EP3430707A1 - Elektrische maschine sowie verfahren zum auseinderbauen und herstellen der elektrischen maschine - Google Patents

Elektrische maschine sowie verfahren zum auseinderbauen und herstellen der elektrischen maschine

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EP3430707A1
EP3430707A1 EP17710720.8A EP17710720A EP3430707A1 EP 3430707 A1 EP3430707 A1 EP 3430707A1 EP 17710720 A EP17710720 A EP 17710720A EP 3430707 A1 EP3430707 A1 EP 3430707A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrically conductive
laminated core
machine according
main insulation
conductive layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17710720.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andrey Mashkin
Mario Brockschmidt
Christian Staubach
Friedhelm Pohlmann
Guido Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3430707A1 publication Critical patent/EP3430707A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/40—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for high voltage, e.g. affording protection against corona discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0006—Disassembling, repairing or modifying dynamo-electric machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
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    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines

Definitions

  • a high voltage machine such as a Turbogener ⁇ generator in a power plant for generating electrical energy is exposed to high mechanical, thermal and electrical stress.
  • the turbo generator has in particular a laminated core and a winding electric Lei ⁇ ter.
  • the conductors are surrounded by a main insulation, which electrically isolates the conductors against each other, against the laminated core and against the environment.
  • a weakly conductive and grounded external corona shield is provided between the main insulation and the laminated core.
  • the laminated core together with the winding can be immersed in a bath with an impregnating resin in an all-pot process under the application of vacuum.
  • the main insulation and the outer corona protection are impregnated by the impregnating resin.
  • the impregnating resin is cured, in particular under a pressurization.
  • the object of the invention is therefore an electric machine, a method for disassembly of the electric machine and to provide a method of manufacturing the electrical machine, wherein electrical conductors of the electrical machine are easily removable therefrom.
  • US 6,140,733 discloses a conductor winding configuration for a large electric machine.
  • the electric machine according to the invention has a elekt ⁇ step ladder, an enveloping the conductor main insulation, a main insulation enveloping outer corona, a laminated core having grooves into which the conductor is introduced, and an electrically conductive layer which is disposed radially outside the outer corona and is set to connect the Jardinglimmschutz with the laminated core electrically conductive, the liabilities of main insulation, external corona protection, electrically conductive layer and laminated core are matched to one another such that there is the lowest adhesion to a surface of the electrically conductive layer.
  • the electrically conductive layer By providing the electrically conductive layer, a separation on the surface of the electrically conductive layer will take place when removing the electrical conductor with the main insulation and the outer corona protection from the grooves. This prevents any residues of the external corona shield from sticking to the laminated core.
  • the electrical conductor together with the main insulation and the outer corona protection can be more easily removed from the grooves than is the case with conventional electrical machines.
  • the electrically conductive layer has a lower specific electrical resistance than the external corona protection. This advantageously ensures that The external corona shield is electrically connected to the earthed laminated core and thus also earthed.
  • the electrically conductive layer egg NEN lubricating varnish and / or a tape said tape Tef lon ⁇ , polyethylene, polyethylene derivatives, polyoxymethylene, and / or having Polyoxymethylenderivate.
  • the bonded coating may be introduced listed on the surface of the laminated core and / or on the ra dial ⁇ outside surface of the outer corona case, for example, by spraying. By providing the lubricating varnish and / or the band, the electrical conductor together with the main insulation and the external glow protection can be removed particularly easily.
  • the bonded coating preferably comprises polyvinyl acetate, epoxy resin, novolak, Teflon and / or novolak epoxy resin.
  • the bonded coating is preferably temperature resistant up to 130 ° C. As a result, the bonded coating is advantageously not attacked during impregnation.
  • the lubricating varnish comprises graphite. By the graphite of the lubricating varnish is elekt ⁇ driven conductive, and simultaneously has a low adhesion with the outer corona and / or the laminated core.
  • the tape has a silicone coating.
  • the tape preferably comprises a fabric, in particular ⁇ sondere a fabric with flat yarns and / or a film. The flat yarns cause a good contact of the fabric with the laminated core, whereby a penetration of the
  • Impregnating resin between the fabric and the laminated core before ⁇ is partially reduced. It is preferred that the fabric is impregnable and / or the film perforated and / or der- is wound on the redesignglimmschutz that between two adjacent turns a gap is provided. By providing the perforation and / or the gap, as well as in the case of the fabric, the impregnating resin can penetrate from radially outside into the outer corona shield and into the main insulation.
  • the tape preferably comprises two layers of the film, wherein the Fo ⁇ lie is perforated such that the two layers of displaced zuei ⁇ Nander are perforated. By providing two layers, the electrical conductor together with the main insulation and the external corona protection can be removed particularly easily.
  • a return flow of the impregnating resin from the main insulation into the space between the foil and the laminated core is advantageously made more difficult, as a result of which bonding of the foil to the laminated core is less likely.
  • the tape soot particles, graphite particles, carbon fibers and / or electrically semi-conductive particles, especially SiC particles, metal oxide particles and / or Me ⁇ talloxiden coated mica particles and / or aluminum oxide particles has.
  • the elekt ⁇ generic conductivity of the tape can be produced particularly easily.
  • the particles in the band percolating present which means that they form a Runaway ⁇ Hendes network from the one surface side of the tape to the other surface side of the tape.
  • the laminated core has lamellae which protrude into the grooves at different distances, wherein only a part of the lamellae is in contact with the strip, wherein the part is formed by lamellae protruding far into the grooves.
  • a cavity is arranged between the other part of the slats and the band, in which the impregnating resin can be distributed during impregnation. From the cavity then the
  • Impregnating resin penetrate into the outer corona protection and into the main insulation. It is preferred that the dimensions of the electrical conductor, the main insulation, the outer corona protection and the grooves are selected such that the tape is pressed against the laminated core. This can when impregnating no impregnating resin penetrate between the far protruding lamellae and the strip, whereby adhesion between the far protruding lamellae and the strip is prevented and the electrically conductive connection of the strip and the lamination packet is maintained even during impregnation.
  • the main insulation and the outer glow protection are impregnated by an impregnating resin and the impregnating resin is cured, wherein no impregnating resin is located at locations where the electrically conductive layer electrically conductively connects the outer corona shield to the laminated core.
  • the method according to the invention for producing the electrical machine comprises the steps of introducing an electrical conductor, a main insulation surrounding the conductor and an outer corona shield surrounding the main insulation in slots in a laminated core of the electrical machine, wherein an electrically conductive layer is located radially outside the outer corona shield is provided, which is adapted to connect theticianglimmschutz electrically conductive with the laminated core; Impregnating the main insulation and the external corona shielding with an impregnating resin; Curing the
  • the electrically conductive layer are applied to the laminated core before the Lei ⁇ ter is introduced into the groove together with the main insulation and the outer corona.
  • the electrically conductive layer can be brought radially outward onto the outer corona protection before the conductor is introduced into the groove together with the main insulation and the outer corona protection.
  • Figures 7 to 9 different windings of a film.
  • the Blechpa- ket has slats 6 which extend differently far into the Nu ⁇ th.
  • the lamellae 6 are distinguished into exposed lamellae 7, which protrude far into the grooves, and recessed camels 8, which project into the grooves less far than the exposed lamellae 6.
  • the electrical equipment according to figures 1 to 4 and 5 have an electrically conductive layer 16 which is disposed radially outward of the outer corona ⁇ half 3 and is adapted to connect the outer corona shield 3 with the laminated core 4 is electrically conductive.
  • the electrically conductive layer 16 has a lower electrical resistivity than the external corona protection 3.
  • the adhesions of main insulation 2, external corona protection 3, electrically conductive layer 16 and Laminated core 4 are matched such that 16 the lowest adhesion present at ei ⁇ ner surface of the electrically conductive layer.
  • the electrically conductive layer 16 may include egg ⁇ NEN bonded coating.
  • the bonded coating 16 may be disposed on the surface of the laminated core 4 and / or on the surface of the Au ⁇ .glimmtikes. 3
  • the electrically conductive layers 16 of the electrical machines according to FIGS. 2 to 4 have an electrically conductive band 5, the band 5 being Teflon, polyethylene,
  • Polyethylene derivatives polyoxymethylene and / or
  • the tape 5 has for its electrical conductivity of carbon black particles, graphite particles, carbon fibers and / or electrically semi-conductive particles, especially SiC particles, metal oxide particles and / or Me ⁇ talloxiden coated mica particles and / or aluminum oxide particles on.
  • the band 5 may have a silicon-containing and electrically conductive coating.
  • the loading stratification has for its electrical conductivity Rußparti ⁇ kel, graphite particles, carbon fibers and / or electrically semi-conductive particles, especially SiC particles, metal oxide particles and / or metal oxide-coated mica Parti ⁇ angle and / or aluminum oxide particles on. As can be seen from FIG.
  • the impregnating resin 9 Penetrate the impregnating resin 9 and penetrate from there into the outer corona protection 3 and into the main insulation 2. This is illustrated in FIG. 4 by the path 13.
  • the dimensions of the electrical conductor 1, the main insulation 2, the personallyglimm- protection 3 and the grooves are chosen such that the tape 5 is pressed against the laminated core 4.
  • the impregnating resin 9 can not get to contact points of the tape 5 with the lamination stack during herstel ⁇ len the electrical machine. This is illustrated in FIG. 4 by the path 14.
  • the impregnating resin 9 which has penetrated into the cavities between the laminated core 4 and the band 5 does not interfere with the removal of the electrical conductor 1 together with the main insulation 2 and the external corona shield 3 because the exposed laminations 7 are free of impregnating resin and thus a weakened or feh ⁇ lende mechanical connection between the belt 5 and the laminated core 4 is ensured.
  • the band 5 of the electric machine according to FIG. 3 has a tissue, wherein the tissue Teflon, polyethylene,
  • Polyethylene derivatives polyoxymethylene and / or
  • the fabric is such ge ⁇ staltet that it can be impregnated by an impregnating resin. 9
  • the fabric may further comprise flat yarns.
  • the band 5 of the electric machine according to FIG. 4 has a foil, wherein the foil Teflon, polyethylene,
  • Polyethylene derivatives polyoxymethylene and / or
  • the film is perforated with perforation holes 15 and / or wound on the external anti-corrugation 3 in such a way that between two adjacent windings fertilize a gap is provided.
  • FIGS. 7 to 9 Some such examples are shown in FIGS. 7 to 9, wherein the band may also have point-bonded foils according to FIG. 9.
  • the elekt ⁇ generic machine according to Figure 4 has an inner layer 11 and an outer layer 12 of the film, wherein the film is such perfo ⁇ riert that the perforation holes 15 of the two layers 11, 12 are arranged offset to one another.
  • the external corona shielding 3 of the electrical machine according to FIG 5 has an applied directly to the main insulation 2 personallyglimmterrorisminnenlage 18, a radially disposed outside the intendglimmterrorisminnenlage 18 incidentglimmschutzau ⁇ Hzlage 19 and a valve disposed between the intendglimmstoffinnenlage 18 and the disorderglimmschutzau presentlage 19 mica tape 20.
  • the disorderglimmstoffterrorisminnenlage 18 and the disorderglimm ⁇ protective outer layer 19 are slightly electrically conductive.
  • the mica tape 20 includes mica on, is electrically insulating and provides mechanical decoupling of the contemplatglimm ⁇ protective inner layer 18 and the structuredglimmtikau contlage 19.
  • an electrically conductive contact strip 21 is provided which alternately radially inside and radially outside of the mica tape 20 is arranged.
  • the electrically conductive layer 16 may be provided between the outer corona shield 3 and the laminated core 4.
  • the electrically conductive layer 16 is formed here of the film, wherein two layers 11, 12 of the film are provided.
  • the impregnating resin comprises an epoxy resin.
  • the epoxy resin comprises, for example, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, phenol novolacs, aliphatic epoxides and / or cycloaliphatic epoxides. It is further preferred that the epoxy resin comprises a cyclic carboxylic acid anhydride, in particular
  • the main insulation 2 and / or the external corona protection 3 have mica, in particular in the form of a mica paper.
  • the mica can be coated with metal oxides, in particular with semiconducting metal oxides.
  • the electrical conductor 1, the main insulation 2 and the outer corona shield 3 are removed from the grooves, wherein when removing a separation of the outer corona shield 3 and the electrically conductive layer 16 and / or a separation of the electrically conductive layer 16 and the laminated core 4 takes place.
  • a method for producing the electrical machine is to be carried out as follows: introduction of an electrical conductor 1, a main insulation 2 enclosing the conductor 1 and an external corona protection 3 enveloping the main insulation 2 in slots in a laminated core 4 of the electrical system

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, mit einem elektrischen Leiter (1), einer den Leiter (1) umhüllenden Hauptisolation (2), einem die Hauptisolation (2) umhüllenden Außenglimmschutz (3), einem Blechpaket (4) mit Nuten, in die der Leiter (1) eingebracht ist, und einer elektrisch leitfähigen Schicht (16), die radial außerhalb des Außenglimmschutzes (3) angeordnet ist und eingerichtet ist den Außenglimmschutz (3) mit dem Blechpaket (4) elektrisch leitfähig zu verbinden, wobei die Haftungen von Hauptisolation (2), Außenglimmschutz (3), elektrisch leitfähiger Schicht (16) und Blechpaket (4) derart aufeinander abgestimmt sind, dass an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht (16) die geringste Haftung vorliegt.

Description

Beschreibung
Elektrische Maschine sowie Verfahren zum Auseinderbauen und Herstellen der elektrischen Maschine
Eine Hochspannungsmaschine, wie beispielsweise ein Turbogene¬ rator in einem Kraftwerk zur Erzeugung von elektrischer Energie, ist einer hohen mechanischen, thermischen und elektrischen Beanspruchung ausgesetzt. Der Turbogenerator weist ins- besondere ein Blechpaket und eine Wicklung elektrischer Lei¬ ter auf. Die Leiter sind von einer Hauptisolation umhüllt, die die Leiter gegeneinander, gegen das Blechpaket und gegen die Umgebung elektrisch isolieren. Zur Vermeidung von Teilentladungen an der Grenzfläche zwischen der Hauptisolation und dem Blechpaket im Betrieb der Hochspannungsmaschine ist zwischen der Hauptisolation und dem Blechpaket ein schwach leitender und geerdeter Außenglimmschutz vorgesehen.
Zur Herstellung der Hochspannungsmaschine kann das Blechpaket zusammen mit der Wicklung in einem Ganztränkprozess unter Beaufschlagung von Vakuum in ein Bad mit einem Imprägnierharz getaucht werden. Dabei werden die Hauptisolation und der Außenglimmschutz von dem Imprägnierharz durchtränkt. Nach dem Durchtränken wird das Imprägnierharz, insbesondere unter ei- ner Druckbeaufschlagung, ausgehärtet.
Wird zum Zweck einer Reparatur die Wicklung von dem Blechpaket entfernt, so können Reste des Außenglimmschutzes an dem Blechpaket kleben bleiben. Bevor eine neue Wicklung an dem Blechpaket angebracht wird, ist es erforderlich, dass die Reste von dem Blechpaket entfernt werden. Herkömmlich wird dazu ein mechanisches oder ein lasertechnisches Verfahren an¬ gewendet. Diese Verfahren benötigen jedoch einen großen Zeitaufwand und sind somit kostenintensiv. Zudem besteht bei die- sen Verfahren die Gefahr einer Beschädigung des Blechpakets.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine elektrische Maschine, ein Verfahren zum Auseinanderbauen der elektrischen Maschine und ein Verfahren zum Herstellen der elektrischen Maschine zu schaffen, wobei elektrische Leiter der elektrischen Maschine leicht von dieser entfernbar sind. US 6,140,733 offenbart eine Leiterwicklungskonfiguration für eine große elektrische Maschine.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 13 und 14. Bevorzugte Ausgestaltungen dazu sind in den weiteren Patentansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine weist einen elekt¬ rischen Leiter, eine den Leiter umhüllende Hauptisolation, einen die Hauptisolation umhüllenden Außenglimmschutz , ein Blechpaket mit Nuten, in die der Leiter eingebracht ist, und eine elektrisch leitfähige Schicht auf, die radial außerhalb des Außenglimmschutzes angeordnet ist und eingerichtet ist den Außenglimmschutz mit dem Blechpaket elektrisch leitfähig zu verbinden, wobei die Haftungen von Hauptisolation, Außen- glimmschutz, elektrisch leitfähiger Schicht und Blechpaket derart aufeinander abgestimmt sind, dass an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht die geringste Haftung vorliegt . Durch das Vorsehen der elektrisch leitfähigen Schicht wird beim Entfernen des elektrischen Leiters mit der Hauptisolation und den Außenglimmschutz aus den Nuten eine Trennung an der Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht erfolgen. Dadurch wird unterbunden, dass Reste des Außenglimmschutzes an dem Blechpaket kleben bleiben. Zudem kann der elektrische Leiter zusammen mit der Hauptisolation und dem Außenglimm- schutz leichter aus den Nuten entfernt werden, als es bei herkömmlichen elektrischen Maschinen der Fall ist. Die elektrisch leitfähige Schicht hat erfindungsgemäß einen geringeren spezifischen elektrischen Widerstand als der Außenglimmschutz . Dadurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass der Außenglimmschutz elektrisch an das geerdete Blechpaket angeschlossen und somit ebenfalls geerdet ist.
Es ist bevorzugt, dass die elektrisch leitfähige Schicht ei- nen Gleitlack und/oder ein Band aufweist, wobei das Band Tef¬ lon, Polyethylen, Polyethylenderivate, Polyoxymethylen und/oder Polyoxymethylenderivate aufweist. Der Gleitlack kann dabei auf die Oberfläche des Blechpakets und/oder auf die ra¬ dial außenseitige Oberfläche des Außenglimmschutzes aufge- bracht sein, beispielsweise durch ein Sprühen. Durch das Vorsehen des Gleitlacks und/oder des Bandes kann der elektrische Leiter zusammen mit der Hauptisolation und dem Außenglimm- schutz besonders einfach entfernt werden. Der Gleitlack weist bevorzugt Polyvinylacetat , Epoxidharz, Novolak, Teflon und/oder Novolak-Epoxidharz auf. Diese Verbindungen werden vorteilhaft beim Imprägnieren nicht von einem Imprägnierharz angegriffen und gehen keine chemische Reaktion mit dem Imprägnierharz ein. Dadurch kann der elektri- sehe Leiter zusammen mit der Hauptisolation, dem Außenglimm- schutz und dem Imprägnierharz besonders einfach entfernt werden. Der Gleitlack ist bevorzugt temperaturbeständig bis 130°C. Dadurch wird der Gleitlack beim Imprägnieren vorteilhaft nicht angegriffen. Es ist bevorzugt, dass der Gleitlack Graphit aufweist. Durch das Graphit ist der Gleitlack elekt¬ risch leitfähig und hat gleichzeitig eine geringe Haftung mit dem Außenglimmschutz und/oder mit dem Blechpaket.
Es ist bevorzugt, dass das Band eine Silikon aufweisende Be- Schichtung aufweist. Dadurch kann die Haftung des Bandes mit dem Außenglimmschutz und/oder dem Blechpaket vorteilhaft verringert werden. Das Band weist bevorzugt ein Gewebe, insbe¬ sondere ein Gewebe mit flachen Garnen, und/oder eine Folie auf. Die flachen Garne bewirken eine gute Kontaktierung des Gewebes mit dem Blechpaket, wodurch ein Eindringen des
Imprägnierharzes zwischen das Gewebe und dem Blechpaket vor¬ teilhaft verringert wird. Es ist bevorzugt, dass das Gewebe imprägnierbar ist und/oder die Folie perforiert und/oder der- art auf den Außenglimmschutz gewickelt ist, dass zwischen zwei benachbarten Windungen ein Spalt vorgesehen ist. Durch das Vorsehen der Perforierung und/oder des Spalts kann ebenso wie bei dem Gewebe das Imprägnierharz von radial außen in den Außenglimmschutz und in die Hauptisolierung eindringen. Das Band weist bevorzugt zwei Lagen der Folie auf, wobei die Fo¬ lie derart perforiert ist, dass die zwei Lagen versetzt zuei¬ nander perforiert sind. Durch das Vorsehen von zwei Lagen kann der elektrische Leiter zusammen mit der Hauptisolation und dem Außenglimmschutz besonders einfach entfernt werden.
Zudem ist ein Rückfluss von dem Imprägnierharz aus der Hauptisolation in den Raum zwischen der Folie und dem Blechpaket vorteilhaft erschwert, wodurch ein Verkleben der Folie mit dem Blechpaket weniger wahrscheinlich wird.
Es ist bevorzugt, dass das Band Rußpartikel, Graphitpartikel, Carbonfasern und/oder elektrisch halbleitende Partikel, insbesondere SiC-Partikel , Metalloxid-Partikel und/oder mit Me¬ talloxiden beschichtete Glimmerpartikel und/oder Aluminium- oxid-Partikel , aufweist. Mit diesen Partikeln kann die elekt¬ rische Leitfähigkeit des Bandes besonders einfach hergestellt werden. Dabei ist bevorzugt, dass die Partikel in dem Band perkolierend vorliegend, was bedeutet, dass sie ein durchge¬ hendes Netzwerk von der einen flächigen Seite des Bandes zu der anderen flächigen Seite des Bandes bilden.
Das Blechpaket weist Lamellen auf, die unterschiedlich weit in die Nuten hineinragen, wobei lediglich ein Teil der Lamellen mit dem Band in Kontakt steht, wobei der Teil gebildet ist von weit in die Nuten hineinragenden Lamellen. Somit ist zwischen dem anderen Teil der Lamellen und dem Band ein Hohlraum angeordnet, in dem das Imprägnierharz sich beim Imprägnieren verteilen kann. Von dem Hohlraum kann dann das
Imprägnierharz in den Außenglimmschutz und in die Hauptisola- tion eindringen. Es ist bevorzugt, dass die Abmessungen des elektrischen Leiters, der Hauptisolation, des Außenglimm- schutzes und der Nuten derart gewählt sind, dass das Band an das Blechpaket gedrückt ist. Dadurch kann beim Imprägnieren kein Tränkharz zwischen den weit hineinragenden Lamellen und dem Band eindringen, wodurch ein Verkleben zwischen den weit hineinragenden Lamellen und dem Band verhindert wird und die elektrisch leitfähige Verbindung von dem Band und dem Blech- paket auch beim Imprägnieren aufrecht erhalten bleibt.
Es ist bevorzugt, dass die Hauptisolation und der Außenglimm- schutz von einem Imprägnierharz imprägniert sind und das Imprägnierharz ausgehärtet ist, wobei kein Imprägnierharz sich befindet an Stellen, an denen die elektrisch leitfähige Schicht den Außenglimmschutz mit dem Blechpaket elektrisch leitfähig verbindet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Auseinanderbauen der elektrischen Maschine werden der elektrische Leiter, die
Hauptisolation und der Außenglimmschutz aus den Nuten entfernt, wobei beim Entfernen ein Trennen von dem Außenglimm- schutz und der elektrisch leitfähigen Schicht und/oder ein Trennen von der elektrisch leitfähigen Schicht und dem Blech- paket erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen der elektrischen Maschine weist die Schritte auf: Einbringen eines elektrischen Leiters, einer den Leiter umhüllenden Hauptiso- lation und einem die Hauptisolation umhüllenden Außenglimm- schutz in Nuten eines Blechpaket der elektrischen Maschine, wobei radial außerhalb des Außenglimmschutzes eine elektrisch leitfähige Schicht vorgesehen ist, die eingerichtet ist den Außenglimmschutz mit dem Blechpaket elektrisch leitfähig zu verbinden; Imprägnieren der Hauptisolation und des Außenglimmschutzes mit einem Imprägnierharz; Aushärten des
Imprägnierharzes. Dabei kann die elektrisch leitfähige
Schicht auf das Blechpaket aufgebracht werden, bevor der Lei¬ ter zusammen mit der Hauptisolation und dem Außenglimmschutz in die Nut eingebracht wird. Alternativ kann die elektrisch leitfähige Schicht radial außen auf den Außenglimmschutz auf¬ gebracht werden, bevor der Leiter zusammen mit der Hauptisolation und dem Außenglimmschutz in die Nut eingebracht wird. Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figuren 1 bis 6 chiedene erfindungsgemäße elektrische
Maschinen und
Figuren 7 bis 9 verschiedene Wicklungen einer Folie.
Wie es aus Figuren 1 bis 6 ersichtlich ist, weist eine elekt¬ rische Maschine einen elektrischen Leiter 1, eine den Leiter 1 umhüllende Hauptisolation 2, einen auf die Hauptisolation 2 aufgebrachten und diesen umhüllenden Außenglimmschutz 3 und ein Blechpaket 4 auf, in das Nuten eingebracht sind. Der elektrische Leiter 1 mit der Hauptisolation 2 und dem Außen- glimmschutz 3 ist in die Nuten des Blechpakets 4 eingebracht. Der Außenglimmschutz 3 ist schwach elektrisch leitfähig und geerdet und somit eingerichtet Teilentladungen zwischen der Hauptisolation 2 und dem Blechpaket 4 zu vermeiden. Zwischen dem elektrischen Leiter 1 und der Hauptisolation 2 kann eine elektrisch schwach leitfähige Innenpotentialsteuerung 10 vorgesehen sein, um Teilentladungen zwischen dem elektrischen Leiter 1 und der Hauptisolation 2 zu vermeiden. Das Blechpa- ket weist Lamellen 6 auf, die unterschiedlich weit in die Nu¬ ten hineinragen. Die Lamellen 6 werden unterschieden in exponierte Lamellen 7, die weit in die Nuten hineinragen, und zurückgesetzte Kamelle 8, die weniger weit als die exponierten Lamellen 6 in die Nuten hineinragen.
Die elektrischen Maschinen gemäß Figuren 1 bis 4 und 5 weisen eine elektrisch leitfähige Schicht 16 auf, die radial außer¬ halb des Außenglimmschutzes 3 angeordnet ist und eingerichtet ist den Außenglimmschutz 3 mit dem Blechpaket 4 elektrisch leitfähig zu verbinden. Die elektrisch leitfähige Schicht 16 hat einen geringeren spezifischen elektrischen Widerstand als der Außenglimmschutz 3. Die Haftungen von Hauptisolation 2, Außenglimmschutz 3, elektrisch leitfähiger Schicht 16 und Blechpaket 4 sind derart aufeinander abgestimmt, dass an ei¬ ner Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht 16 die geringste Haftung vorliegt. Dadurch wird erreicht, dass bei ei¬ nem Entfernen des elektrischen Leiters 1 mit der Hauptisola- tion 2 und dem Außenglimmschutz 3 eine Trennung zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht 16 und dem Außenglimmschutz 3 und/oder zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht 16 und dem Blechpaket 4 erfolgt. Beispielsweise kann die elektrisch leitfähige Schicht 16 ei¬ nen Gleitlack aufweisen. Der Gleitlack 16 kann an der Oberfläche des Blechpakets 4 und/oder an der Oberfläche des Au¬ ßenglimmschutzes 3 angeordnet sein. Der Gleitlack weist
Polyvinylacetat , Epoxidharz, Novolak, Teflon und/oder
Novolak-Epoxidharz auf. Weiterhin weist der Gleitlack Graphit auf. Es ist denkbar, dass der Gleitlack auch auf die Oberflä¬ che des elektrischen Leiters 1 aufgebracht ist.
Die elektrisch leitfähigen Schichten 16 der elektrischen Ma- schinen gemäß Figuren 2 bis 4 weisen ein elektrisch leitfähiges Band 5 auf, wobei das Band 5 Teflon, Polyethylen,
Polyethylenderivate, Polyoxymethylen und/oder
Polyoxymethylenderivate aufweist. Das Band 5 weist für seine elektrische Leitfähigkeit Rußpartikel, Graphitpartikel, Carbonfasern und/oder elektrisch halbleitende Partikel, insbesondere SiC-Partikel , Metalloxid-Partikel und/oder mit Me¬ talloxiden beschichtete Glimmerpartikel und/oder Aluminiumoxid-Partikel, auf. Das Band 5 kann eine Silikon aufweisende und elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen. Die Be- Schichtung weist für ihre elektrische Leitfähigkeit Rußparti¬ kel, Graphitpartikel, Carbonfasern und/oder elektrisch halbleitende Partikel, insbesondere SiC-Partikel, Metalloxid- Partikel und/oder mit Metalloxiden beschichtete Glimmerparti¬ kel und/oder Aluminiumoxid-Partikel, auf. Wie es aus Figur 2 ersichtlich ist, können sich die Hauptisolation 2, der Außen- glimmschutz 3 und, in dem Fall, dass das Band 5 vorgesehen ist, das Band 5 im Bereich der zurückgesetzten Lamellen 8 relaxieren . Wie es aus Figuren 2 bis 4 ersichtlich ist, steht lediglich ein Teil der Lamellen 6 mit dem Band 5 in Kontakt, wobei der Teil gebildet ist von weit in die Nuten hineinragenden Lamel- len 6, nämlich von den exponierten Lamellen 7. In die Hohlräume zwischen den zurückgesetzten Lamellen 8 und dem Band 5 kann beim Herstellen der elektrischen Maschine das
Imprägnierharz 9 eindringen und von dort in den Außenglimm- schutz 3 und in die Hauptisolation 2 eindringen. Dies ist in Figur 4 durch den Pfad 13 dargestellt. Die Abmessungen des elektrischen Leiters 1, der Hauptisolation 2, des Außenglimm- schutzes 3 und der Nuten sind derart gewählt, dass das Band 5 an das Blechpaket 4 gedrückt ist. Dadurch kann beim Herstel¬ len der elektrischen Maschine das Imprägnierharz 9 nicht an Kontaktstellen des Bands 5 mit dem Blechpaket gelangen. Dies ist in Figur 4 durch den Pfad 14 dargestellt. Das in den Hohlräumen zwischen dem Blechpaket 4 und dem Band 5 eingedrungene Imprägnierharz 9 stört beim Entfernen des elektrischen Leiters 1 zusammen mit der Hauptisolation 2 und dem Au- ßenglimmschutz 3 nicht, weil die exponierten Lamellen 7 frei von Imprägnierharz sind und somit eine geschwächte oder feh¬ lende mechanische Verbindung zwischen dem Band 5 und dem Blechpaket 4 sichergestellt ist. Das Band 5 der elektrischen Maschine gemäß Figur 3 weist ein Gewebe auf, wobei das Gewebe Teflon, Polyethylen,
Polyethylenderivate, Polyoxymethylen und/oder
Polyoxymethylenderivate aufweist. Das Gewebe ist derart ge¬ staltet, dass es von einem Imprägnierharz 9 imprägnierbar ist. Das Gewebe kann weiterhin flache Garne aufweisen.
Das Band 5 der elektrischen Maschine gemäß Figur 4 weist eine Folie auf, wobei die Folie Teflon, Polyethylen,
Polyethylenderivate, Polyoxymethylen und/oder
Polyoxymethylenderivate aufweist. Damit ein Imprägnieren mit dem Imprägnierharz 9 erfolgen kann, ist die Folie mit Perforationslöchern 15 perforiert und/oder derart auf den Außen- glimmschutz 3 gewickelt, dass zwischen zwei benachbarten Win- düngen ein Spalt vorgesehen ist. Einige derartig Beispielse sind in Figuren 7 bis 9 dargestellt, wobei das Band auch punktgeklebte Folien gemäß Figur 9 aufweisen kann. Die elekt¬ rische Maschine gemäß Figur 4 weist eine Innenlage 11 und ei- ne Außenlage 12 der Folie auf, wobei die Folie derart perfo¬ riert ist, dass die Perforationslöcher 15 der zwei Lagen 11, 12 versetzt zueinander angeordnet sind.
Der Außenglimmschutz 3 der elektrischen Maschine gemäß Figur 5 weist eine unmittelbar auf die Hauptisolation 2 aufgebrachte Außenglimmschutzinnenlage 18, eine radial außerhalb der Außenglimmschutzinnenlage 18 angeordnete Außenglimmschutzau¬ ßenlage 19 und ein zwischen der Außenglimmschutzinnenlage 18 und der Außenglimmschutzaußenlage 19 angeordnetes Glimmerband 20 auf. Die Außenglimmschutzinnenlage 18 und die Außenglimm¬ schutzaußenlage 19 sind schwach elektrisch leitfähig. Das Glimmerband 20 weist Glimmer auf, ist elektrisch isolierend und bewirkt eine mechanische Entkopplung der Außenglimm¬ schutzinnenlage 18 und der Außenglimmschutzaußenlage 19. Um die Außenglimmschutzinnenlage 18 und die Außenglimmschutzau¬ ßenlage 19 elektrisch zu verbinden, ist ein elektrisch leitfähiges Kontaktband 21 vorgesehen, welches abwechselnd radial innen und radial außen des Glimmerbandes 20 angeordnet ist. Beim Entfernen des elektrischen Leiters 1 mit der Hauptisola- tion 2 und dem Außenglimmschutz 3 wird eine Trennung im Bereich des Glimmerbandes 20 erfolgen, wodurch ein Teil des Au¬ ßenglimmschutzes 3 an dem Blechpaket 4 kleben bleibt. Um dies zu verhindern, kann die elektrisch leitfähige Schicht 16 zwischen dem Außenglimmschutz 3 und dem Blechpaket 4 vorgesehen sein. In dem Fall, dass die elektrische leitfähige Schicht 16 vorgesehen ist, braucht das Glimmerband 20, das Kontaktband 21 und die Außenglimmschutzaußenlage 19 nicht vorgesehen wer¬ den, wodurch die elektrische Maschinen einen einfachen Aufbau hat. Figur 6 zeigt eine solche elektrische Maschine, bei der der Außenglimmschutz 3 lediglich die Außenglimmschutzinnenla¬ ge 18 aufweist. Die elektrisch leitfähige Schicht 16 ist hier gebildet von der Folie, wobei zwei Lagen 11, 12 der Folie vorgesehen sind. Beispielsweise weist das Imprägnierharz ein Epoxidharz auf. Das Epoxidharz weist beispielsweise Bisphenol-A- diglycidylether, Bisphenol-F-diglycidylether, Phenolnovolake, aliphatische Epoxide und/oder zykloaliphatische Epoxide auf. Weiterhin ist bevorzugt, dass das Epoxidharz ein zyklisches Carbonsäureanhydrid aufweist, insbesondere
Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Methylhexa- hydrophthalsäureanhydrid und/oder Hexahydrophthalsäureanhyd- rid.
Beispielsweise weisen die Hauptisolation 2 und/oder der Außenglimmschutzschutz 3 Glimmer auf, insbesondere in der Form eines Glimmerpapiers. Für die elektrische Leitfähigkeit des Außenglimmschutzes 3 kann der Glimmer mit Metalloxiden be¬ schichtet sein, insbesondere mit halbleitenden Metalloxiden.
Bei einem beispielhaften Verfahren zum Auseinanderbauen der elektrischen Maschine werden der elektrische Leiter 1, die Hauptisolation 2 und der Außenglimmschutz 3 aus den Nuten entfernt werden, wobei beim Entfernen ein Trennen von dem Außenglimmschutz 3 und der elektrisch leitfähigen Schicht 16 und/oder ein Trennen von der elektrisch leitfähigen Schicht 16 und dem Blechpaket 4 erfolgt.
Beispielhaft ist ein Verfahren zum Herstellen der elektrischen Maschine wie folgt durchzuführen: Einbringen eines elektrischen Leiters 1, einer den Leiter 1 umhüllenden Hauptisolation 2 und einem die Hauptisolation 2 umhüllenden Außen- glimmschutz 3 in Nuten eines Blechpaket 4 der elektrischen
Maschine, wobei radial außerhalb des Außenglimmschutzes 3 ei¬ ne elektrisch leitfähige Schicht 16 vorgesehen ist, die ein¬ gerichtet ist den Außenglimmschutz 3 mit dem Blechpaket 4 elektrisch leitfähig zu verbinden; Imprägnieren der Hauptiso- lation 2 und des Außenglimmschutzes 3 mit einem
Imprägnierharz; Aushärten des Imprägnierharzes.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausfüh- rungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrische Maschine,
mit einem elektrischen Leiter (1), einer den Leiter (1) um- hüllenden Hauptisolation (2), einem die Hauptisolation (2) umhüllenden Außenglimmschutz (3), einem Blechpaket (4) mit Nuten, in die der Leiter (1) eingebracht ist, und einer elektrisch leitfähigen Schicht (16), die radial außerhalb des Außenglimmschutzes (3) angeordnet ist und eingerichtet ist den Außenglimmschutz (3) mit dem Blechpaket (4) elekt¬ risch leitfähig zu verbinden,
wobei die Haftungen von Hauptisolation (2), Außenglimm- schutz (3), elektrisch leitfähiger Schicht (16) und Blechpaket (4) derart aufeinander abgestimmt sind, dass an einer Oberfläche der elektrisch leitfähigen Schicht (16) die ge¬ ringste Haftung vorliegt, wobei die elektrisch leitfähige Schicht (16) einen geringeren spezifischen elektrischen Widerstand als der Außenglimmschutz (3) hat.
2. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 1,
wobei die elektrisch leitfähige Schicht (16) einen Gleit¬ lack und/oder ein Band (5) aufweist, wobei das Band (5) Teflon, Polyethylen, Polyethylenderivate, Polyoxymethylen und/oder Polyoxymethylenderivate aufweist.
3. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 2,
wobei der Gleitlack Polyvinylacetat , Epoxidharz, Novolak, Teflon und/oder Novolak-Epoxidharz aufweist.
4. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 2 oder 3,
wobei der Gleitlack Graphit aufweist.
5. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Band eine Silikon aufweisende Beschichtung auf- weist.
6. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Band (5) ein Gewebe, insbesondere ein Gewebe mit flachen Garnen, und/oder mindestens eine Folie aufweist.
7. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 6,
wobei das Gewebe imprägnierbar ist die Folie perforiert und/oder derart auf den Außenglimmschutz (3) gewickelt ist, dass zwischen zwei benachbarten Windungen ein Spalt vorgesehen ist.
8. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 6 oder 7,
wobei das Band (5) zwei Lagen (11, 12) der Folie aufweist, wobei die Folie derart perforiert ist, dass die zwei Lagen (11, 12) versetzt zueinander perforiert sind.
9. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei das Band (5) Rußpartikel, Graphitpartikel,
Carbonfasern und/oder elektrisch halbleitende Partikel, insbesondere SiC-Partikel , Metalloxid-Partikel und/oder mit Metalloxiden beschichtete Glimmerpartikel und/oder Alumini¬ umoxid-Partikel, aufweist.
10. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Blechpaket Lamellen (6) aufweist, die unter- schiedlich weit in die Nuten hineinragen, wobei lediglich ein Teil der Lamellen (6) mit dem Band (5) in Kontakt steht, wobei der Teil gebildet ist von weit in die Nuten hineinragenden Lamellen (6).
11. Elektrische Maschine gemäß Anspruch 10,
wobei die Abmessungen des elektrischen Leiters (1), der Hauptisolation (2), des Außenglimmschutzes (3) und der Nu¬ ten derart gewählt sind, dass das Band (5) an das Blechpa¬ ket (4) gedrückt ist.
12. Elektrische Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Hauptisolation (2) und der Außenglimmschutz (3) von einem Imprägnierharz imprägniert sind und das
Imprägnierharz ausgehärtet ist, wobei kein Imprägnierharz sich befindet an Stellen, an denen die elektrisch leitfähige Schicht (16) den Außenglimmschutz (3) mit dem Blechpaket (4) elektrisch leitfähig verbindet.
13. Verfahren zum Auseinanderbauen einer elektrischen Ma- schine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11,
bei dem der elektrische Leiter (1), die Hauptisolation (2) und der Außenglimmschutz (3) aus den Nuten entfernt werden, wobei beim Entfernen ein Trennen von dem Außenglimmschutz (3) und der elektrisch leitfähigen Schicht (16) und/oder ein Trennen von der elektrisch leitfähigen Schicht (16) und dem Blechpaket (4) erfolgt.
14. Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11,
mit den Schritten
- Einbringen eines elektrischen Leiters (1), einer den Lei¬ ter (1) umhüllenden Hauptisolation (2) und einem die Hauptisolation (2) umhüllenden Außenglimmschutz (3) in Nuten eines Blechpaket (4) der elektrischen Maschine, wobei radial außerhalb des Außenglimmschutzes (3) eine elektrisch leit¬ fähige Schicht (16) vorgesehen ist, die eingerichtet ist den Außenglimmschutz (3) mit dem Blechpaket (4) elektrisch leitfähig zu verbinden;
- Imprägnieren der Hauptisolation (2) und des Außenglimm- Schutzes (3) mit einem Imprägnierharz;
- Aushärten des Imprägnierharzes.
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