DE1801051C - Process for the impregnation and dimensionally correct hardening of the insulation of winding elements of the stator winding of a large electrical machine - Google Patents

Process for the impregnation and dimensionally correct hardening of the insulation of winding elements of the stator winding of a large electrical machine

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DE1801051C
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Hartmut Dr.-Ing. 1000 Berlin Meyer
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Siemens AG
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Siemens AG
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Description

Zur Isol'-erung der Wicklungen elektrischer Groß- Zur weiteren Verbesserung dieses Verfahrens undTo isolate the windings of electrical large- To further improve this process and

maschinen werden seit längerer Zeit zunehmend ge- 60 um es für Spulenwicklungen anwendbar zu machen, schichtete Isolierungen verwendet, die mit einem aus- wird gemäß der Erfindung bei den zum Aufbau der härtbaren Kunstharz imprägniert werden. Oazu ist es mehrfach benutzbaren Tränk- und Härteform verbekannt, die mit einer aufgewickelten isoüerhülse wendeten Blechsegmenten des Ständers die Breite der versehenen und noch nicht imprägnierten Wicklungs- Nuten vergrößert und die ursprüngliche Nutgröße elemente in die Nuten des Ständers oder Läufers 65 durch eingelegte Beilagen wieder hergestellt. Diese einer elektrischen Maschine einzulegen und dann den Beilagen werden nach dem maßgerechten Aushärten Ständer bzw. Läufer einschließlich der Wicklung des in die Isoüerhülse eingedrungenen Anteils des nach dem Evakuieren durch Überschwemmung unter Tränkharzes vor dem Entfernen der Wicklungsele-For a long time, machines have increasingly been used, in order to make them applicable for coil windings, layered insulation which is impregnated with an insulation material according to the invention for the construction of the hardenable synthetic resin. It is also known that the impregnation and hardening form can be used several times, which increases the width of the provided and not yet impregnated winding grooves with a wound insulated sleeve, and the original groove size is restored by inserting inserts into the grooves of the stator or rotor 65 . Insert these into an electrical machine and then add the inserts to the stator or rotor, including the winding, of the portion that penetrated into the insulating sleeve after the evacuation by flooding under impregnating resin before removing the winding element.

mente herausgenommen. Dadurch erreicht man des Vorteil, daß die nach dem Aushärten der Isolierhülse nicht mehr verformbaren Wlcklungselemente, 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 vermieien. elements taken out. This achieves the Advantage that after the insulating sleeve has hardened, the winding elements, in particular, which can no longer be deformed Coils can be removed from the impregnation and hardening mold without any difficulty. One undesired mechanical stress on the insulating sleeve of the coils is avoided in this work step.

Bei einer Spulenwicklung empfiehlt es sich, daß die Breite der Beilagen und entsprechend ^e Vergrößerung der Breite der Nuten auf iedf Seite sich jeweils nach der Neigung der Spul .; htet. Sie soll mindestens der Differenz de jes oberen und des unteren Endpunk. . zu der Spulenachse entsprechen. Jedoc iSi udbu zu beachten, daß der verbleibende Zahn festigkeitsmäßig nicht zu sttrk geschwächt wird.In the case of a coil winding, it is advisable that the width of the shims and the corresponding increase in the width of the grooves on each side should vary according to the inclination of the coil. ; h t et. It should be at least the difference between the upper and lower end points. . correspond to the coil axis. Jedoc iSi udbu to ensure that the remaining tooth is not weakened too much in terms of strength.

Es ist weiterhin vorteilhaft, die Blechsegmente über der Länge 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 arrange the sheet metal segments over the length of the coil with gaps. This is sufficient for the dimensionally accurate contouring of the winding element and reduces the weight the form. In addition, the penetration of the impregnating resin into the wound insulating sleeve is made easier.

Das zur Durchführung des Erfindungsgedankens erforderliche Wiederausbauen der Wicklungselemente aus der Tränk- und Härteform kann dadurch erleichtert werden, daß vor dem Imprägnieren Formtrennmittel, wie beispielsweise verklebungshindernde Folien oder Lacküberzüge, auf die Beilagen aufgebracht werden.The dismantling of the winding elements required to implement the concept of the invention from the impregnation and hardening mold can be facilitated by the fact that mold release agents, such as anti-stick films or lacquer coatings, applied to the inserts will.

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, FIGS. 1 and 2 show one required for carrying out the method Impregnation and hardness form shown.

Die Tränk- und Härteform 1 besteht im wesentlichen aus Blechsegmenten 2 des Ständers der elektrischen Maschine, deren Spulen 3 für die Ständerwicklung in der Form 1 getränkt und ausgehärtet werden. Diese Bleichsegmente 2 werden entweder mit dem gleichen Schnittwerkzeug wie die normalen Blechsegmente des Ständers mit normaler Blechstärke hergestellt, oder es können dickere Blechstärken verwendet werden, die nach den Konturen der EJechsegmente geformt werden. Seitlich begrenzen Stirnplatten die Bleclisegmente sowie ein sich über die gesamte Breite des Wickelkcpfes erstreckendes Gerüst 4 zur Aufnahme von nicht dargestellten Stütz- und Formelementen für den Wickelkopf S der Spuler. 3.The impregnation and hardening mold 1 consists essentially of sheet metal segments 2 of the stator of the electrical Machine, the coils 3 of which are soaked and hardened for the stator winding in the form 1. These bleaching segments 2 are either made with the same cutting tool as the normal sheet metal segments of the stand is made with normal sheet metal thickness, or thicker sheet metal thicknesses can be used that are shaped according to the contours of the EJechsegmente. Laterally limit end plates the sheet metal segments and a framework 4 extending over the entire width of the winding head for receiving support and shaped elements, not shown, for the winding head S of the winder. 3.

Die Nuten 6 in den Biechsegmenten 2 sind nachträglich aufgestanzt, damit ihre Breite vergrößert wird. Bei ihrer ursprünglichen Form können nämlich die ausgehärteten Spulen nicht ohne erhebliche Schwierigkeiten bzv. Verformungen aus der Form 1 entfernt werden, weil die Spulenseiten zueinander geneigt sind. 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 Buht gen 7, deren Breite der Vergrößerung der Nutnreitc entspricht und die in die Nuten 6 ti«. · Tr.n V und Härteform eingelegt werden, werden v. d-.-r dw ma:' genauen Verhältnisse hergestelltThe grooves 6 in the Biechsegmenten 2 are punched out later, so that their width is increased. In their original shape, namely, the cured coils can not without considerable difficulties or. Deformations are removed from the mold 1 because the coil sides are inclined to each other. Therefore, the increase in the width of the groove on each side is at least the difference between the distances between the upper and lower end points of the grooves to the coil axis through Buht gene 7, the width of which corresponds to the enlargement of the groove width and that in the grooves 6 ti «. · Tr.n V and hardness form are inserted, v. d -.- r dw ma: 'exact proportions established

In die Nuten 6 d;r Tränk- und H;r! f ;, J ·<■. ■ den die Spulen 3 eingelegt, auf welch I aus Glimmerbändern fkl Gliiraierbänder bestehen aus Glimsnerscbichten, 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, abc härtbares Bindemittel verklebt werden. Dieses Bindemittel, das in der Regel in einer Menge von 3 bis 7°/o, bezogen auf das Gewicht des Glimmerbandes,In the grooves 6 d; r watering and H; r! f;, J · <■. ■ which the bobbins 3 inserted, on which I made of mica tapes Gliiraier tapes consist of mica coats which made of mica flakes or from continuous mica foils, so-called mica paper, can exist and a heat-resistant base and, if necessary, a final top layer, to which they are glued by a non-self-hardening, abc hardenable binder. This binder, usually in an amount of 3 to 7%, based on the weight of the mica tape,

ίο zur mechanischen Verfestigung in das Glimmerband eingebracht ist, ist derartig gewählt, daß es sich vollständig in das zur späteren imprägnierung verwendete Harz-Härter-System einbauen läßt Es ist aber auch möglich, die Glimmerschichten mit einemίο for mechanical consolidation in the mica tape is introduced is chosen such that it is completely Can be built into the resin-hardener system used for later impregnation, but it is also possible the mica layers with one

schmelzfähigen Trägermaterial zu verschweißen.to weld meltable carrier material.

Das Glimmerband, aus dem die Isolierhülsen der Spulen3 aufgewickelt sind, enthält femer .inen die Reaktionsdauer des in die IsoKerung eindringenden Harz-Härter-Systems abkürzenden Beschleuniger, soThe mica tape from which the insulating sleeves of the coils 3 are wound also contains the The reaction time of the accelerator that shortens the resin-hardener system penetrating the insulation, see above

ao daß das im Tränkbad verbleibeniU. Stoffsystem trotz der Aushärtung des in die Isolierhülsun der Spulen 3 eindringenden Anteiles keine Erhöhung seiuer 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 keine Schwierigkeiten, da die Spulen vor der Tränkung und Aushärtung noch mechanisch leicht verformbar sind. Da in den Randnuten der Form jeweils nur die Ober- oder Unterlage der Spulen 3 vorhanden ist, wird eier für die zweite Spulenlage verbleibende Raum in der Nut 6 durch Beilagen 8 ausgefüllt. Außerdem kann das obere Ende der Nut durch Leisten 9 verschlossen werden, wobei diese Leisten 9 nicht über die gesamte Länge der Nut 6 eingelegt zu werden brauchen; vielmehr reicht es im allgemeinen aus, nur an einzelnen Stellen kurze Stücke einzulegen. Innerhalb des Wikkelkopfes 5 der Spule 3 legen nicht dargestellte Füll-ao that they remain in the soaking bath. Substance system despite the hardening of the portion penetrating into the insulating sleeve of the coils 3 does not increase its viscosity shows, so can be used for a large number of soaking cycles. The one with the wound up Coils 3 provided with an insulating sleeve are inserted into the grooves 6 of the mold 1 after the inserts 7 were used. This does not cause any difficulties, since the coils are before the 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, there is space in the groove 6 for the second bobbin layer filled in by enclosures 8. In addition, the upper end of the groove can be closed by strips 9 are, these strips 9 do not need to be inserted over the entire length of the groove 6; much more it is generally sufficient to insert short pieces in only a few places. Inside the winding head 5 of the coil 3 are not shown filling

stücke und Formleisten die Lage und die Abmessungen des Spulenwickelkopfes fest.pieces and moldings the position and dimensions of the coil winding head.

Nach 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 so lange im Tränkbad, bis das Tränkharz, das in die Isolierhülsen der Spulen 3 eingedrunge., ist, angeliert ist. Nach dem Herausnehmen der Form 1 aus dem Tränkbad fließt das überschüssige Tränkharz aus der Form ab und ist für weitere Tränkzyklen verwendbar. Die Tränk- jnd Härteform 1 wird aann in einen Ofen gebracht, in dem sie bis zum völlifen Aushärten der Isolierhülsen verbleibt. After inserting the coils 3 with the wound-up insulating sleeves, the impregnation and hardening form 1 introduced into an impregnation device, in which the coils 3 are first dried in a vacuum and are then impregnated with a curable impregnating resin. For this purpose, the impregnation and Hardening form 1 in the impregnation bath until the impregnation resin that has penetrated into the insulating sleeves of the coils 3., is, is gelled. 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 impregnation and hardness form 1 is then placed in an oven, where it remains until the insulating sleeves have cured completely.

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Claims (4)

Druck in großen Tränkwannen mit einem härtbaren Patentansprüche: Harz-Härtersystem zu tränken und anschließend dasPrinting in large soaking tubs with a hardenable patent claim: to soak the resin hardener system and then that in die Wicklungsisolierung eingedrungene Harz aus-Resin that has penetrated the winding insulation ' J. Verfahren zum Imprägnieren und maßge- zuhärten. Bei diesem Verfahren entfallen zwar notrechten Aushärten der ein aushärtbares Tränk- 5 wendige Preßformen, dieses Verfahren ist aber im harz enthaltenen isolierung von Wicklungsele- Hinblick auf die Abmessungen der vorhandenen menten der Ständerwicklung einer elektrischen Tränkanlagen in der Regel auf Maschinen mit kleine-Großmaschine mit geteiltem Ständerblechpaket, rem Durchmesser begrenzt.J. Methods of impregnation and hardening to measure. This procedure does not apply to emergency rights Curing of a curable impregnation 5 manoeuvrable molds, but this process is in Resin contained insulation of winding elements considering the dimensions of the existing ments of the stator winding of an electrical watering system usually on machines with small-large machines with split stator core, limited diameter. bei dem die mit einer aufgewickelten Isolierhülse Um auch bei elektrischen Großmaschinen die mitin which the with a wound insulating sleeve Um also in large electrical machines with versehenen Wicklungselemente unter Verwen- io der Isolierung versehenen Wicklungsleiter in ihrer dung von Formtrennmitteln in eine mehrfach be- endgültigen Lage in den Nuten der Maschine imprägnutzbare, die äußeren Abmaße der fertigen Iso- nieren zu können, ist es aus der schweizerischen Palierung maßgerecht festlegende Tränk- und Här- te -.tschrift 367 235 bekannt, die Wandung jeder Nut ieform eingelegt und innerhalb einer Tränkvor- vor dem Einlegen der Wicklungselemente mit einer richtung mit einem praktisch ohne Viskositätsän- 15 vakuumdichten Auskleidung zu versehen. Nach dem deruBg zu einer Vielzahl von Tränkzyklen ver- Einbau der Wicklung werden die Nuten dann vakuwendbaren Tränkharz getränkt werden, worauf umdicht abgeschlossen, so daß die Nut selber mit ih- dc in der Isolie'hülse eingedrungene Anteil des rem Abschluß als Imprägriergefäß dient. Jede einzel-Tränkharzes ausgehärtet wird, und danach die ne Nut muß also mit einem Saugrohr für den An-Wicklungselemente der Tränk- und Härteform 20 schluß der Vakuumpumpe zum Evakuieren und mit wieder entnommen werden und dieser Vorgang einem Imprägnierrohr für den Anschluß zur Imprägmit jeweils neuen Wicklungselementen so lange nieranlage verbunden werden, wobei diese Verbinwi -derholt wird, bis die gewünschte Zahl von iso- dung vakuumdicht «ein muß. Dies erfordert einen lierten Wickiungselementen erreicht ist, und wobei sehr großen app;:'"*'ven Aufbau,
die mehrfach benutzbare Tränk- und Härteform 25 Auch das Hauptpat'nt 1 488 663 betrifft ein Verunter Zuhilfenahme eines Teiles der Blechseg- fahren zum Imprägnieren und maßgerechten Aushärmente des Ständers der elektrischen Maschine ten der ein aushärtbares Tränkharz enthaltenden Isoaufgebaut ist md jeweils gleichzeitig mehrere Iierung von Wicklungselementen der Ständerwick-Wicklungselemente aufnimmt, nach Patent lung einer elektrischen Großmaschine mit geteiltem 1 488 663, dadurch <5eke"nzeichnet,3° Ständerblechpaket. Bei diesem Verfahren werden die daß bei den zum Aufbau der mehrfach benutzba- mit einer aufgewickelten Isolierhülse versehenen ren Tränk- und Härteform verwerteten Blech- Wicklungselemente unter Verwendung von Formsegmenten des Ständers die Breite der Nuten ver- trennmitteln in eine mehrfach benutzbare, die äußegrößert und die ursprüngliche Nutgröße durch ren Abmaße der fertigen Isolierung maßgerecht festeingelegte Beilagen wieder hergestellt wird und 35 legende Tränk- und Härteform eingelegt und innerdaß die Beilagen nach dem maßgerechten Aus- halb einer Tränkvorrichtung mit einem praktisch ohne härten des in die Isoüerhülse eingedrungenen An- Viskositätsänderung zu einer Vielzahl von Tränkteils des Tränkharzes vor dem Entfernen der zyklen verwendbaren Tränkharz getränkt. Darauf Wicklungselemente herausgenommen werden. wird der in die Isolierhülse eingedrungene Anteil desprovided winding elements using the insulation provided winding conductors in their formation of mold release agents in a multiple final position in the grooves of the machine that can be used to impregnate the outer dimensions of the finished insulation, it is an impregnation that is precisely defined from the Swiss paling. and Hardness. After deruBg to a plurality of Tränkzyklen comparable installation of the winding, the grooves then vakuwendbaren impregnating resin be impregnated, after which umdicht finished, so that the groove itself serves the rem completion with IH dc in the Isolie'hülse penetrated proportion than Imprägriergefäß. Each individual impregnation resin is cured, and then the ne groove must be removed with a suction pipe for the winding elements of the impregnation and hardening mold 20 circuit of the vacuum pump for evacuation and with again and this process an impregnation pipe for the connection to the impregnation with each new one Winding elements are connected as long as nieranlage, this connection is repeated until the desired number of insulation must be vacuum-tight. This requires a lined winding element is achieved, and with very large app;: '"*' ven structure,
the reusable impregnation and hardening mold 25 The main patent 1 488 663 also relates to the use of a part of the sheet metal segments for the impregnation and true-to-size curing of the stator of the electrical machine Holds the winding elements of the stator winding elements, according to the patent development of a large electrical machine with a split 1 488 663, thereby <5eke "n marks, 3 ° stator core - and hardness form exploited sheet metal winding elements using form segments of the stator separating the width of the grooves into a multiply usable, which is extremely enlarged and the original groove size is restored by the dimensions of the finished insulation nd hardening mold inserted and inside that the inserts are soaked after the dimensionally accurate out of an impregnating device with a viscosity change which has penetrated into the insulating sleeve practically without hardening to a large number of impregnating part of the impregnating resin before the removal of the impregnating resin which can be used for cycles. Then winding elements are taken out. the part of the penetrated into the insulating sleeve 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- 40 Tränkharzes ausgehärtet, und danach werden die kennzeichn t, daß bei einer Spulenwicklung die Wicklungselemente der Tränk- und Härteform wie-Breite der Beilagen und entsprechend die Vergrö- der entnommen. Dieser Vorgang wird mit jeweils ßerung der Breite der Nuten auf jeder Seite min- neuen Wickiungselementen so lange wiederholt, bis destens der Differenz der Abstände des oberen die gewünschte Anzahl von isolierten Wicklungsele- und des unteren Endpunktes der Nuten zu der 45 menten erreicht ist. Wesentlich für dieses Verfahren Spulenachse entsprechend gewählt werden. ist, daß die mehrfach benutzbare Tränk- und Härte-2. The method according to claim 1, characterized in that the impregnating resin is cured, and then the characters are identified that, in the case of a coil winding, the winding elements of the impregnation and hardness form such as the width of the inserts and, accordingly, the magnification are removed. This process is repeated with an increase in the width of the grooves on each side of the new winding elements until at least the difference in the distances between the upper and the lower end point of the grooves has reached the required number of insulated winding elements. It is essential for this procedure to select the coil axis accordingly. is that the reusable impregnation and hardness 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch form unter Zuhilfenahme eines Teiles der Blechseggekennzeicfinei, daß die Blechsegmente über der mente des Ständers der elektrischen Maschine aufge-Länge der Spule jeweils mit Zwischenräumen an- baut ist und jeweils gleichzeitig mehrere W'icklungsgeordnet werden. 50 elemente aufnimmt. Man nimmt also jeweils eine3. The method according to claim 1 or 2, characterized in the form with the aid of part of the Blechseggekennzeicfinei, that the sheet metal segments over the ments of the stator of the electrical machine on-length the coil is built on with gaps in between and several windings are arranged at the same time will. Holds 50 elements. So you take one at a time 4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- gruppenweise Tränkung und Aushärtung der Isoliekennzeichnet, daß die Beilagen mit Formtrenn- rung der Wickiungseiemenie voi, wu'uci die dazu vermitteln versehen werden. wendete Tränk- und Härteform aus Blechsegmenten4. The method according to claim I, characterized in groups of impregnation and curing of the insulation, that the enclosures with the form separation of the winding belt voi, wu'uci convey that be provided. turned impregnation and hardening mold from sheet metal segments des Ständers hergestellt ist. Die äußeren Abmessun-of the stand is made. The outer dimensions 55 gen der Tränk- und Härteform sind dabei so gewählt,55 types of impregnation and hardness are chosen so that ———— daß diese ohne Schwierigkeiten in den Tränkkessel,———— that these can be fed into the drinking kettle without difficulty, wo sie überflutet werden soll, eingesetzt werdenwhere it is to be flooded kann.can.

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