa elektrovodné jádro vedle oez vytvrdzovaciu pec, kde sa zatuhnutá laková vrstva vytvrdi.echnological method of insulating electroconductive cores for windings of electrical machines by painting from a melt of reactive plastic resin without solvent or with a low solvent content of up to 20%. the purpose of the invention is to reduce the energy demand of the technological process, improve the quality of the insulation as well as the working environment of the operator. The essence of the invention consists in a cyclically repeated painting process, where first the electroconductive core is tempered to a pre-operating temperature of the melt + 30 C by passing through a thermally insulated return roller, then a varnish layer is applied by passing the electroconductive core through a tub with a melt at working temperature and the thickness of the deposit is adjusted by 0.005 to 0.030 mm with wiper calipers and then the electroconductive core with the lacquer layer applied, it cooled to the temperature of the lacquer layer's solidification. During the reversible movement, the electro-conductive core is next to the curing oven, where the solidified varnish layer is cured.

Description

-4 232.199-4 232.199

Vynález sa týká spdsobu izolovania elektrovodných jadier,pre elektrické vinutia lakováním, kde sa laková vrstva vytváraopakovanými nánosmi pri přechode elektrovodných jadier taveninoureaktoplastického živičného laku bez rozpúšťadla, alebo s nízkýmobsahom rozpúšťadiel. V súčasnosti sa ako progresívna technologie izolovaniaelektrovodných jadier používá metoda vytvárania viacerých náno-sov lakovej vrstvy při přechode jadra taveninou reaktoplastickejživice· Ako izolačná hmota sa s výhodou používájú živice na bázepolyesterimidu resp. iných teplovzdorných živíc /patent NSR2135157, 1621903, 2728883 a ČSSR 181379/ s maximálnym obsahomrozpúšťadiel do 20 %· Takéto živice sa na elektrovodné jadrá na-nášajú pri vyšších teplotách, najčastejšie pri 80 až 190 °C. Zdoteraz známých technologií izolovania elektrovodných jadier sapre tieto živice osvědčil ako vysokoprogresívny spósob, kde lako-vá vrstva sa vytvára 3-4 nánosmi při přechode jadra taveninouživice, pričom sa jádro před prvým aj každým ďalším nánosom ohře-je přibližné na pracovnú teplotu taveniny. Takto predhriate elek-trovodné jádro sa vedie cez taveninu živice, ktorá sa nachádza vúzatvorenej vaničke a z tade cez delené kalibre sa elektrovodnéjádro s nanesenou vrstvou taveniny vedie priamo do vytvrdzovacejjaece. Tú sa vytvrdí a potom ochladí, živica, ktorá v dodanomStave je pri teplote okolia v túhom stave sa v centrálnom zásob-níku zahrieva a postupné taví a privádza cez vedenie s regulač-nými ventilmi do vaničiek /čs. AO 181379/. Táto doterajšia tech-nologie izolácie elektrovodných jadier má ale nedostatky, ktoréspósobujú ťažkosti obsluhe lakovacích vaničiek, ktoré sa nachá-dzajú nad predohrievacími peoarni s pracovnou teplotou okolo500 °C, ďalej ťažkosti pri zatahovaní jadier do predohriatejpece a vytvrdzovacej pece, ktoré sa uskutočňujú pri vysokýchteplotách. Technologické zariadenie pracujúce s predohrievacou -2.- pecou je energeticky náročné a rozměrově velké. 232 199BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for insulating electrical conductors for electrical winding by coating, wherein the lacquer layer is repetitively deposited in the passage of solvent-free, low solvent-containing electrodeposited melt of thermosetting resin lacquer. Nowadays, as a progressive technology for the isolation of electrical conductors, a method of forming multiple coatings of the varnish layer during the transition of the core through the melt of thermosetting resins is used. other heat-resistant resins (patent NSR2135157, 1621903, 2728883 and CSSR 181379) with a maximum solvent content of up to 20% · Such resins are applied to the electrode cores at higher temperatures, most often at 80-190 ° C. Previously known technology for insulating electrode cores, these resins have proven to be a high-progressive method where the lacquer layer is formed by 3-4 coatings during the transition of the core of the melt, with the core being heated to approximately the working temperature of the melt before both the first and the next. The preheated electric core is passed through the melt of the resin, which is located in the enclosed tray, and from there through the divided calibres, the electrodevice with the applied melt layer is led directly to the curing agent. This is cured and then cooled, the resin which is supplied at ambient temperature in the solid state is heated in the central reservoir and gradually melted and fed through the line with regulating valves to the trays / MS. AO 181379]. However, this prior art electrode core insulation technology has drawbacks that make it difficult to operate paint trays located above preheating furnaces with a working temperature of about 500 ° C, as well as difficulties in retracting the cores into the preheater and hardening furnace at high temperatures. The technological equipment operating with the preheating -2.- furnace is energy intensive and dimensionally large. 232 199

Uvedené nevýhody doterajšieho spósobu izolovánia odstraňujerieáenie podl’a vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že sa naj-prv elektrovodné jádro temperuje na pracovná teplotu, taveniny+ 50 °C a prechodom cez tepelne izolovanú vratná kladku, sa po-tom nanáša laková vrstva prechodom elektrického jadra cez vanič-ku s taveninou o pracovněj teplota a upravuje sa hrábka jej ná-nosu na 0,005 až 0,050 mm stieracími kalibrami. ííalej sa elek-trovodné jádro a nanesenou lakovou vrstvou chladí na teplotuzatuhnutia lakovéj vrstvy a pri reverznom pohybe sa vedie cezvytvrdzovaciu pec. Vo vytvrdzovacej peci sa zatuhnutá lakovávrstva vytvrdí pri konštantnej rýchlosti elektrovodných jadier vsmere vlastnej axiálnej osi. Výhodou nového riešenia podlá vynálezu je najmá, že miestooperácie predhrievania, ktorá vyžaduje vysoká spotřebu energiea ápeciálnu predhrievaciu pec, uskutočňuje sa len operácia tem-perovania - t. j. tepelnéjregulácie,oboma smermi, elektrickéhojadra před nanášaním každéj lakoyej vrstvy. Využívá sa tak odov-zdávanie tepla elektrovodným jadrom s vytvrdenou lakovou vrstvouvratnéj kladke, ktorá je v tepelne izolovanom priestore, pře tem-perovanie tak neizolovaného jadra ako aj už izolovaného .elek.tr0-vodného jadra před dalším nánosom. 2knena poradia jednotlivýchoperácií pod]fa vynálezu umožňuje dosiahnut nižšiu energetickáspotřebu, nakolko sá menšie teplotné rozdiely medzi operáciami:nanášanie lakovéj vrstvy, zatuhnutie lakovéj vrstvy a vytvrdnutielakovéj vrstvy. Nové usporiadanie jednotlivých operácií, kde saaktivně využívá reverzibilný pohyb elektrovodného jadra pre fázuchladenia resp. vytvrdzovania umožňuje výhodné priestorové uspo-riadanie technologického procesu tak, že chladiaci kanál a vytvr-dzovacia pec sá navzájom paralelné. Tým sa podstatné zmenšujározměry technologickéj linky. Odstránenie operácie predhrievania,ktorá znamená vypustenie predhrievacích pecí s teplotou okolo500 °C znamená zároveň přínos v oblasti zlepšenia pracovnéhoprostredia obsluhy vaničiek s.taveninou Živice.The above-mentioned disadvantages of the prior art isolation are eliminated by the invention. The essence of this is that, firstly, the electrode core is tempered to the working temperature, the melt + 50 ° C, and the varnish layer is then applied by passing through the thermally insulated return pulley by passing the electrical core through the tub with the working temperature and the rake is adjusted to 0.005 to 0.050 mm with a scraper. Further, the electrode core and the applied lacquer layer are cooled to the coating temperature of the lacquer layer and passed through the hardening furnace during reverse movement. In the curing furnace, the solidified lacquer layer is cured at a constant speed of the electrode cores in the direction of the axial axis itself. The advantage of the new solution according to the invention is that instead of the preheating operation, which requires a high energy consumption and a special preheating furnace, only the heating operation is performed, i.e. the thermal regulation, in both directions, of the electric core before the application of each lacquer layer. Thus, heat dissipation by the electrode core with a cured lacquer layered pulley is used, which is in a heat-insulated space, pre-coating both the non-insulated core and the already insulated three-core core prior to further deposition. In the order of the individual operations according to the invention, it is possible to achieve a lower energy consumption as the temperature differences between the operations are lower: application of the varnish layer, hardening of the varnish layer and hardening of the pressure layer. The new arrangement of the operations, where the reversible motion of the electric conductor core is actively utilized for phase cooling and / or re-energizing. curing allows advantageous spatial adjustment of the process so that the cooling channel and the curing oven are parallel to one another. This significantly reduces the dimensions of the process line. Removal of the preheating operation, which means the release of preheating furnaces with a temperature of about 500 ° C, also contributes to the improvement of the working environment of the operation of the trays with the resin.

Na přiloženém obrázku je znázorněný priebeh spósobu izolo-vania elektrovodných jadier podl’a vynálezu. Postupnost jednotil- -3- 232 199 vých operácií, ktoré tvoria ucelený cyklicky sa opakujúci tech-nologický proces izolovania elektrovodných jadier až sa dosiahnepožadovaná hrúbka izolácie je nasledovný. Pri vertikálnom uspo-riadaní technologie prichádza elektrovodné jádro po vyžíhaní nadolně vratné kladky 1 uložené v tepelne izolačnpm boxe _2.The accompanying figure shows the course of the method for isolating the electric core according to the invention. The sequence of uniform operations which form a complete cyclical repetition of the technological process of isolating electrical conductors until the required insulation thickness is achieved is as follows. In the vertical arrangement of the technology, after the annealing of the upper return pulley 1, the electric core reaches the heat insulating box 2.

Priěstor tepelne izolačného boxu je opatreriý ohrievaním s mož-no stou regulácie teploty. Temperovanie neizolovaněho jadra za-bezpečuje, že jádro má při vstupe do vaničky 2 3 taveninou ži-vičného laku teplo tu T^ rovnťi pracovněj teplote taveniny T^ + 50 °C. Je teda predhriate zo žíhacej pece, čo jedSležité presprávné a kvalitně nanesenie vrstvy na elektrovodné jádro, ktorésa uskutečňuje pri jeho přechode cez vaničku s taveninou. Nane-sená laková vrstva sa za vaničkou stiera pomoeou vyhrievanýchkalibrov 4 na nános o konštantnej hrúbke lakovéj vrstvy v rozsa-hu 0,005 až 0,050 mm. Potom sa elektrovodné Jádro s nanesenoulakovou vrstvou chladí prechodom cez chladiaci kanál 2 s núte-nou cirkuláciou vzduchu na teplotu zatuhnutia T^ lakovej vrstvyt. j. 50 - 50 °C podlá druhu použitého živičného laku. Po za-tuhnutí lakovej vrstvy sa elektrovodné jádro prá. reverzibilnompohybe cez horné vratné kladky j6 vedie do vytvrdzovacej pece £.Chladenie jadra s nanesenou lakovou vrstvou je potřebné preto,aby nedochádzalo na horných vratných kladkách k pretláčaniu la-kovej vrstvy a geometrickej deformácii, voči elektrovodnému jád-ru. Jádro so zatuhnutou lakovou vrstvou sa vo vytvrdzovacej pecivedie proti tepelnému prúdeniu /proti vzrastu tepelného gradien-tu/ čím sa jednak znižuje únik tepla z pece voči starému spSsobu,kde bol pohyb jadra v smere gradientu a jednak sa tým dosahujelepšia termodynamická křivka vy tvrdzovania lakovej vrstvy. Privytvrdzovaní sa súčasne ohrieva elektrovodné jádro na teplotu T4 1,5 - 2 krát vyššiu ako je pracovná teplota taveniny pri naná-šení lakovej vrstvy. To umožňuje pri cyklickom opakovaní procesunanášania izolácie využit teplotu elektrovodného jadra s vytvr-denou lakovou vrstvou na temperovanie elektrovodných jadier pripřechode tepelne izolovanými dolnými vratnými kladkami 1 a týmnahradenie operácie predhrievania. To má priaznivý vplyv nazjednodušenie celej technologie i na zmenšenie spotřeby energie.Pri temperovaní stačí vyhrievat priěstor tepelne izolovanéhoboxu len na teplotu 100 - 150 °C aj to najmS při začiatku náběhutechnologického procesu, kým dolné vratné kladky nemajú dostatoč-nú teplotu a potom len udržiavať túto teplotu diskrétnym regulo- -Η· 232 199 váným ohrevom při nižších rýchlostiach elektrovodných jadierpočas lakovania. Při vyšších odtahových rýchlostiach nie je vpriebehu procesu nanášania izolácie potřebné pri temperovaníelektrovodných jadier dodávat energiu z externých zdrojov,nakolko teplota odovzdaná jadrami s vytvrděnou'lakovou vrstvoustačí na temperovanie jadier před lakováním. Změna následnostioperácií zároveň umožnila zmenšenie rozmerov technologickéjlinky· Regulácia teploty elektrovodných jadier před každým no-vým prírastkom lakovéj vrstvy sa dosahuje buď změnou odtahovýchrýchlostí elektrovodného jadra cez vytvrdzovaciu pec při danomzložení Živičného laku, reguláciou teploty v tepelnoizolačnomboxe, jeho vzdialenostou od výstupu z. vytvrdzovacej peče ateplotou v dolnej časti vytvrdzovacej pece, t. j. teplotou drd-tu vystupujúceho z te jto pece T^. Výhody nového riešenia vyplývájú z nasledujúcich príkladov,ktoré boli získané skúškami lakovania elektrovodných jadier, vnašom případe drdtov měděných o priemere 1,18 mm na vertikálnemlakovacom zariadení a 'dlžkou vytvrdzovacej pece 6 000 mm s odpo-rovým vyhrievaním· Drdty bolí skúšané podlá ČSN 347325 a príslušných dopňujúcich noriem· Příklad 1The space of the heat-insulating box is provided by heating with the possibility of temperature control. Tempering the non-insulated core ensures that the core, when entering the bath 2 3, has a heat of melt of lacquer lacquer which also has a working melt temperature T ^ + 50 ° C. Hence, it is preheated from the annealing furnace, which is important for the correct and high-quality application of the layer to the electrode core, which takes place during its passage through the melt tray. The coated lacquer layer is wiped down behind the tray by means of heated calibres 4 for a coating thickness of 0.005 to 0.050 mm. Thereafter, the electrode core with the nano-deposition layer is cooled by passing through the cooling channel 2 with the forced circulation of air to the solidification temperature of the coating layer. 50-50 ° C according to the type of bituminous varnish used. After the lacquer layer has solidified, the electrode core is washed. The reversible movement through the upper deflection rollers 16 leads to the curing furnace 6. The cooling of the core with the applied coating layer is necessary in order to avoid extrusion of the lacquer layer and geometric deformation against the upper conductor core on the upper return rollers. The core with the solidified lacquer layer is cured in the curing against the thermal flow / heat gradation increase, thereby reducing the leakage of heat from the furnace to the old process where the core movement is in the direction of the gradient and secondly the better thermodynamic cure curve of the lacquer layer is achieved . At the same time the electrode core is heated to T4 1.5-2 times higher than the working temperature of the melt while applying the coating layer. This allows for the cyclic repetition of the insulation deposition process to utilize the temperature of the electrode core with the cured coating layer to temper the electrode cores through the thermally insulated lower return rollers 1 and thereby replace the preheating operation. This has a beneficial effect on the simplification of the entire technology and on the reduction of energy consumption. When tempering, it is sufficient to heat the insulated cabinet only to a temperature of 100 - 150 ° C and especially at the start of the technological process, while the lower return pulleys do not have sufficient temperature and then only maintain this temperature by discrete control - 232 199 serious heating at lower electrical core speeds during painting. At higher extraction rates, it is not necessary to supply energy from external sources during tempering of the electrical conductors during the insulation application process, since the temperature passed by the cores with the cured pressure layer makes it necessary to temper the cores before painting. At the same time, the change in the operation sequence allowed a reduction in the dimensions of the technological line. the bottom of the curing furnace, ie the temperature of the furnace leaving the furnace. The advantages of the new solution arise from the following examples, which were obtained by testing the electrodeposition of electrode cores, in all cases copper coils with a diameter of 1.18 mm on a vertical crimping machine and a curing kiln length of 6,000 mm with resistance heating. relevant supplementary standards · Example 1

Na lakovanie sa použila tavenina polyesterimidovej živiceglycerínového typu· Pracovná teplota taveniny Tg bola 120 °C.Vytvrdzovacia pec mala na vstupe 250 °C a na výstupe 380 °C·Odtahová rýchlosť drdtu bolá 8, 10 a 12 m/min. Pri rýchlosti10 m/min bola teplota neizolovaného drdtu 100 °C<T^<113 °Ca teplota drdtu s lakovou vrstvou 113 Sč<T^<128 °C, pri rých-losti drdtu 12 m/min bola teplota neizolovaného drdtu 113 °C<TjT^<128 °C a teplota izolovaného drdtu 128 °C<T^<158 °C· Te-ploty boli merané pri vstupe drdtu do lakovacej vaničky. Ostatnétechnologické parametre boli následovně: odtahová rýchlost /m/min/ 8 10 12 počet nánosov laku 4 4 4 prírastok izolácie /mm/ 0,064 0,064 0,065 prierazné napStie /kV/ 5,9 4,7 5,0 tažnost lakového filmu /d/ 1 1 1 tepelný náraz 175 °C/0,5 h /d/ 2 2 2 *-s- 232 199 termoplasticita /°C/ 310 310 310odolnost proti oderu /poč. posun./ 99 122 127Povrch lakového filmu bol hladký a lesklý. Příklad 2Polyesterimide resin glycerol type melt was used for coating · Working melt temperature Tg was 120 ° C. The hardening furnace was 250 ° C at the inlet and 380 ° C at the outlet · Drift rate was 8, 10 and 12 m / min. At a velocity of 10 m / min, the temperature of the non-insulated crumb was 100 ° C <T ° <113 ° C, and the temperature of the coating layer 113 was <128 ° C; <TjT ^ <128 ° C and isolated duct temperature 128 ° C <T ^ <158 ° C · The tees were measured at the inlet of the drud into the paint tray. Other technical parameters were as follows: withdrawal rate / m / min / 8 10 12 number of paint coatings 4 4 4 insulation gain / mm / 0.064 0.064 0.065 breakdown tension / kV / 5.9 4.7 5.0 paint film ductility / d / 1 1 1 heat shock 175 ° C / 0.5 h / d / 2 2 2 * -s- 232 199 thermoplasticity / ° C / 310 310 310 abrasion resistance / calc. shift / 99 122 127The surface of the lacquer film was smooth and shiny. Example 2

Na lakovaníe sa použila tavenina polyesterimídovej živicetypu THBIC. Pracovná teplota taveniny Tg bole 130 °C· Na vstupevytvrdzovacej pece bola teplota 440 °C a na výstupe 390 °C.The polyesterimide resin melt of THBIC was used for lacquering. Melt working temperature Tg was 130 ° C · The temperature of the hardening furnace was 440 ° C and 390 ° C at the outlet.

Dolné vratné kladky boli v prieběhu lakovania ohriate na teplotu125 °C. Pri lakovaní drdtu rýchlostou 18 m/min bola teplotaneizolovaného drdtu T-^:128 °C<T^<158 °C a teplota izolovanéhodrdtu 128 °C<T^<158 °C. Ďrdt bol lakovaný pri šiestich rdz-nych řýchlostiach za použitia štyroch kalibrov. Vlastnosti izolováného drdtu boli ňasledovné: _ · odtahová rýchlosť/m/min/prírastok izolácie /mm/prierazné napátie /kV/tažnost lakového filmu /d/tepelný náraz; 175 °C/0,5 h /d/termoplasticita /°C/odolnost proti oderu /počet posunov/ 70 9 0,060 8,6 1 1 350 10 12 14 16 18 0,060 0,060 0,060 0,058 0,057 7,9 8,5 V 9,5 5,1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 350 350 350 350 350 82 55 73 54 37The lower return pulleys were heated to 125 ° C during painting. At a varnish coating of 18 m / min, the thermally insulated T-layer: 128 ° C < Tm < 158 ° C and insulated temperature 128 ° C < Tm < 158 ° C. The drill was varnished at six different speeds using four calibres. The properties of the insulated drift were as follows: _ · Towing speed / m / min / Insulation increment / mm / Breaking tension / kV / Paint film ductility / d / Heat shock; 175 ° C / 0.5 h / d / thermoplasticity / ° C / abrasion resistance / number of displacements / 70 9 0.060 8.6 1 1,350 10 12 14 16 18 0.060 0.060 0.060 0.058 0.057 7.9 8.5 V 9 , 5 5.1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 350 350 350 350 350 82 55 73 54 37

Povrch lakového filmu bol hladký a lesklý. Při řýchlostiachlakovania 12 m/min a vyššie už nebolo potřebné ohrievat dolnévratné kladky· Pri laboratérnych meraniach termomechanlcké křiv-ky v penetrácii od 20 do 200 °C sme na drdte nezistili žiadnegeometrické změny, čím sa vylúčilo nebezpečie pretláčania izolá-cie lakového filmu na dolných vratných kladkách.The surface of the lacquer film was smooth and shiny. With the acceleration of 12 m / min and above, it was no longer necessary to heat the lower rollers. In laboratory measurements of thermo-mechanical curves at penetration of 20 to 200 ° C, no geometry changes were detected on the chaff, thus eliminating the risk of extrusion of the coating film on the lower return pulleys.

Spdsob izolovania elektrovodných jadier podTa vynálezu jemožné aplikovat aj na horizontálny ppdsob lakovania pre rdzneprierezy čo do tvaru i rozměru. Ako lak možno použit všetkyběžné typy syntetických živíc, výhodné na báze polyesterov,polyesterimidov, polyamidov, polyesteramidimidov polyimidov aieh dalších modifikácií.According to the invention, it is also possible to apply the method of insulating the conductor cores to a horizontal coating method for different cross-sections in terms of shape and size. All types of synthetic resins, preferably based on polyesters, polyesterimides, polyamides, polyesteramides of polyimides and other modifications, can be used as the lacquer.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

232 199

Method of insulating conductor cores by varnishing, where the process of deposition and curing of varnish layer from melt of thermosetting resin with maximum 20% of solvent content is repeatedly cyclically repeated, characterized in that firstly the conductor + conductor core is tempered to working temperature of melt - 30 G by passing through heat insulated deflection pulley, then the lacquer layer is applied by passing the conductor core through the melt tray at the working temperature and adjusted with a wiper gauge to a coating thickness of 0.005-0.030 mm and further cooling the lacquer conductor core to the freezing point of the lacquer layer and reversible The rigid lacquer layer is cured at a constant speed of movement of the conductor cores in the direction of its own axial axis.