DE1801051A1

DE1801051A1 - Impregnation and hardening of large stator windings

Info

Publication number: DE1801051A1
Application number: DE19681801051
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hartmut Meyer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-10-01
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1970-05-06
Also published as: DE1801051B2

Abstract

The stator winding segments which, in accordance with 1488663, are punched with the same tools as the segments for the actual alternator, are given tapered slots to facilitate the extraction of the finished coils. To restore the right dimensions to the coils the extra width is made up by side shims. These shims are removed after the impregnating resin in the insulating sleeves around the windings has set to the right dimensions.

Description

Verfahren zum Imprämieren und maßgerechten Aushärten der Isolierung von Wirklungselementen der Ständerwicklung einer elektrischen Großmaschine Zur Isolierung der Wicklungen elektrischer Großmaschinen werden seit längerer Zeit zunehmend geschichtete Isolierungen verwendet, die mit einem aushärtbaren Kunstharz imprägniert werden. Dazu ist es bekannt, die mit einer aufgewickelten Isolierhülse versehenen und nocl nicht imprägnierten Wicklungselemente in die Nuten des ständers oder Läufers einer elektrischen Maschine einzulegen und dann den Ständer bzw. Läufer einschließlich der Wicklung nach dem Evakuieren durch Überschwemmung unter Druck in großen Tränkwannen mit einem härtbaren Harz-Härtersystem zu -tranken und anschließend das in die Wicklungsisolierung eingedrungene Harz auszuhärten. Bei diesem Verfahren entfallen zvjar notwendige Preßformen, dieses Verfahren ist aber im Hinblick auf die Abmessungen der vorhandenen Tränkanlagen in der Regel auf Maschinen mit kleiiierem Durchmesser begrenzt.Process for the impregnation and true-to-size curing of the insulation of active elements of the stator winding of a large electrical machine For insulation The windings of large electrical machines have been increasingly layered for a long time Insulations are used, which are impregnated with a hardenable synthetic resin. For this purpose, it is known that provided with a wound insulating sleeve and nocl non-impregnated winding elements in the slots of the stator or rotor insert electrical machine and then including the stator or rotor the winding after evacuation by flooding under pressure in large drinking troughs to impregnate with a curable resin hardener system and then in the winding insulation to harden any resin that has penetrated. With this procedure, the necessary Compression molding, but this method is in view of the dimensions of the existing Watering systems are usually limited to machines with a smaller diameter.

Das IIauptpatent . ... ... (Anmeldung P 14 88 663.6 = PLA 65/0048, betrifft ein Verfahren zum Imprägnieren und maßgerechten Aushärten tier elli aushäitbares Tränkharz enthaltenden Isolierung von Wicklungselementen der Ständerwicklung einer elektrischen Großmaschine. Bei diesem Verfahren wird die auf die Wicklungselemente aufgewickelte Isolierhülse innerhalb einer Tränkvorrichtung mit einem zu einer Vielzahl von Tränkzyklen verwendbaren Tränkharz getränkt, worauf der in die Isolierhülse eingedrunrene Anteil es Tränkharzes bi einer die äußeren Abmaße der fertigen Isolierung maßgerecht festlegenden Weise ausgehärtet wird. Dazu ist die mehrfach benutzte Tränk- und Härteform, in welche die nit der aufgewickelten Isolierhülse versehenen Wicklungselemente eingelegt werde, unter Zuhilfenahme eines Teiles der Blechsegmente des Ständers der elektrischen Maschine aufgebaut. Diese Form nimmt jeweils gleichzeitig einen Teil der die gesamte S;ändelwicklung bildenden Wic,clungselemente auf und die Wicklungselemente werden nach dem maßgerechten Aushäten des in die Isolierhülse eingedrungenen Anteiles des Tränkharzes der Tränk- und Härteform wieder entnommen.The main patent. ... ... (registration P 14 88 663.6 = PLA 65/0048, relates to a process for the impregnation and true-to-size hardening of tier elli curable Impregnating resin-containing insulation of winding elements of the stator winding of a large electrical machine. In this process, the on the winding elements Coiled insulating sleeve within an impregnation device with one to a multitude Impregnating resin that can be used by impregnation cycles is impregnated, whereupon it is poured into the insulating sleeve Penetrated portion of the impregnating resin bi one of the outer dimensions of the finished insulation true to size is cured in a defining manner. In addition, the repeatedly used impregnation and hardness form, into which the winding elements provided with the wound-up insulating sleeve are inserted will, with the help of part of the sheet metal segments of the stator of the electrical Machine built. This shape takes up part of the whole at the same time S; ändelwicking forming winding elements on and the winding elements are after the dimensionally correct hardening of the portion of the penetrated into the insulating sleeve Impregnating resin removed from the impregnation and hardening mold.

Zur weiteren Verbesserung dieses Verfahrens und um es für Spulenwicklungen anwendbar zu machen, wird gemäß der Erfindung bei den zum Aufbau der mehrfach benutzbaren Tränk- und Härteform verwendeten Blechsegmente des Ständers die Breite der Nuten vergrößert und die ursprüngliche Nutgröße durch eingelegte Beilagen wieder hergestellt. Diese Beilagen werden nach dem maßgerechte Aushärten des in die Isolierhülse eingedrungenen Anteils des Tränkharzes vor dem Entfernen der Wicklung,selemeiite herausgenommen. Dadurch erreicht man den Vorteils daß die nach dem aushärten der Isolierhülse nicht mehr verformbaren Wicklungselemente, insbesondere Spulen ohne jegliche Schwierigkeit aus der Tränk- und Härteform entfernt werden können. Eine unerwünschte mechanische Beanspruchung der Isolierhülse der Spulen wird also bei diesem Arbeitsschritt vermieden.To further improve this process and to use it for coil windings to make applicable, is according to the invention in the construction of the reusable Impregnation and hardness form used sheet metal segments of the stand the width of the grooves enlarged and the original groove size restored by inserting shims. These inserts are after the dimensionally correct hardening of the penetrated into the insulating sleeve Part of the impregnating resin before removing the winding, selemeiite taken out. This has the advantage that after the hardening of the insulating sleeve not more deformable winding elements, especially coils without any difficulty can be removed from the impregnation and hardening mold. An undesirable mechanical one Stress on the insulating sleeve of the coils is therefore avoided in this work step.

Bei einer Spulenwicklung empfiehlt es sich, daß die Breite der Beilagen und entsprechend die Vergrößerung der Breite der Nuten auf jeder Seite sich jeweils nach der Neigung der Spulenseiten richtet. Sie soll mindestens der Differenz der Abstände des oberen und des unteren Endpunkt es der Nuten zu der Spulenachse entsprechen. Jedoch ist dabei zu beachten, daß der verbleibende Zahn festigkeitsmäßig nicht zu stark geschwächt wird.In the case of a coil winding, it is recommended that the width of the inserts and accordingly the enlargement of the width of the grooves on each side increases respectively according to the inclination of the coil sides. It should be at least the difference of The distances between the upper and lower end points of the slots correspond to the coil axis. However, it should be noted that the remaining tooth is not too strong in terms of strength is severely weakened.

Es ist weiterhin vorteilhaft, die Blechsegmente über der Län e der Spule mit Zwischenräumen anzuordnen. Dies genügt zur maßgetreuen Konturgebung des Wicklungselementes und verringert das Gewicht der Form. Außerdem wird das Eindringen des Tränkharzes in die gewickelte Isolierhülse erleichtert.It is also advantageous to use the sheet metal segments over the Län To arrange the coil with gaps. This is enough for true to size Contouring of the winding element and reduces the weight of the mold. It also gets penetration of the impregnating resin into the wrapped insulating sleeve.

Das zur Durchführung des Erfindungsgedankens erforderliche Wiederausbauen der Wicklungselemente aus der Tränk- und Härte-Enorm kann dadurch erleichtert werden, daß vor dem Imprägnieren Formtrennmittel, wie beispielsweise verklebungshindernde Folien oder Lacküberzüge, auf die Beilagen aufgebracht werden.The rebuilding required to carry out the inventive concept the winding elements from the impregnation and hardness enormous can thereby be facilitated, that prior to impregnation mold release agents, such as anti-sticking agents Foils or lacquer coatings on which inserts are applied.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in den Fig. . 1 und 2 eine für die Durchführung des Verfahrens erforderliche Tränk- und Härteform dargestellt.To explain the invention is shown in FIGS. 1 and 2 one for the Implementation of the process required impregnation and hardness form shown.

Die Tränk- und llarteform 1 besteht im wesentlichen aus Blechsegmenten 2 des Ständers der elektrischen Maschine, deren Spulen 3 fur die Ständerwicklung in der Form 1 getrankt und ausgerärtet werdeii. Diese Blechsegmenten 2 werden entweder mit dem gleichen Schnittwerkzeug wie die normalen Blechsegmente des Ständers mit normaler Blechstärke hergestellt, oder es können dickers Blechstärken verwendet werden, die nach den Konturen der Blechsegmente geformt werden. Seitlich begrenzen Stirnplatten die Blechsegmente sowie ein sich über die gesamte Breite des Wickelkopfen erstreckendes Gerüst 4 zur Aufnahme von nicht dargestellten Stütz- und Formelementen für den Wickelkopf 5 der Spulen 3.The impregnation and llarte mold 1 consists essentially of sheet metal segments 2 of the stator of the electrical machine, its coils 3 for the stator winding are soaked and hardened in form 1. These sheet metal segments 2 are either with the same cutting tool as the normal sheet metal segments of the stand normal sheet metal thickness, or thicker sheet metal thicknesses can be used that are shaped according to the contours of the sheet metal segments. Limit laterally End plates the sheet metal segments as well as one over the entire width of the end winding extending frame 4 for receiving support and form elements, not shown for the winding head 5 of the bobbins 3.

Die Nuten 6 in den Blechsegmenten 2 sind nachträglich aufgestantz, damit ihre Breite vergrößert wird. Bei ihrer ursprünglichen Form können nämlich die ausgehärteten Spulen nicht ohne erhebliche Schwierigkeiten bzw. Verformungen aus der Form 1 entfernt werden, weil die Spulenseiten zueinander geneigt sind.The grooves 6 in the sheet metal segments 2 are subsequently aufgestantz, so that their width is increased. In their original form, namely the cured coils not without considerable difficulties or deformations can be removed from the mold 1 because the coil sides are inclined to each other.

Deshalb beträgt die Vergrößerung der Breite der Nut auf jeder Seite mindestens die Differenz der Abstände des oberen und des unteren Endpunktes der Nuten zu der Spulenachse. Durch Bielswei 7, deren Breite der Vergrößerung der Nutbreite entspricht, und die in die Nuten 6 der Tränk- und Härteform eingelegt werden, werden wieder die maßgenauen Verhältnisse hergestellt.Therefore, the increase in the width of the groove on each side is at least the difference in the distances between the upper and lower end points of the Grooves to the coil axis. By Bielswei 7, the width of which is the magnification corresponds to the groove width, and which is inserted into the grooves 6 of the impregnation and hardening mold the dimensionally accurate proportions are restored.

In die Nuten 6 der Tränk- und Härteform 1 werden die Spulen 3 eingelegt, auf welche Isolierhülsen aus Glimmerbändern aufgewickelt sind. Die Glimmerbänder bestehen aus Glimmerschichten, die aus Glimmerplättchen oder auch aus kontinuierlichen Glimmerfolien, sogenanntem Glimmerpapier, bestehen können und einer wärmebeständigen Unterlage und gegebenenfalls einer abschließenden Decklage, auf die sie durch ein nicht selbsthärtendes, aber härtbares Bindemittel verklebt werden. Dieses Bindemittel, das n der Regel in einer enge von 3 bis 7 %, bezogen auf das Gewicht des Glimmerbandes, zur mechaniscAlen Verfestigung in das Glimmerband eingebraciit ist, ist derartig gewählt, daß es sich vollständig ill das zur späteren Imprägnierung verwendete IIarz-110'rter-System einbauen läßt. Es ist aber auch möglich, die Glimn.ersc1iichten mit einem schmelzfähigen Trägermaterial zu verschweißen.The coils 3 are inserted into the grooves 6 of the impregnation and hardening mold 1, on which insulating sleeves made of mica tapes are wound. The mica tapes consist of mica layers made up of mica flakes or of continuous layers Mica foils, so-called mica paper, can consist of a heat-resistant one Underlay and, if necessary, a final top layer, to which it is followed by a not self-hardening, but hardenable binding agent can be glued. This binder, the n usually in a narrow range of 3 to 7%, based on the weight of the mica tape, is incorporated into the mica tape for mechanical consolidation, is of this type chosen so that it is completely the IIarz-110'rter system used for later impregnation can be installed. But it is also possible to seal the glimens with a meltable To weld carrier material.

Das Gliinmerband, aus dem die Isolierhülsen der Spulen 3 aufgewickelt sind, enthält ferner einen die Reaktionsdauer des in die Isolierung eindringenden Harz-Härter-Systemes abkürzenden Beschleuniger, so daß das im Tränkbad verbleibende Stoffsystem trotz der Aushärtung des in die Isolierhülsen der Spulen 3 eindringenden anteiles keine Erhöhung seiner Viskosität zeigt, also für eine große Anzahl von Tränkzyklen verwendet werden kann. Die mit der aufgewickelten Isolierhülse versehenen Spulen 3 werden in die Nuten 6 der Form 1 eingelegt, nachdem die Beilagen 7 eingesetzt wurden. Dies bereitet eine Schwierigkeiten, da die Spulen vor der Tränkung und .!ushärtung noch mechanisch leicht verformbar sind. Da in den Randnuten der Form jeweils nur die Ober- oder Unterlage der Spulen 3 vorhanden ist, wird der für die zweite Spulenlage verbleibende Raum in der Nut 6 durch Beilagen 8 ausgefüllt. Außerdem kann das obere Ende der Nut durch Leisten 9 -erschlossen werden, wobei diese Leisten 9 nicht über die gesamte Länge der Nut 6 eingelegt zu weiden brauchen; vielmehr reicht es im allgemeinen aus, nur an einzelnen Stellen kurze Stücke einzulegen. Innerhalb des Wickelkopfes 5 der Spule 3 legen nicht dargestellte Füllstücke und Formleisten die Lage und die Abmessungen des Spulenwickelkopfes fest.The Gliinmerband from which the insulating sleeves of the coils 3 are wound also includes the reaction time of the penetrating into the insulation Resin-hardener system shortening accelerator, so that the remaining in the impregnation bath Material system despite the hardening of the penetrating into the insulating sleeves of the coils 3 proportion shows no increase in its viscosity, i.e. for a large number of Soaking cycles can be used. The ones provided with the rolled-up insulating sleeve Coils 3 are inserted into the grooves 6 of the mold 1 after the inserts 7 have been inserted became. This creates a problem, since the coils prior to impregnation and hardening are still easily mechanically deformable. Since in the edge grooves of the form only the top or bottom of the bobbins 3 is present, becomes that for the second bobbin layer remaining space in the groove 6 filled in by enclosures 8. aside from that the upper end of the groove can be closed by strips 9, these strips 9 need not be inserted over the entire length of the groove 6; much more it is generally sufficient to insert short pieces only in individual places. Inside the winding head 5 of the coil 3 are not shown filler pieces and Moldings fix the position and dimensions of the coil winding head.

l-Tach dem Einlegen der Spulen 3 mit den aufgewickelten Isolierhülsen wird die Tränk- und Härteform 1 in eine Tränkvorrichtung eingebracht, in der die Spulen 3 zunächst im Vakuum getrocknet und anschließend mit einem aushärtbaren Tränkharz imprägniert werden. Hierzu verbleibt die Tränk- und Härteform 1 solange im I'ränkbad, bis das Tränkharz, das in die Isolierhülsen der Spulen 3 eingedrungen ist, angeliert ist. Nach dem Herausnehmen der Form 1 aus dem Tränkbad fließt das überschlüssige Tränkharz aus der Form ab und ist für weitere Tränkzyklen verwendbar. Die Tränk- und Härte form 1 wird dann in einen Ofen gebracht, in dem sie bis zurn völligen Aushärten der Isolierhülsen verbleibt.l-Tach the insertion of the coils 3 with the wound insulating sleeves the impregnation and hardening mold 1 is introduced into an impregnation device in which the Coils 3 first dried in a vacuum and then with a curable impregnating resin are impregnated. For this purpose, the soaking and hardening form 1 remains in the soaking bath, until the impregnating resin, which has penetrated the insulating sleeves of the coils 3, gels is. After removing the mold 1 from the soaking bath, the excess flows Impregnating resin is removed from the mold and can be used for further impregnation cycles. The drinking and hardness form 1 is then placed in an oven, in which it is completely Hardening of the insulating sleeves remains.

Zum Ausbau der ausgehärteten Spulen 3 werden zunächst die Beilagen 7 aus den Nuten 6 der Form 1 herausgezogen. Um diea zu erleichtern, können die Beila en 7 mit verklebun ahindernden Folien, z.B. aus Polyäthylenglykolterephtalat versehen sei.To remove the cured coils 3, the enclosures are first 7 pulled out of the grooves 6 of the mold 1. To make this easier, the Beila en 7 with anti-sticking foils, e.g. made of polyethylene glycol terephthalate may be.

Nach den Entfernen der Beilagen 7 und gegebenenfalls der Leisten 9 und Forinstücke 8 lassen sich die Spulen 3 leicht aus der Form 1 herausnehmen.After removing the enclosures 7 and possibly the strips 9 and shape pieces 8, the bobbins 3 can be easily removed from the mold 1.

4 Ansprüche 2 Figuren4 claims 2 figures

Claims

Claims 1. Process for impregnation and true-to-size curing dej a curable impregnating resin-containing insulation of winding elements of the Stator winding of an electrical glazing machine, in which the winding elements wound insulating sleeve within an impregnation device with t one to one Variety of impregnation cycles usable impregnating resin is impregnated, whereupon the into the Insulating sleeve penetrated proportion of the impregnating resin in one of the outer dimensions of the finished insulation is cured in a dimensionally defining manner and in which the Repeatedly used impregnation and hardening form, in which the with the wound insulating sleeve provided winding elements are inserted, with the aid of part of the Sheet metal segments of the stator of the electrical machine are built up and each at the same time accommodates part of the winding elements forming the entire stator winding, wherein the winding elements after the dimensionally accurate hardening of the in the insulating sleeve penetrated portion of the impregnation resin of the impregnation and hardness form removed again be, according to patent. . . . ... patent application P 14 88 663.6 = DIh 65/0048), thereby marked that in the form of impregnation and hardness that can be used to build up the r.lehrfacn (1) used sheet metal segments (2) of the stator, the width of the grooves (6) increased and the original groove size is restored by inserting shims (7) and that the shims (7) after the dimensionally correct hardening of the in the isolteriiülse penetrated portion of the impregnating resin before removing the winding elements (3) be taken out.

2. The method according to claim 1, characterized in that at one Coil winding the width of the shims (7) and accordingly the enlargement of the Width of the grooves (6) on each side at least the difference in the distances of the upper one and the lower end point of the grooves (6) corresponds to the coil axis.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Sheet metal segments (2) arranged over the length of the coil (3) each with gaps are.

4. The method according to claim 1, characterized in that the enclosures (7) are provided with mold release agents.

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