DE2617377A1

DE2617377A1 - Verfahren zur mechanischen festlegung, traenkung und ausfuellung der wicklungshohlraeume einer elektrischen maschine

Info

Publication number: DE2617377A1
Application number: DE19762617377
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Kallas
Original assignee: Loher GmbH
Current assignee: Loher GmbH
Priority date: 1974-06-18
Filing date: 1976-04-21
Publication date: 1977-11-10
Also published as: DE2429119B2; DE2429119C3; DE2429119A1

Description

Verfahren zur mechanischen Festlegung, Tränkung
und Ausfüllung der Wicklungshohlräume einer elektrischen Maschine Zusatz zu Patent ... (= P 24 29 119.8-32) Das Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren zur mechanischen Festlegung, Tränkung und Ausfüllung der Wicklungshohlräume einer rotierenden elektrischen Maschine mit Isolierstoffen auf Silikonbasis. Zur Lösung der Aufgabe, durch eine vollständige Ausfüllung der bewickelten Ständernuten die Möglichkeit zu schaffen, die Stärke der Nuthülsen und Deckschieber auf ein Mindestmaß zu reduzieren und einen wesentlich besseren Wärmeübergang zwischen Wicklung und Blechpaket zu erreichen, zeichnet sich das Verfahren nach dem Hauptpatent dadurch aus, daß die Ständernuten innerhalb des Blechpaketes, in welchen die Drähte der Wicklung liegen, nach außen an den Nutausgängen und am Nutschlitz mit streich- und knetfähigen, bei Raumtemperatur additionsvernetzenden Elastomer-Massen auf siliziwnorganischer Basis abgedichtet werden die Wicklungshohlräume in den Nuten anschließend mit Füllstoffe zur Erhöhung der Wärmeleitfähgikeit enthaltenden Elastomer-Massen gleicher chemischer Ausgangs- und Vernetzungsbasis ausgefüllt werden und daß die außerhalb der ;Nuten liegenden WickelköpSe in einem Zweikomponenten-Isolierharz siliziumorganischer Basis getränkt werden, dessen briskosität durch Zuführung von Wärme mittels eines beheizten Tränkbehälters oder durch Stromaufheizung der Wicklung selbst auf eine Viskosität von 100 bis 200 cps gebracht worden ist. Die Erfindung nach dem Hauptpatent geht also von dem Gedanken aus, zwei verschiedene Verfahrens schritte für die mechanische Verfestigung und Pänkung von Runddraht-Träufelwicklungen rotierender elektrischer Maschinen zu kombinieren. Den verschiedenen Verfahrensschritten sind auch in ihrer Zusammensetzung verschiedene Tränkmittel oder -massen zugeordnet. Die unterschiedlichen Verfahrensschritte tragen einerseits den besonderen Gegebenneiten der unterschiedlichen Lage und Unterbringung der Wicklung inner- und außerhalb der Ständernuten Rechnung, andererseits aber auch der unterschiedlichen cKemischen-Zusanensetsung) der Füllmasse bzw. des Gränkmittels. Die additionsvernetzenden, füllstoffenthaltenden Elastomere auf siliziumorganischer Basis mit niedriger Viskosität gestatten eine vollständige Ausfüllung der Nuten und verhindern ein Austreten von Spaltprodukten beim Vernetzungsvorgang.
Die vorliegende Erfindung hat eine Weiterentwicklung und Verbesserung des Verfahrens nach dem Rauptpatent zum Gegenstand. Während im Rahmen des Verfahrens nach dem Hauptpatent die Wicklungshohlräume in den Nuten: mit Füllstoffen zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit enthaltenden Elastomer-Massen gleicher chemischer Ausgangs- und Vernetzungsbasis ausgefüllt werden, lehrt die vorliegende Erfindung, daß die innerhalb des Blechpaketes liegenden Drähte der Wicklung mit bei Raumtemperatur kondensations- oder additionsvernetzenden Elastomeren ausgefüllt sind, die aus modifizierten Organopolysiloxanen durch Pfropfpolymerisation von aliphatische Mehrfachbindungen enthaltenden Monomeren auf Organopolysiloxane mittels freier Radikale hergestellt sind, wobei der Polymerisationsansatz zusätzlich zu aliphatische Mehrfachbindungen enthaltendem Monomer, Organopolysiloxan und Radikalbildner 1 bis 50 %, bezogen auf das Gesamtgewicht von aliphatische Mehrfachbindungen enthaltendem Monomer, Organopolysiloxan und Radikalbildner, einer gegenüber den übrigen Bestandteilen des Polymerisationsansatzes inerten Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von höchstens 1000C bei 760 mm Hg (abs.), in der weder zu pfropfendes Organopolysiloxan noch die bei der Pfropfpolymerisation erhaltenen Polymerisate bei der jeweils angewandten Polymerisationstemperatur löslich sind, enthält. Die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangenden modifizierten Organopolysiloxane sind aus der DT-OS 24 05 828 bekannt. Diese Elastomere besitzen im Gegensatz zu den Elastomeren, welche nach der Lehre des Hauptpatentes verwendet werden, keine Füllstoffe.
Es sind zwei Komponentenmassen, bei denen durch besondere Zusammensetzung der Härterkomponente auch kurze Topfzeiten und damit kurze Zeiten für die Vernetzung der Massen erreicht werden können. Die Eigenschaften dieser niedrig viskosen kondensations- oder additionsvernetzenden Zweikomponentenmassen auf der Basis von modifizierten Organopolysiloxanen nach der DT-OS 24 05 828 ermöglichen es, in den Verguß neben den im Blechpaket befindlichen Teilen der Wicklung auch die Wickelköpfe miteinzubeziehen. Zudem zeigen diese Massen im vernetzten Zustand bei Raumtemperatur eine große Shorehärte, die bei steigender Temperatur stark abnimmt. So wird beispielsweise für eine bestimmte Zusammensetzung dieser nach der Erfindung verwendeten Zweikomponentenmasse bei 200C Raumtemperatur eine Shorehärte A nach DIN 53 505 von 87, dagegen bei einer Temperatur von 1200C eine solche von 6 gemessen. Die für den nach der erflndungsgemäßen Lehre möglichen, vollständigen Verguß der Wicklung verwendeten Zweikomponentenmassen zeigern also bei Raumtemperatur ein fast lederartiges Verhalten mit geringer elastischer Komponente, während bei höheren Betriebstemperaturen ein weiches elastisches Verhalten vorliegt. Dadurch können im Gegensatz zu einem Verguß aus organischen Epoxyd- oder UP-Harzen unterschiedliche Ausdehnungen von Wicklungen und Blechpaket voll ausgeglichenowerden, ohne daß es zu Rißbildungen in der Wicklungsisolierung kommt. Eine für den gleichen Verwendungszweck ausgewählte Isolierharztränkmasse auf Epoxydharz-Basis mit Füllstoffen zeigt dagegen bei einer Raumtemperatur von 20°C eine Shqrehärte A nach DIN 53 5Q5 von 55 und bei einer Temperatur von 1200C eine solche von 73. Ein Verguß mit dieser Tränkharzmasse führt also bei den betriebsmäßig vorkommenden Temperaturwechselbeanspruchungen der Wicklung zu Rissen, die ein Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasser ermöglichen. Dagegen ist der erfindungsgemäße Verguß mit kondensations- oder additionsvernetzenden Zweikomponentenmassen auf der Basis modifizierter Organopolysiloxane nach der DT-OS 24 05 828 wegen seiner vorher beschriebenen Eigenschaften besonders für Wicklungen geeignet, die im Stillstand oder bei Betrieb hohen Feuchtigkeitsbeanspruchungen ausgesetzt sind.
Aus der nachstehenden Tabelle ersieht man den Verlauf des Isolationswiderstandes von Spulen, die mit Epoxdharztränkmasse oder mit einer kondensationsvernetzenden Zweikomponentenmasse nach der vorliegenden Erfindung überzogen sind: Isolationswiderstand in Ohm Beanspruchung und Zeit Spule mit Epoxyd- Spule mit Zweitränkharzmasse komponentenmas se Anlieferungszustand 50 x 101° 10 x 101° nach 30 min. im Wasser 1 x 106 10 x io10 nach 24 h im Wasser 0,98 x 106 10 x 1010 nach 72 h im Wasser 0,8 x 106 10 x 1010 nach 164 h im Wasser 0,8 x 106 40 x io10 nach 1 h Trocknung in Luft 0,95 x 106 2 x 1010 nach 24 h Trocknung in Luft 5 x 106 50 x 1010 nach 12 h Trocknung bei 15Q 1500C 60 x 106 10 x 1010 Aus dem Verlauf des Isolationswiderstandes nach der vorstehenden Tabelle ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Verguß die Betriebssicherheit der damit versehenen Wicklung erheblich erhöht und gegen Feuchtigkeitseinflüsse außerordentlich gut schützt. Die bei Temperaturwechseln auftretenden unterschiedlichen Ausdehnungen zwischen Wicklung und Blechpaket werden bei Einbettung der Wicklung in dem erfindungsgemäßen Verguß durch den erheblichen Abfall der Shorehärte A dieses Vergusses voll aufgefangen. Auch bei längeren thermischen Wechselbeanspruchungen bleibt das elastische Verhalten des Vergusses voll aufrecht erhalten, da es sich bei den Zweikomponentenmassen um Elastomere mit voll reversiblen Eigenschaften handelt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das Vergießen von Wicklungsteilen oder der seststen Wicklung mit gleichen oder ähnlichen Vergieß- bzw. Misch- und Dosiereinrichtungen vorgenommen werden, wie dies im Hauptpatent geschildert ist.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung gegenüber dem Verfahren des Hauptpatents besteht darin, daß einerseits der Energieaufwand und andererseits die Fertigungszeit gegenüber dem Verfahren nach dem Hauptpatent verbessert worden sind. Nach den Hauptpatent sind ja zwei getrennte Arbeitsschritte erforderlich, um die Wicklung durch Ausfüllung der Hohlräume und durch Tränkung der Wickelköpfe in einen betriebsfähigen Zustand zu bringen. Desgleichen ist nach dem Hauptpatent die Zuführung von Wärme für die Aushärtung der Wickelkopftränkung erforderlich.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur mechanischen Festlegung, Tränkung und Ausfüllung der Wicklungshohlräume einer rotierenden elektrischen Maschine mit Isolierstoffen auf Silikonbasis, bei welchem die Ständernuten innerhalb des Blechpaketes, in welchen die Drähte der Wicklung liegen, nach außen an den Nutausgängen und am Nutschlitz mit streich- oder knetfähigen, bei Raumtemperatur additionsvernetzenden Elastomer-Massen auf siliziumorganischer Basis abgedichtet werden, und die außerhalb der Nuten liegenden Wickelköpfe in einem Zweikomponenten-Isolierharz siliziumorganischer Basis getränkt werden, dessen Viskosität durch Zuführung von Wärme mit Hilfe eines beheizten Tränkbehälters oder durch Stromaufheizung der Wicklung selbst auf eine Viskosität von 100 bis 200 cps. gebracht worden ist, nach Patent ... (= P 24 29 119.8-32), d a -d u r c h g e k e n n z e i zu c h n e t , daß die innerhalb des Blechpaketes liegenden Drähte der Wicklung mit bei Raumtemperatur kondensations- oder additionsvernetzenden Elastomeren ausgefüllt sind, die aus modifizierten Organopolysiloxanen durch Pfropfpolymerisation von aliphatische Mehrfachbindungen enthaltenden Monomere auf Organopolysiloxane mittels freier Radikale derart hergestellt sind, daß der Polymerisationsansatz zusätzlich zu aliphatische Mehrfachbindungen enthaltendem Monomer, Organopolysiloxan und Radikalbildner 1 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von aliphatische Mehrfachbindungen enthaltendem Monomer, Organopolysiloxan und Radikalbildner, einer gegenüber den übrigen Bestandteilen des Polymerisationsansatzes inerten Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von höchstens 1000C bei 760 mm Hg (abs.), in der weder zu pfropfendes Organopolysiloxan noch die bei der Pfropfpolymerisation erhaltenen Polymerisate bei der jeweils angewandten Polymerisationstemperatur löslich sind, enthält.
2. Verfahren zur mechanischen Festlegung und Ausfüllung der Wicklungshohlräume einer rotierenden elektrischen Maschine mit Isolierstoffen auf Silikonbasis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Wickelköpfe mit bei Raumtemperatur kondensations- oder additionsvernetzenden Elastomeren, die aus den modifizierten Organopolysiloxanen hergestellt sind, unter Verwendung von Schnellhärtern auf der Basis von Kieselsäureestern und organischen Zinnverbindungen ausgefüllt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wicklungsteile und festen Isolierstoffe, die mit dem Verguß aus kondensations- oder additionsvernetzenden Elastomeren auf der Basis der modifizierten Organopolysiloxane in Berührung kommen, mit Haftvermittlern auf der Basis von Kieselsäureestern überzogen worden sind.