DE4237079C2 - Elektrische Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit stabförmigen Wicklungsleitern, die in Nuten von Blechpa­ keten geführt und gegeneinander sowie gegenüber den Blechpaketen isoliert sind und deren blanke Enden an den Stirnseiten jeweils leitend mit Enden von zugeordneten Verbindungsleitern verbunden sind, welche Wickelköpfe bilden, wobei die miteinander verbundenen blanken Enden der Wicklungsleiter und der jeweils zugeordneten Verbin­ dungsleiter mit einem Isoliermantel versehen sind und der Isolier­ mantel mit Kunstharz imprägniert ist.

Zur Isolierung elektrischer Leiter ist aus der US- PS 44 84 024 eine mit einem Überzug versehene sperrige Hülse bekannt, welche nur bei geraden Leitern zu Anwendung kommt und auf beziehungsweise zwischen die Leiter geschoben wird, wobei der Überzug elektrisch isolierend, zum Beispiel Keramik, ist.

Die Wicklungen moderner Maschinen werden in Nuten ange­ ordnet. Diese sind stets gleichförmig längs der Luft­ spaltoberfläche verteilt. Ein Problem bei der Gestaltung einer Drehstromwicklung besteht darin, die Leiter in den einzelnen Nuten so anzuordnen, daß man die gewünschten drei Wicklungsstränge erhält. Dabei müssen die stromfüh­ renden Leiter auch gegen die Blechpakete isoliert werden. Man unterscheidet die Nutisolation gegenüber den Blechpa­ keten von der Isolation der einzelnen Leiter gegeneinan­ der, der sog. Leiterisolation. Dabei gibt es sog. Ein­ schicht- und Zweischichtwicklungen. Beide werden aus ein­ zelnen Spulen aufgebaut, wobei im Fall der Einschicht­ wicklung die Spule die Nut jeweils ausfüllt, während im Fall der Zweischichtwicklung sie nur die halbe Nut be­ legt. Hierbei liegt die eine Spulenseite in der Oberlage, während die andere Spulenseite in der Unterlage liegt.

Es ist bekannt, die Wicklungsstäbe zunächst mit einer Isolation zu versehen, bevor sie in die Nuten in den Blechpaketen eingelegt werden. Dabei werden die an den Stirnseiten überstehenden blanken Enden der Wicklungs­ stäbe von der Isolation freigehalten. Diese blanken Enden der Wicklungsstäbe werden anschließend mit oder ohne Lötöse mit den zum Wickelkopf gehörigen Verbindungslei­ tern verlötet.

Aus der DE-AS 11 91 033 ist hierzu bekannt, daß auf die blanken miteinander verlöteten Enden der Leiterstäbe eine Isolierkappe aufgestülpt wird, welche praktisch ohne Hohlraumbildung an der so geschaffenen Schaltverbindung anliegt. Zum Schließen der Kappenfuge zwischen den Leiterstäben sind Schrauben, Stifte oder formschlüssige Formgebungen wie zum Beispiel Schwalbenschwanzführung, vorgesehen.

Nach einer anderen, aus der DE-PS 28 36 230 bekannten Anordnung der eingangs genannten Art wird zur Isolierung der gelöteten Stirnverbindungen der Wicklungsleiter jeweils eine sog. Isolierkachel aus Isoliermaterial um den Lötbereich angeordnet und der zwischen Stabende und Kachel befindliche Hohlraum mit einem Gießharz vergossen. Hierdurch sind die stirnseitigen Leiter fixiert und die gesamte Anordnung wird nun, z. B. im Tauchbad, mit Isolierharz getränkt, welches anschließend ausgehärtet wird.

Diese Vorgehensweise, die weit verbreitet zum Einsatz kommt, ist sehr aufwendig, da sie sowohl bei der Herstel­ lung als auch bei der anschließenden Prüfung auf elektri­ sche Funktionssicherheit erhebliche Zeit benötigt und hierdurch Kosten verursacht.

Ausgehend vom vorstehenden Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die Isolie­ rung der blanken Stabenden der Wicklungsleiter einfach gestaltet und kostengünstig herstellbar ist ohne Beein­ trächtigung der elektrischen Funktionssicherheit.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafterweise wird eine derart ausgebildete Isolation als Vakuum-Imprägnier- Isolation ausgeführt.

Der als Isolierstrumpf bezeichnete Isoliermantel besteht vorzugsweise aus einem aus Glasfaser gebildeten Gewebe oder Geflecht, wobei grundsätzlich auch andere nicht lei­ tende Fasermaterialien in Betracht kommen. Ein solcher Isolierstrumpf wird vorzugsweise mittels 3-D-Webverfahren entsprechend der späteren Kontur, die überdeckt werden soll, hergestellt.

Dabei kann es vorteilhaft sein, den Strumpf hinsichtlich seiner Abmessungen geringfügig kleiner auszuführen, so daß infolge der gewebe- bzw. geflechtbedingten Elastizi­ tät sich der Strumpf eng an die zu isolierenden Stabenden anlegend aufziehen läßt.

Unter 3-D-Webverfahren wird hier eine besondere Webtech­ nik verstanden, die zu einer gewissen räumlichen Ausbil­ dung der Webschicht führt, was sowohl der Isolationsfe­ stigkeit des Isolierstrumpfes als auch dessen mechani­ scher Festigkeit zugute kommt. Außerdem wird durch die räumliche Ausbildung der Webbereiche ein größeres Tränk­ volumen für das Imprägnierharz geschaffen, was die Isola­ tionsfestigkeit weiter begünstigt.

Eine bevorzugte Materialdicke des Isolierstrumpfes liegt bei etwa zwei Millimetern, wodurch einerseits ausrei­ chende Isolationsfestigkeit und andererseits gutes mecha­ nisches Verhalten gewährleistet ist. Auch ist hierdurch eine ausreichende störstellenfreie Aushärtung des Im­ prägnierharzes sichergestellt.

Während gemäß dem Stand der Technik die Isolierung der Stabenden mittels der genannten Isolierkacheln vor der Badimprägnierung der jeweiligen Anordnung erfolgt, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, die Isolierimprägnierung sowohl der in den Nuten eingelegten Wicklungsleiter als auch deren Stabenden in einem einheitlichen Arbeitsgang vorzusehen.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Ge­ genstand der Unteransprüche.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles sollen die Erfindung, besondere Vorteile und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und be­ schrieben werden.

Es zeigen

Fig. 1 einen Isolierstrumpf gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen auf die Stabenden aufgeschobenen Isolierstrumpf.

In Fig. 1 ist ein Isolierstrumpf 10 dargestellt, der die Form eines einseitig offenen Quaders aufweist und einen Innenraum 12 besitzt, der von etwa gleich dicken Seiten­ wänden 14, 16 allseits und einem hier nicht näher darge­ stellten Bodenteil umschlossen ist.

Die Formgebung des Isolierstrumpfes 10, insbesondere die in Fig. 1 nach oben weisende Öffnung 18 entspricht der Kontur des zu umhüllenden Objekts, vorzugsweise der blan­ ken Stabenden von stabförmigen Wicklungsleitern.

Derartige Wicklungsleiter 20 sind in Fig. 2 dargestellt, wobei ihre blanken Enden 22 von dem im Querschnitt ge­ zeigten Isolierstrumpf 10 umhüllt sind.

Die Wicklungsleiter 20 liegen in einer Ebene hintereinan­ der und sind vorzugsweise miteinander verlötet. Sie bil­ den eine geometrisch einfache Kontur, an welche der Iso­ lierstrumpf 10 angepaßt ist.

Der Isolierstrumpf 10 ist als sog. 3-D-Gewebe hergestellt (3-D bedeutet hier Dreidimensional und bezieht sich auf die räumliche Ausgestaltung des Gewebes) und besitzt eine gewebebedingte Elastizität, so daß der Isolierstrumpf keine scharfen Kanten aufweist, sondern jeweils abgerun­ det ist. Hierdurch werden Spannungskonzentrationen durch Feldlinienverdichtung bei nicht ausreichender Isolier­ dicke vermieden. Dies wird durch die Imprägnierung mit Isolierharz nach dem Ansetzen des Isolierstrumpfs begün­ stigt, indem Querschnittsübergänge ebenfalls abgerundet ausgebildet sind.

Claims (7)

1. Elektrische Maschine mit stabförmigen Wicklungsleitern, die in Nuten von Blechpaketen geführt und gegeneinander und ge­ genüber den Blechpaketen isoliert sind und deren blanke Enden an den Stirnseiten jeweils leitend mit Enden von zugeordne­ ten Verbindungsleitern verbunden sind, welche Wickelköpfe bil­ den, wobei die miteinander verbundenen blanken Enden (22) der Wicklungsleiter (20) und der jeweils zugeordneten Verbin­ dungsleiter (20) mit einem Isoliermantel (10) versehen sind und der Isoliermantel (10) mit Kunstharz imprägniert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliermantel durch einen auf die Enden (22) aufgeschobenen elastischen Isolierstrumpf (10) gebildet ist, welcher Imprägniermittel aufnimmt und bindet, welches den Isolierstrumpf (10) durchtränkt und aushärtbar ist, und daß die Imprägnierung der Blechpakete mit den in den Nuten eingesetzten Wicklungsstäben als Ganzes in Ganztränktechnik vorgesehen ist.

2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Isolation als Vakuum-Imprägnier-Isolation aus­ geführt ist.

3. Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprü­ che, daß der Isolierstrumpf (10) ein textiler Vorformling ist, der aus nicht leitenden Fasern gebildet ist.

4. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Isolierstrumpf (10) als Weberzeugnis aus­ gebildet ist.

5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Isolierstrumpf (10) im 3-D-Webverfahren hergestellt ist.

6. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstrumpf (10) als Geflecht ausgebildet ist.

7. Elektrische Maschine nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstrumpf (10) als elastische Hülse mit einer Mindestwanddicke von ca. 2 mm ausge­ bildet ist, deren Querschnitt an die Kontur der isolierenden Teile angepaßt ist.