DE2656016A1 - Verfahren zur befestigung von wicklungselementen in der nut einer rotierenden elektrischen maschine und zwischenlage zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur befestigung von wicklungselementen in der nut einer rotierenden elektrischen maschine und zwischenlage zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2656016A1
DE2656016A1 DE19762656016 DE2656016A DE2656016A1 DE 2656016 A1 DE2656016 A1 DE 2656016A1 DE 19762656016 DE19762656016 DE 19762656016 DE 2656016 A DE2656016 A DE 2656016A DE 2656016 A1 DE2656016 A1 DE 2656016A1
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Roland Schuler
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  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Description

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PL/Ca I7.II.76
BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)
Verfahren zur Befestigung von Wicklungselementen in der Nut einer rotierenden elektrischen Maschine und Zwischenlage zur Durchführung des Verfahrens.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung von Wicklungselementen einer rotierenden elektrischen Maschine mittels eines Keiles und mittels aushärtbarer und der Form der Räume zwischen den Wicklungselementen und/oder zwischen dem Nutgrund und dem Wicklungselement und/oder zwischen dem Wicklungselement und dem Keil bzw. der Keilunterlage unter Druck anpassbarer Zwischenlagen und eine Zwischenlage zur Durchführung des Verfahrens.
Die Wicklungen von rotierenden elektrischen Maschinen sind heute praktisch ausschliesslich aus Spulen oder Stäben aufgebaut, wobei meist je zwei isolierte Spulenseiten in einer Nut angeordnet sind. Diese wiederum sind durch meist trapezförmige Keile aus Isoliermaterial abgeschlossen,
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die den Zweck haben, die Leiter mechanisch in der Nut zu halten.
Im Hinblick auf die Betriebssicherheit der Maschine ist es sehr wichtig, dass das mechanische Pesthalten über eine längere Betriebszeit und bei allen Betriebsbedingungen der Maschine garantiert werden kann. Es ist eine ganze Reihe von Lösungen bekannt, die das Problem des Pesthaltens der Wicklungselemente besser lösen sollen. In der CH-PS 56*1 872 ist eine Nutenverschlussanordriung enthalten, bei der zwischen dem Nutenkeil und den Wicklungen mehrere Scheibenfedern in einer Reihe axial hintopolrumdor angeordnet sind. Gemäss der DT-OS 21 65 727 verwendet man als eine Verspannungsvorrichtung eine gewellte; Blattfeder. D.ie "Verformbarkeit dieser Elemente ber.chrii.nkl. dir Dauoi· den sicheren Pesthaltens. Die CH-PS 433 ^9^ zeigt eine andere Ausführungsform, bei der eine gewellte Blattfeder mit von ausserhalb der Mut zugänglichen Drehstöpseln zusätzlich vorgespannt werden kann. Diese Lösung ist konstruktiv sehr kompliziert und aufwendig. In der DT-OS I^ 38 97b ist ein Verfahren zum Festlegen der Wicklurigsstäbe in einer· Nut beschrieben, bei dem nachgiebige auüh'irtbare NuLoinlagon verwendet werden, die nach dem Einlegen in die Nut und nach dem Verschliessen der Nut mit einem Keil auf eine für die Aushärtung erforderliche Temperatur gebracht werden. Der Nachteil dieser Ausführungsform liegt darin,
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dass auf diese Weise keine genügende Vorspannung aufrecht erhalten werden kann. Gemäss der DT-OS 23 42 168 werden ebenfalls nachgiebige aushärtbare Nuteinlagen verwendet. Sie sind mindestens auf eine Seite mit einem Schaumstoff beschichtet und enthalten Stoffe, die auf die Härtungsreaktion des Trankharzsystems für die Isolierung aktivierend bzw. beschleunigend wirken. Nach dem Versehliessen der Nut und der Verschaltung der Wicklung wird die Imprägnierung der Isolierung der Wicklungsstäbe undt darauffolgend die Aushärtung vorgenommen, wobei auch die Nuteinlagen ausgehärtet werden. Dieses Verfahren ist beschränkt nur bei Ganztränkung einer Wicklung anwendbar.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Zwischenlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die die Nachteile des Bekannten nicht aufweisen, und nicht nur eine Anpassung der Zwischenlagen an die aufliegenden Flächen sondern auch eine ausreichend hohe dauerhafte Vorspannung sichern, die nötig ist, um die Vibrationsamplituden und die Wicklungsbewegungen auch im Falle von extremen mechanischen Beanspruchungen, welche z.B. bei mehrphasigen Kurzschlüssen auftreten, stark zu dämpfen.
Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass
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die in die Nut in an sich bekannter Reihenfolge eingelegten Zwischenlagen, die Wicklungselemente' und nach Bedarf die Keilunterlage einem Druck unterzogen werden, dass danach die Zwischenlagen bei einer Temperatursteigerung ausgehärtet werden und dass erst nach der Aushärtung der Zwischenlagen der Keil in der Nut befestigt wird.
Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass auf diese Weise eine ausreichend hohe Vorspannung von über
2
200 N/cm dauernd aufrecht erhalten werden kann, die den Nutenkräften entgegenwirkt.
Es ist zweckmässig, wenn die Zwischenlagen unter einer Temperaturerhöhung von 1 bis 5 K/h, vorzugsweise 2 K/h, ausgehärtet werden. Die langsame Temperaturerhöhung ist insbesondere bei Objekten mit sehr grosser Wärmekapazität günstig und sichert eine gute Verformung der Zwischenlagen gleich wie ein schnelles Erwärmen.
Es ist vorteilhaft, wenn die Zwischenlagen unter einem Druck von 200 bis 400 N/cm ausgehärtet werden. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die verformbaren Zwischenlagen est nach praktisch maximaler Verformung in einen praktisch unkomprimierbaren Zustand umgewandelt werden.
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Die Zwischenlage zur Durchführung des Verfahrens besteht zweckmässig aus einem festen Streifen und einer einseitigen oder beidseitigen verformbaren und aushärtbaren Abdeckung des festen Streifens. Die Dicke des festen Streifens kann man vorteilhaft der gewünschten Distanzierung anpassen, so dass man die Dicke der verformbaren und aushärtbaren Abdeckung klein halten kann. Die beidseitige Abdeckung ist dann vorteilhaft, wenn die Zwischenlage zwischen zwei Flächen mit auszugleichenden Toleranzen'liegt. In diesem Fall kann man selbstverständlich auch zwei einseitig bedeckte Zwischenlagen verwenden, wobei die unbedeckten Flächen der Zwischenlagen gegeneinander liegen-und als Gleitflächen dienen können.
Es ist vorteilhaft, wenn der feste Streifen aus einem faserverstärkten, mit Kunstharz imprägnierten und ausgehärteten, ein- oder mehrschichtigen Material, z.B. aus mit Polyester- oder Epoxidharzen imprägniertem Glasgewebe, Glasmatte, -Glasvlies oder Polyestervlies oder deren Kombinationen, besteht. Die einseitige oder beidseitige verformbare und aushärtbare Abdeckung des festen Streifens kann aus einem ein- oder mehrschichtigen und mit im B-Zustand sich befindendem Kunstharz imprägnierten Material bestehen, z.B. mit im B-Zustand sich befindenden Polyesteroder Epoxidharzen imprägniertem Glasgewebe, Glasvlies oder Polyestervlies. Diese Materialien sichern nach der Aushärtung eine gute Druckfestigkeit. .r.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Höhe der verformbaren Abdeckung grosser als eine Hälfte der auszugleichenden Höhentoleranzen der aufliegenden Flächen der Nut und/ oder der Wicklungselemente und kleiner als das Doppelte der genannten Höhentoleranzen. Auf diese Weise wird der verformbarem durch die Abdeckung gebildete Teil der Zwischenlage möglich'st dünn gehalten.
Gemäss einer Ausführungsform ist die unbedeckte Fläche des einseitig bedeckten festen Streifens glatt ausgeführt und/ oder mit einem Gleitmittel versehen, z.B. mit einem Silikonfilm oder mit Fluorwachs in einem organischen Lösungsmittel. Diese konstruktive Ausführungsform ermöglicht nötigenfalls Wärmedehnungen der Nutfüllelomente.
Es ist zweckmässig, wenn die Zwischenlage mit oitiom oücktrisch schwachleitenden und elastischen Lack überzogen ist, z.B. mit einem mit Graphit oder Russ gefüllten Lack auf Silikon- oder Polyurethanbasis. Diese Massnahme verhindert ein Verkleben der Zwischenlage mit der Umgebung und leitet sicher die Verschiebungsströme ab.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt.
Es zeigt:
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AO
Fig. 1 Eine beispielsweise Ausführungsform einer er-^
findungsgemässen Zwischenlage mit einer beidseitigen verformbaren Abdeckung,
Fig. 2 eine andere beispielsweise Ausführungsform mit
zwei einseitig bedeckten Zwischenlagen,
Fig. 3 eine Nut mit zwei Leitern, mit vereinfacht dargestellten erfindungsgemässen Zwxschenlagen und mit einer schematisch gezeigten Hilfseinrichtung zur Erzeugung eines Druckes und
Fig. 4 die Nut mit Nutfüllelementen gemäss Fig. 33 wobei die Nut nach der Aushärtung der Zwischenlagen mit einem Keil verschlossen ist.
Fig. 1 zeigt einen festen Streifen I3 der beidseitig mit verformbaren und aushärtbaren Abdeckungen 2 versehen ist. Der feste Streifen 1 besteht aus einem mehrschichtig angeordneten, mit Epoxidharz imprägnierten und ausgehärteten Glasgewebe. Seine Dicke ist der gewünschten Distanzierung angepasst. Die verformbaren Abdeckungen 2 sind lediglich 0,5 bis 1 mm dick, wobei diese Dicke zum Ausgleichen der üblichen Höhentoleranzen ausreicht. Die verformbaren Abdeckungen 2 bestehen aus Glasfasern und sind mit Epoxidharz im B-Zustand, d.h. im teilweise angehärteten Zustand, imprägniert. Die Zwischenlage βοηιακπ 1'1J.β. 1 1st mit einem mit Graphit gefüllten Silikonlack überzogen.
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Fig. 2 zeigt zwei Zwischenlager), bei denen je ein fester Streifen 1' einseitig mit je einer verformbaren Abdeckung 2 versehen ist. Die festen Streifen 1' bestehen aus einem mit warmfesten Epoxidharz imprägniertem und ausgehärtetem Glasgewebe. Die nicht bedeckten Flächen der festen Streifen 1' sind glatt1 ausgeführt und mit einem an sich bekannten Gleitmittel versehen. Die verformbaren Abdeckungen 2 bestehen aus einem mit Epoxidharz im B-Zustand imprägnierten Glasvlies und ihre Höhe beträgt O55 bis 1 mm.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird beispielsweise folgendermassen durchgeführt: In die in Fig. 3 gezeigte Nut 3 wird im Nutengrund eine erfindungsgemässe Zwischenlage 11 eingelegt. Darauf ein unterer Leiter 5 angeordnet, der mit einer Hauptisolation 6 versehen ist. Darauf wird wiederum eine Zwischenlage 10 eingelegt und ein oberer Leiter 4 mit einer Hauptisölation 6 in die Nut 3 eingebracht. Darauf wird eine letzte Zwischenlage 9 auf die Kauptisolation 6 des oberen Leiters k angeordnet und darüber eine über die ganze Nutlänge reichende Keilunterlage 8, die als eine Metalleiste ausgebildet ist. Die Zwischenlagen 9, 10, 11 sind in Fig. 3 nur vereinfacht mit Umrisslinien gezeigt und können gemäss Fig. 1 oder Fig. 2 oder als eine beliebige Kombination von genannten Zwischenlagen ausgeführt sein. Danach wirr] nuf din Kei1 unterIngo 8 in radialer Richtung,
2rj "d.h. gern;k;π Fig. 3 von obon nach union mil oinor nur
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G enema t inch dargestellten Hilf soi rir i eh tu up; Λ? ein Druck
von 300 N/cm aufgebracht und gleichzeitig werden die Leiter h, 5 durch Stromwärme bei einer Temperatursteigerung von- ca. 2 K/h auf ca. 120 C erwärmt. Wärend dieses Vorganges werden die bei Raumtemperatur kaum verformbaren Abdeckungen 2 einen':verformungsfähigen Zustand erreichen und sich allmählich, je nach Auflageverhältnissen, zusammendrücken lassen. Auf diese Weise erreicht man einerseits eine gute, spielfreie Anpassung aller in der Nut 3 befindliehen Elemente und da die·verformbaren Abdeckungen 2 der Zwischenlagen erst nach vollständiger Verformung aushärten, wird andererseits nach einer Temperatureinwirkung von mehreren St.undon dieser Zustand auch luich dot· TiMiiprrature i nwirkung erhalten bleiben. Nach diesem Verfahren fixiert man auf bekannte Weise den Keil 7 (Fig. 4) in die Nut 3. Mit Hilfe des Keiles 7 können Vorspannungen zur Fixierung der
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Leiter 4, 5 bis zu 300 N/cm erzeugt werden, ohne dass weitere wesentliche Verformungen der Zwischenlagen 9, 10, 11 entstehen. Somit ist eine hoho Vorspannung für lange Zeit gesichert. Dabei ist unabhängig von der erforderlichen Höhe der Zwischenlagern 9, 10, 11 eine Verwendung der gleichen Materialzusammensetzung der Abdeckungen 2 möglich.
Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. So können die Zwischenlagen mit einseitiger und/oder beidseitiger
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Abdeckung in beliebiger Kombination üboreinandergereiht werden. Sie können auch z.B. nur zwischen dem Keil 7 und dem oberen Leiter 1I oder zwischen den Leitern 4 und 5
Verwendung finden.
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Bezeichnungsliste
1 = beidseitig bedeckter fester Streifen I1 = einseitig bedeckter fester Streifen
2 = verformbare Abdeckung
3 = Nut
h = oberer Leiter
5 = unterer Leiter
6 = Hauptisolation der Leiter k, 5
7 = Keil
8 = Keilunterlage
9 = Zwischenlage
= Zwischenlage
= Zwischenlage
= Hilfseinrichtung zur Erzeugung eines
Druckes
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Claims (1)

  1. DBG Baden
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    Patentansprü c h e
    1.)Verfahren zur Befestigung von Wicklungselementen in der Nut einer rotierenden elektrischen Maschine mittels eines Keiles und mittels aushärtbarer und der Form der .
    Räume zwischen den Wicklungselementen und/oder zwischen dem Nutgrund und dem Wicklungselement und/oder zwischen dem Wicklungselement und dem Keil bzw. der Keilunterlage unter Druck anpassbarer Zwischenlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Nut (3) in an sich bekannter
    Reihenfolge eingelegten Zwischenlagen (9, .10, 11) die
    Wicklungselemente (4, 5) und nach Bedarf die Keilunterlage (8) einem Druck untc).",'ogon worden, <l;i;:n danach d.io Zwischenlagen (9> 10, 11) bei einer Temperatursteigerung ausgehärtet werden und dass erst nach der Aushärtung der Zwischenlagen (9, 10, 11) der Keil (7) in der Nut (3)
    befestigt wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlagen (9, 10, 11) unter einer Temperaturerhöhung von 1 bis 5 K/h, vorzugsweise 2 K/h, ausgehärtet werden.
    2.0 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlagen (9j 10, 11) unter einem Druck von
    200 bis 400 N/cm ausgehärtet werden.
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    4. Zwischenlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem festen Streifen (I3 1') und einer einseitigen oder beidseitigen verformbaren und aushärtbaren Abdeckung (2) des festen Streifens (1, 1') besteht.
    5. Zwischenlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Streifen (1, l·1) aus oinom faserverstärkten, mit Kunstharz imprägnierten und ausgehärteten, ein- oder mehrschichtigen Material, z.B. aus mit PoIyester- oder Epoxidharzen imprägniertem Glasgewebe, Glasmatte, Glasvlies oder Polyestervlies oder· deren Kombi- >■ nationen, besteht.
    6. Zwischenlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die einseitige oder beidseitige verformbare und aushärtbare Abdeckung (2) des festen Streifens (1, 1') aus einem ein- oder mehrschichtigen und mit im B-Zustand sich befindendem Kunstharz inprägnierten Material besteht, z.B. mit im B-Zustand sich befindenden Polyester- oder Epoxidharzen imprägniertem Glasgewebe, Glasvlies oder Polyestervlies.
    7· Zwischenlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der verformbaren Abdeckung (2) grosser ist als eine Hälfte der auszugleichenden Höhentole-
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    Hiu: Β,-idon
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    ranzen der aufliegenden Flächen der Nut (3) und/oder der Wicklungselemente (H, 5) und kleiner als das Doppelte der genannten Toleranzen.
    8. Zwischenlage nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet,
    dass die unbedeckte Fläche des einseitig bedeckten festen Streifens (I1) glatt ausgeführt und/oder mit einem Gleitmittel versehen ist, z.B. mit einem Silikonfilm oder mit Fluorwachs in einem organischen Lösungsmittel.
    9. Zwischenlage nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einem elektrisch schwachleitenden und elastischen Lack überzogen ist, z.B. miL einem mil Graphit odor IiUKr-. gefüllten Lack nut' 'M I .i kon- od<\i' 1Ό I yurolhanbasis.
    BBC Aktiengesellschaft Brow, Boveri & Cie.
DE19762656016 1976-11-17 1976-12-10 Verfahren zur befestigung von wicklungselementen in der nut einer rotierenden elektrischen maschine und zwischenlage zur durchfuehrung des verfahrens Ceased DE2656016A1 (de)

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