RU2359353C1 - Coil windings with resin insulation, not involving moulding - Google Patents

Coil windings with resin insulation, not involving moulding Download PDF

Info

Publication number
RU2359353C1
RU2359353C1 RU2008115442/09A RU2008115442A RU2359353C1 RU 2359353 C1 RU2359353 C1 RU 2359353C1 RU 2008115442/09 A RU2008115442/09 A RU 2008115442/09A RU 2008115442 A RU2008115442 A RU 2008115442A RU 2359353 C1 RU2359353 C1 RU 2359353C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coil
tape
winding
fibers
transformer
Prior art date
Application number
RU2008115442/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Уве КАЛЬТЕНБОРН (DE)
Уве КАЛЬТЕНБОРН
Гвидо МАЙЕР (CH)
Гвидо МАЙЕР
Стефан ШААЛЬ (FR)
Стефан ШААЛЬ
Йенс РОКС (CH)
Йенс РОКС
Original Assignee
Абб Рисерч Лтд
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Абб Рисерч Лтд filed Critical Абб Рисерч Лтд
Priority to RU2008115442/09A priority Critical patent/RU2359353C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359353C1 publication Critical patent/RU2359353C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: coil windings with resin insulation, which do not involve moulding, are made by depositing continuous fibres (4), introduced into the quasi-solid matrix of epoxy resin, for example in form of tape (2; 2a, 2b), on windings (3) of a coil. Tape (2; 2a, 2b) is locally heated to melting point of the polymer matrix and then pressed to the rotating main part (1) of the coil. The heated and molten resin of the tape (2; 2a, 2b), which is pressed to coil (1), flows under pressure into the cavity and gap between windings (3) of the coil, and fills them such that, windings (3) of the coil are hermetically insulated. After heating and pressing the tape using device (7, 5), the molten epoxy resin becomes solid again. That way, the solidification process is significantly simplified and shorter compared to existing processes.
EFFECT: provision for more efficient production in terms of time and losses, as well as ecological aspects.
33 cl, 5 dwg

Description

Данное изобретение касается не предусматривающих пресс-форм витков катушки с изоляцией из смолы, способа, устройства и использования устройства, применяемого для изготовления таких витков катушек, и трансформатора, оборудованного такими витками катушек, соответствующими независимым пунктам формулы изобретения.This invention relates to non-moldable coil turns with resin insulation, the method, apparatus and use of the device used to make such coil turns, and a transformer equipped with such coil turns corresponding to the independent claims.

Уровень техникиState of the art

Распределительные трансформаторы должны быть стойки к механическому и тепловому воздействиям, которые с одной стороны связаны с перегрузкой и короткими замыканиями, а с другой стороны - с неблагоприятными климатическими условиями. Для упомянутых областей применения в настоящее время используются трансформаторы сухого типа с витками катушек, изолированными эпоксидной смолой, которые армированы и соединены вместе пропущенными стекловолокнами. Такие трансформаторы серийно выпускаются компанией АВВ под торговой маркой RESIBLOK®. Высокое содержание стекловолокна (приблизительно 70% по весу) способствует достижению требуемой отличной механической прочности и устойчивости при тепловом ударе как при высокой, так и при низкой температурах. Изолированные эпоксидной смолой катушки, соответствующие технологии RESIBLOK®, изготавливаются поочередным нанесением слоя витков и слоя, состоящего из непрерывных стекловолокон. Сначала указанные волокна опускают в ванну с жидкой эпоксидной смолой, а затем наматывают на витки катушки. Жидкая эпоксидная смола заполняет пустоты между витками катушки. После завершения процесса намотки катушки жидкую эпоксидную смолу отверждают в печи и она становится твердой.Distribution transformers must be resistant to mechanical and thermal influences, which on the one hand are associated with overload and short circuits, and on the other hand, with adverse climatic conditions. For these applications, dry type transformers are currently used with coil turns insulated with epoxy resin, which are reinforced and joined together by fiberglass. Such transformers are commercially available from ABB under the brand name RESIBLOK®. The high fiber content (approximately 70% by weight) helps to achieve the required excellent mechanical strength and thermal shock resistance, both at high and low temperatures. Coils insulated with epoxy, corresponding to the RESIBLOK® technology, are made by alternately applying a layer of coils and a layer consisting of continuous glass fibers. First, these fibers are immersed in a bath of liquid epoxy resin, and then wound on coil coils. Liquid epoxy fills the voids between the turns of the coil. After the winding process of the coil is completed, the liquid epoxy resin is cured in the furnace and it becomes solid.

Изолированные эпоксидной смолой трансформаторы, соответствующие уровню техники, имеют отличные характеристики. Тем не менее, их изготовление является довольно трудоемким и дорогостоящим процессом. Излишки эпоксидной смолы, появляющиеся при нанесении смоченных волокон, должны быть размазаны по катушке или вручную удалены оператором.Epoxy insulated transformers according to the prior art have excellent characteristics. However, their manufacture is a rather laborious and expensive process. Excess epoxy that occurs when wetted fibers are applied must be smeared on a spool or manually removed by the operator.

Чтобы подходить для способа с пропусканием волокон, используемая эпоксидная смола должна иметь сравнительно малую вязкость. Для поддержания равномерного распределения смолы, на конечном этапе отверждения, катушку необходимо наклонять вперед и назад до тех пор, пока изоляционная матрица из эпоксидной смолы не загустеет и не станет твердой. Без этих наклонов эпоксидная смола будет стекать и накапливаться в нижней части катушки. Сложный процесс отверждения длится свыше 10-ти часов и легко его сократить нельзя.In order to be suitable for a fiber passing method, the epoxy used must have a relatively low viscosity. To maintain an even distribution of the resin, at the final stage of curing, the coil must be tilted back and forth until the epoxy resin matrix thickens and becomes solid. Without these tilts, epoxy will drain and build up at the bottom of the coil. The complex curing process lasts over 10 hours and cannot be easily reduced.

Две вышеупомянутые причины ведут к существенным затратам при изготовлении. Кроме этого, нанесение жидкой форполимерной смеси эпоксидная смола/ангидрид вручную при открытом "жидком" процессе может привести к воздействию на рабочих токсичных химических соединений. Кроме того, по экологическим причинам неиспользованная неотвержденная эпоксидная смола должна быть соответствующим образом утилизирована.Two of the above reasons lead to significant manufacturing costs. In addition, manual application of a liquid prepolymer mixture of epoxy resin / anhydride with an open “liquid” process can result in exposure to toxic chemical compounds on workers. In addition, for environmental reasons, unused uncured epoxy must be disposed of appropriately.

В документе EP 1211052 А1 описан способ и устройство для наложения на некоторый объект пластиковых полосок, армированных волокном. Армированная волокнами термопластическая полоска не намотана на шпулю и ее подают через устройство расплавления на устройство прессования. Термопластическую полимерную полоску расплавляют по поверхности и впоследствии прижимают к объекту, на который ее накладывают.EP 1211052 A1 describes a method and apparatus for applying fiber reinforced plastic strips to an object. The fiber-reinforced thermoplastic strip is not wound on the spool and is fed through the fusion device to the pressing device. The thermoplastic polymer strip is melted over the surface and subsequently pressed against the object on which it is applied.

В патенте US № 5954909 описан процесс непосредственной склейки, предназначенный для приклеивания проводников к основам и для приклеивания проводящего слоя из проводов на клейкую пленку, нанесенную на существующий проводящий слой из проводов. Клеящее вещество наносят или распыляют на смазку для формы, причем в клеящем веществе могут содержаться волокна или частицы волокон. Клеевой слой может находиться в В-стадии благодаря термической обработке, таким образом, образуя двухмерных клейкий лист. Для изготовления катушки, клейкий лист далее располагают лоскутами на двухмерной области проводящих проводов в ходе отдельного, не являющегося непрерывным этапа расположения. На следующем этапе, для соединения и прижатия клейкого листа на существующий двухмерный проводящий слой используется термическая обработка и обматывание.US Pat. No. 5,954,909 describes a direct bonding process for bonding conductors to substrates and for bonding a conductive layer of wires to an adhesive film applied to an existing conductive layer of wires. The adhesive is applied or sprayed onto the mold release agent, wherein the adhesive may contain fibers or fiber particles. The adhesive layer can be in the B-stage due to heat treatment, thereby forming a two-dimensional adhesive sheet. For the manufacture of the coil, the adhesive sheet is then placed in rags on the two-dimensional region of the conductive wires during a separate, non-continuous location step. In the next step, heat treatment and wrapping are used to connect and press the adhesive sheet onto an existing two-dimensional conductive layer.

В документе DE 1540133 описан способ изготовления изоляций катушки с использованием ленты из смолы и отдельной отверждающей ленты. По меньшей мере, одна лента может содержать волокна из слюды или стекловолокна. Подход с отдельной лентой выбран в качестве альтернативы предварительно пропитанным лентам и направлен на увеличение срока хранения. На первом этапе изоляцию катушки изготавливают намоткой этой комбинации ленты из смолы и отверждающей ленты на проводящий слой. На втором этапе катушку нагревают в течение 1-3 часа с целью отверждения смолы. Этот процесс отверждения выполняют в ходе отдельного, не являющегося непрерывным этапа изготовления.DE 1540133 describes a method for manufacturing coil insulation using a resin tape and a separate curing tape. At least one tape may contain mica or fiberglass fibers. The approach with a separate tape is chosen as an alternative to pre-soaked tapes and is aimed at increasing the shelf life. In a first step, coil insulation is made by winding this combination of resin tape and curing tape onto a conductive layer. In a second step, the coil is heated for 1-3 hours to cure the resin. This curing process is carried out during a separate, non-continuous manufacturing step.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить эффективный с точки зрения времени и затрат способ изготовления армированных волокном катушек с не предусматривающими пресс-форм витками катушки с изоляцией из смолы. Более этого, способ, соответствующий настоящему изобретению, будет выгоден с точки зрения экологических аспектов и безопасности при эксплуатации.An object of the present invention is to provide a time and cost effective method for manufacturing fiber reinforced coils with non-moldable coil turns of a resin insulated coil. Moreover, the method corresponding to the present invention will be advantageous from the point of view of environmental aspects and operational safety.

Эта и другие проблемы решены, согласно настоящему изобретению, в способе по пункту 1 формулы изобретения, в катушке по пункту 11 формулы изобретения, в трансформаторе по пункту 12 формулы изобретения и в устройстве и использовании устройства по пунктам 13 и 21 формулы изобретения. В изобретении соответствующая уровню техники технология пропускания стекловолокон через эпоксидный форполимер заменена способом, при котором непрерывные волокна, внедренные в квазитвердую матрицу из эпоксидной смолы или одновременно подаваемые с указанной матрицей, например, в виде, по меньшей мере, одной ленты, непрерывно наносят на витки катушки.This and other problems are solved, according to the present invention, in the method according to claim 1, in the coil according to claim 11, in the transformer according to claim 12 and in the device and use of the device according to claims 13 and 21. In the invention, the prior art technology for passing glass fibers through an epoxy prepolymer is replaced by a method in which continuous fibers embedded in a quasi-solid matrix of epoxy resin or simultaneously supplied with the specified matrix, for example, in the form of at least one tape, are continuously applied to the turns of the coil .

Согласно этому способу изготовления катушки с изоляцией из смолы катушка армирована волокнами, расположенными на катушке в твердой полимерной матрице, при этом поочередно и неоднократно наносят слой витков и слой волокно/полимер, причем нанесение слоя волокно/полимер включает в себя следующие непрерывно выполняемые этапы:According to this method of manufacturing a coil with resin insulation, the coil is reinforced with fibers located on the coil in a solid polymer matrix, in which the layer of coils and the fiber / polymer layer are alternately and repeatedly applied, and the application of the fiber / polymer layer includes the following continuously performed steps:

- расплавляют или активируют участок, по меньшей мере, одной непрерывной ленты, содержащей волокна и твердую полимерную матрицу, и- melt or activate the site of at least one continuous tape containing fibers and a solid polymer matrix, and

- прижимают расплавленный или активированный участок, по меньшей мере, одной ленты к катушке.- press the molten or activated portion of at least one tape to the coil.

По меньшей мере, одна лента может представлять собой армированную волокнами ленту, содержащую волокна, внедренные в твердую полимерную матрицу, или отдельную ленту с волокнами и отдельную полимерную матричную ленту. Чтобы получить изоляцию без пустот в витках катушки, армированную волокнами ленту или матричную ленту локально нагревают до температуры плавления полимерной матрицы или как-то иначе активируют, например, ультрафиолетовым излучением или химическим образом и потом прижимают к наматываемой части. Так как лента нагрета или активирована только на небольшом участке, то расплавленная или активированная полимерная матрица быстро отверждается после перемещения от области нагревания или активирования и прижатия. Термин "расплавление" или "активирование" относится к любому процессу, который делает ленту готовой или способной к соединению с примыкающими слоями катушки с помощью физических и/или химических процессов.At least one tape may be a fiber reinforced tape containing fibers embedded in a solid polymer matrix, or a separate fiber tape and a separate polymer matrix tape. In order to obtain insulation without voids in the turns of the coil, the fiber-reinforced tape or matrix tape is locally heated to the melting temperature of the polymer matrix or otherwise activated, for example, by ultraviolet radiation or chemically and then pressed to the wound part. Since the tape is heated or activated only in a small area, the molten or activated polymer matrix quickly cures after moving from the heating or activation region and pressing. The term “fusion” or “activation” refers to any process that makes the tape ready or capable of bonding to adjacent layers of a coil using physical and / or chemical processes.

Нагретая и расплавленная или активированная смола ленты, которую прижимают к катушке, растекается под давлением в пустоты и промежутки между витками катушки и заполняет их, таким образом, герметично изолируя витки катушки. После перемещения устройства нагревания или активирования и прижатия, расплавленная или активированная эпоксидная смола немедленно прекращает течь и снова становится твердой благодаря быстрому охлаждению при температуре, меньшей точки плавления.The heated and molten or activated resin of the tape, which is pressed against the coil, spreads under pressure into the voids and spaces between the turns of the coil and fills them, thus sealing the coil of the coil. After moving the heating or activating and pressing device, the molten or activated epoxy immediately stops flowing and becomes solid again due to rapid cooling at a temperature lower than the melting point.

Отверждение готовой катушки может быть закончено в печи. Необходимое время отверждения значительно меньше времени, необходимого в существующей технологии. В настоящем способе отсутствует полностью жидкая эпоксидная смола, которая могла бы стекать или накапливаться в нижней части катушки. Следовательно, нет никакой необходимости наклонять катушку в процессе отверждения. Таким образом, значительно упрощен и сокращен процесс отверждения по сравнению с существующим процессом.The curing of the finished coil can be completed in a furnace. The required cure time is significantly less than the time required in existing technology. In the present method, there is no completely liquid epoxy resin that could drain or accumulate at the bottom of the coil. Therefore, there is no need to tilt the coil during the curing process. Thus, the curing process is greatly simplified and shortened compared to the existing process.

Способ изготовления, соответствующий настоящему изобретению, быстрее, менее трудоемкий и более эффективный по стоимости по сравнению с существующим способом изготовления. Так как при изготовлении нет жидкой форполимерной эпоксидной смолы, то настоящее изобретение также в положительную сторону отличается улучшенной экологической безопасностью и безопасностью при эксплуатации.The manufacturing method according to the present invention is faster, less laborious and more cost effective than the existing manufacturing method. Since in the manufacture there is no liquid prepolymer epoxy resin, the present invention is also positively characterized by improved environmental safety and operational safety.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - схематичный вид, показывающий типовое устройство, реализующее способ, соответствующий настоящему изобретению.Figure 1 is a schematic view showing a typical device that implements the method corresponding to the present invention.

фиг.2 - вид, изображающий часть другого варианта осуществления устройства, подходящего для реализации способа, соответствующего настоящему изобретению.FIG. 2 is a view showing part of another embodiment of a device suitable for implementing the method of the present invention.

фиг.3 - вид, показывающий еще один вариант осуществления устройства, подходящего для реализации способа, соответствующего настоящему изобретению.figure 3 is a view showing another embodiment of a device suitable for implementing the method corresponding to the present invention.

фиг.4 - вид, изображающий известную конструкцию трансформатора, содержащего обмотку низшего напряжения и две вторичные обмотки.4 is a view showing a known construction of a transformer comprising a low voltage winding and two secondary windings.

фиг.5 - вид, показывающий еще один вариант осуществления намоточного устройства, содержащего две вращающиеся в противоположных направлениях намоточные головки.5 is a view showing yet another embodiment of a winding device comprising two winding heads rotating in opposite directions.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Подходящим полимером, находящимся в квазитвердом состоянии, или смолистой матрицей для ленты, которая используется в настоящем изобретении, является, например, смола, находящаяся в В-стадии, такая как эпоксидная смола, находящаяся в В-стадии. Эпоксидная смола, находящаяся в В-стадии (также называемая "резолит" или "резитол") - это термин, используемый для вторичной стадии в реакции некоторых термореактивных смол. Мономеры уже полимеризовались до некоторой степени. Тем не менее, смола может быть частично жидкой при нагревании или может вздуваться в присутствии некоторых растворителей, но дальше не может расплавляться без термического распада или полного растворения.A suitable quasi-solid polymer or resinous matrix for the tape used in the present invention is, for example, a resin in the B stage, such as an epoxy resin in the B stage. A B-stage epoxy (also called "resolite" or "resitol") is the term used for the secondary stage in the reaction of certain thermosetting resins. The monomers have already polymerized to some extent. However, the resin may be partially liquid when heated or may swell in the presence of certain solvents, but cannot further melt without thermal decomposition or complete dissolution.

Ленты, пропитанные армированной волокном смолой, находящейся в В-стадии, обычно называются предварительно пропитанными лентами и используются для эффективного изготовления изделий, выполненных из композиционных материалов, содержащих, например, углеродистые волокна.Tapes impregnated with a fiber reinforced resin in the B stage are usually called pre-impregnated tapes and are used for the efficient manufacture of articles made of composite materials containing, for example, carbon fibers.

Предварительно пропитанные ленты выпускаются с различными системами полимеров и волокон. Кроме уже упомянутой предварительно отвержденной эпоксидной смолы, для изготовления предварительно пропитанных материалов используются такие смолы, как эфиры циановой кислоты и полиимидные смолы. Эти термореактивные пластические материалы подходят для использования при высоких температурах, что полезно. Также используются термопластические полимерные комплексы такие как полиэфир и полипропилен. Эти материалы менее дороги, но не могут использоваться при температуре, превышающей приблизительно 80°С, без потери механической прочности.Pre-impregnated tapes are available with various polymer and fiber systems. In addition to the previously mentioned pre-cured epoxy resin, resins such as cyanoic acid esters and polyimide resins are used to make pre-impregnated materials. These thermoset plastic materials are suitable for use at high temperatures, which is useful. Thermoplastic polymer complexes such as polyester and polypropylene are also used. These materials are less expensive, but cannot be used at temperatures exceeding approximately 80 ° C, without loss of mechanical strength.

Также могут использоваться комбинации упомянутых выше полимеров или смол.Combinations of the above polymers or resins may also be used.

Существуют различные виды органических и неорганических материалов для волокна, которые имеют большой предел прочности на разрыв и, таким образом, подходят в качестве составных материалов и для использования в настоящем изобретении, например, стекловолокна, кварцевые волокна, арамидные волокна, волокна Оупета (полиэтилен, сформированный из геля), борные волокна, волокна из оксида алюминия, волокна из карбида кремния, волокна из полибензимидазола и базальтовые волокна. Также могут быть использованы комбинации упомянутых выше волокон. Широко применяемые углеродные волокна не подходят для использования в настоящем изобретении из-за их очень низкого омического сопротивления.There are various types of organic and inorganic materials for fiber, which have a large tensile strength and, therefore, are suitable as composite materials and for use in the present invention, for example, glass fibers, silica fibers, aramid fibers, Auetop fibers (polyethylene formed gel), boron fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, polybenzimidazole fibers and basalt fibers. Combinations of the above fibers can also be used. Widely used carbon fibers are not suitable for use in the present invention because of their very low ohmic resistance.

Предварительно пропитанные ленты изготавливаются посредством вымачивания волокон в жидком форполимере и последующим предварительным отверждением. Процесс химического отверждения останавливается с помощью быстрого охлаждения. Таким образом, предварительно пропитанные ленты должны храниться при низких температурах, например в низкотемпературном холодильнике, и хранятся намотанными на шпули.Pre-impregnated tapes are made by soaking the fibers in a liquid prepolymer and then pre-curing. The chemical curing process is stopped by rapid cooling. Thus, pre-impregnated tapes should be stored at low temperatures, such as in a low-temperature refrigerator, and stored wound around spools.

На фиг.1 показан типовой вариант устройства 1а, соответствующего настоящему изобретению. В целом цилиндрическая основная часть 1 катушки вращается вокруг оси 8 вращения. В качестве альтернативы, устройство или намоточная головка 1а катушки может вращаться вокруг неподвижной катушки 1. Основная часть 1 катушки состоит из нескольких слоев 3 витков катушки, встроенных в армированную волокном матрицу 4 из смолы. В частности, катушка 1 содержит слои 3 витков, которые изолированы друг от друга слоями 4 волокно/полимер и включают в себя электрические соединения для обеспечения непрерывного наматывание катушки 1 трансформатора. Катушка 1 может использоваться в качестве катушки 1 сухого трансформатора, в частности распределительного трансформатора или силового трансформатора, предпочтительно небольшого силового трансформатора. Катушка 1 также может являться катушкой любого другого типа и она может использоваться в любой другой конкретной области, в которой отличная стойкость к механическим и тепловым воздействиям и электрическая стабильность важна для функционирования катушки, обычно при среднем и высоком напряжении. Способ и устройство 1а, соответствующие изобретению, позволяют, в частности, эффективно и экологически безопасно изготавливать катушки 1 сухого трансформатора.Figure 1 shows a typical variant of the device 1A, corresponding to the present invention. In General, the cylindrical main part 1 of the coil rotates around the axis of rotation 8. Alternatively, the coil device or rewinder 1a can rotate around a fixed coil 1. The main part 1 of the coil consists of several layers 3 of coil turns embedded in a fiber-reinforced resin matrix 4. In particular, the coil 1 contains layers 3 of turns, which are isolated from each other by layers 4 of fiber / polymer and include electrical connections to ensure continuous winding of the coil 1 of the transformer. Coil 1 can be used as coil 1 of a dry transformer, in particular a distribution transformer or power transformer, preferably a small power transformer. Coil 1 can also be any other type of coil, and it can be used in any other specific area in which excellent mechanical and thermal resistance and electrical stability are important for the functioning of the coil, usually at medium and high voltage. The method and device 1a, corresponding to the invention, allow, in particular, to efficiently and environmentally friendly manufacture coils 1 of a dry transformer.

По большому счету, устройство 1а, 1b (фиг.1, 5), предназначенное для изготовления катушки 1 с изоляцией из смолы, которая включает в себя чередующиеся проводящие слои 3 витков и слои 4 изоляции с волокнами, внедренными в твердую полимерную матрицу 4, содержат:By and large, the device 1A, 1b (FIGS. 1, 5), intended for the manufacture of a coil 1 with resin insulation, which includes alternating conductive layers 3 of turns and insulation layers 4 with fibers embedded in a solid polymer matrix 4, contain :

- средства 9, 10, 11, предназначенные для непрерывной подачи, по меньшей мере, одной ленты 2; 2а, 2b, включающей в себя волокна и твердую полимерную матрицу, в частности армированную волокном ленту 2,- means 9, 10, 11, designed for continuous supply of at least one tape 2; 2a, 2b, including fibers and a solid polymer matrix, in particular fiber reinforced tape 2,

- средства 7, 12, 12', 14, предназначенные для локального активирования участка армированной волокном ленты 2 во время ее подачи,- means 7, 12, 12 ', 14, intended for local activation of a section of fiber-reinforced tape 2 during its supply,

- средства, предназначенные для поддержания и вращения 8 катушки 1, и/или средства, предназначенные для вращения в направлении 18, 18', по меньшей мере, одной намоточной головки 1а, 1b устройства вокруг катушки 1, и- means for maintaining and rotating 8 of the coil 1, and / or means for rotating in the direction 18, 18 'of at least one winding head 1a, 1b of the device around the coil 1, and

- средства 5, предназначенные для нанесения активированного участка, по меньшей мере, одной ленты 2; 2а, 2b и, в частности, армированной волокном ленты 2, на вращающуюся катушку 1.- means 5, intended for applying the activated area of at least one tape 2; 2a, 2b and, in particular, fiber-reinforced tape 2, to the rotating coil 1.

Кроме того, могут быть предусмотрены средства, предназначенные для нанесения слоев 3 витков на катушку 1, и, в частности, средства, предназначенные для электрического соединения соседних слоев 3 витков. Предпочтительно, чтобы были предусмотрены средства, предназначенные для поочередного нанесения ленты 2; 2а, 2b и нанесения слоев 3 витков на катушку 1. Более того, могут присутствовать средства, предназначенные для одновременного нанесения ленты 2; 2а, 2b и слоев 3 витков на катушку 1.In addition, means may be provided for applying the layers 3 of coils to the coil 1, and, in particular, means for electrically connecting the adjacent layers of 3 coils. Preferably, means are provided for alternately applying the tape 2; 2a, 2b and applying layers 3 of coils to the coil 1. Moreover, means may be provided for simultaneously applying the tape 2; 2a, 2b and layers 3 of coils per coil 1.

В предпочтительном варианте осуществления устройства 1а, изготавливаемая катушка 1 представляет собой катушку 1 трансформатора, в частности распределительного трансформатора сухого типа или небольшого силового трансформатора. Целесообразно, чтобы лента 2 являлась армированной волокном предварительно пропитанной лентой 2, содержащей волокна, в частности, непрерывные волокна, внедренные в квазитвердую матрицу из смолы, такую как смолистую матрицу, находящуюся в В-стадии и намотанную на шпулю 9. В качестве альтернативы, как показано на фиг.5, первая лента 2а содержит волокна, а вторая лента 2b содержит матрицу, предпочтительно квазитвердую полимерную матрицу, в частности смолистую матрицу, находящуюся в В-стадии, и обе ленты 2а, 2b намотаны на шпули 9 и наносятся одновременно, при этом предпочтительно, чтобы слои лент чередовались.In a preferred embodiment of the device 1a, the manufactured coil 1 is a transformer coil 1, in particular a dry type distribution transformer or a small power transformer. It is advisable that the tape 2 is a fiber reinforced pre-impregnated tape 2 containing fibers, in particular continuous fibers, embedded in a quasi-solid matrix of resin, such as a resin matrix in the B-stage and wound on a spool 9. Alternatively, as 5, the first tape 2a contains fibers, and the second tape 2b contains a matrix, preferably a quasi-solid polymer matrix, in particular a resinous matrix in the B stage, and both tapes 2a, 2b are wound onto the spools 9 and applied simultaneously enno, while it is preferred that the layers of tapes alternated.

Более того, средства 9, 10, 11, предназначенные для непрерывной подачи, могут содержать шпулю 9 с армированной волокном лентой 2 или несколько шпуль 9, содержащих первую ленту 2а или ленту с волокном и вторую или матричную ленту 2b, и могут содержать валики 10, 11, предназначенные для подачи к вращающейся катушке 1 армированной волокном ленты 2 или ленты 2а с волокном и матричной ленты 2b при регулируемом натяжении. Валики 10, 11 могут включать в себя, в частности, тормозной валик 10, приводные валики и/или упруго размещенные направляющие валики 11. Средства, предназначенные для поддержания и вращения 8 катушки 1, могут включать в себя ось 8 вращения, на которой расположена катушка 1; и/или средства 5, 5', 5", предназначенные для нанесения расплавленного или активированного участка армированной волокном ленты 2 на вращающуюся катушку 1, могут включать в себя, по меньшей мере, один прижимной валик 5, 5 ', 5", предназначенный для прижатия расплавленного или активированного участка ленты 2 к катушке 1. Также, намоточное устройство может включать в себя две намоточные головки 1а, 1b витков, одна из которых вращается по часовой стрелке вокруг катушки 1, а другая - против часовой стрелки, и которые предназначены для одновременной намотки по часовой стрелке обмотки 100a и намотки против часовой стрелки обмотки 100b трансформатора.Moreover, the means 9, 10, 11, intended for continuous supply, may contain a spool 9 with fiber reinforced tape 2 or several spools 9 containing the first tape 2A or tape with fiber and the second or matrix tape 2b, and may contain rollers 10, 11, intended for feeding to the rotating coil 1 a fiber-reinforced tape 2 or a tape 2a with a fiber and a matrix tape 2b under adjustable tension. The rollers 10, 11 may include, in particular, a brake roller 10, drive rollers and / or resiliently positioned guide rollers 11. The means for supporting and rotating 8 of the coil 1 may include a rotation axis 8 on which the coil is located one; and / or means 5, 5 ', 5 ", intended for applying the molten or activated portion of the fiber-reinforced tape 2 to the rotating coil 1, may include at least one pressure roller 5, 5', 5", intended for pressing the molten or activated portion of the tape 2 to the coil 1. Also, the winding device may include two winding heads 1a, 1b of turns, one of which rotates clockwise around the coil 1, and the other counterclockwise, and which are designed to simultaneously winding clockwise winding 100a and winding counterclockwise winding transformer 100b.

В зависимости от используемой форполимерной матрицы ленты 2, 2b средства, предназначенные для активирования, могут включать в себя нагревательное устройство 7, такое как вентиляторный воздухонагреватель, источник СВЧ-излучения, источник инфракрасного излучения, или лазер; и/или средства, предназначенные для активирования, могут включать в себя, по меньшей мере, одно дополнительное нагревательное устройство 12, 12', предназначенное для повторного расплавления ленты 2; 2а, 2b, недавно нанесенной на поверхность 15 катушки; и/или средства, предназначенные для активирования, могут включать в себя, по меньшей мере, одно нетепловое активирующее устройство 14, такое как источник 14 ультрафиолетового излучения, предназначенное для улучшения отверждения ленты 2; 2а, 2b, недавно нанесенной на поверхность 15 катушки. Наиболее предпочтительно, чтобы устройство 1а, 1b использовалось для изготовления катушки 1 трансформатора, в частности, распределительного трансформатора или силового трансформатора.Depending on the prepolymer matrix of the tape 2, 2b used, the means for activating may include a heating device 7, such as a fan heater, a microwave source, an infrared source, or a laser; and / or means for activating, may include at least one additional heating device 12, 12 ', intended for re-melting of the tape 2; 2a, 2b, recently applied to the surface 15 of the coil; and / or means for activating, may include at least one non-thermal activating device 14, such as a source of ultraviolet radiation 14, designed to improve the curing of the tape 2; 2a, 2b, recently deposited on the surface 15 of the coil. Most preferably, the device 1a, 1b is used for the manufacture of a coil 1 of a transformer, in particular a distribution transformer or power transformer.

Далее более подробно описаны варианты осуществления способа, соответствующего изобретению. После непродолжительного локального нагревания поверхности 16 ленты, направленной к катушке 1, нагревательным устройством 7, ленту 2; 2а, 2b, в частности, армированную волокном предварительно пропитанную ленту 2, непрерывно наносят на поверхность 15 основной части 1 катушки. Источник теплоты нагревательного устройства 7 может вырабатывать горячий воздух или излучение, как отмечено выше, в зависимости от используемой форполимерной матрицы ленты 2, 2b. Далее локально расплавленную ленту 2, 2а, 2b прижимают к основной части 1 катушки прижимным валиком 5, таким образом прикладывая прижимающее усилие 6 перпендикулярно поверхности 15 основной части 1 катушки. При увеличенном давлении/температуре расплавленная предварительно полимеризованная смола начинает течь, закрывая пустоты вокруг витков катушки и расплавляя полимерную матрицу поверхности 15. После отведения прижимного валика 5 от области прижатия лента 2, 2а, 2b, которая уже является неотъемлемой частью матрицы 4 волокно/смола основной части 1 катушки, остывает. Наружная поверхность 17 образует новую поверхность 15 основной части 1 катушки.Embodiments of the method of the invention are described in more detail below. After a short local heating of the surface 16 of the tape directed to the coil 1, by the heating device 7, the tape 2; 2a, 2b, in particular a fiber-reinforced pre-impregnated tape 2, is continuously applied to the surface 15 of the main part 1 of the coil. The heat source of the heating device 7 can generate hot air or radiation, as noted above, depending on the prepolymer matrix of the tape 2, 2b. Next, the locally molten tape 2, 2a, 2b is pressed against the main part 1 of the coil by the pressure roller 5, thereby applying a pressing force 6 perpendicular to the surface 15 of the main part 1 of the coil. At increased pressure / temperature, the molten pre-polymerized resin begins to flow, closing the voids around the coils of the coil and melting the polymer matrix of the surface 15. After the pressure roller 5 is removed from the pressing region, the tape 2, 2a, 2b, which is already an integral part of the matrix 4, fiber / resin main part 1 coil cools down. The outer surface 17 forms a new surface 15 of the main part 1 of the coil.

Скорость вращения основной части 1 катушки может быть выбрана постоянной, при этом достоинством будет более простая система управления, а недостатком - изменяющаяся скорость нанесения ленты 2, 2а, 2b. Также можно регулировать скорость в зависимости от текущего значения диаметра в позиции нанесения ленты, гарантируя постоянные параметры процесса, что приводит к более равномерным свойствам материала по всей основной части 1 катушки.The rotation speed of the main part 1 of the coil can be chosen constant, while the advantage is a simpler control system, and the disadvantage is the variable speed of applying the tape 2, 2a, 2b. You can also adjust the speed depending on the current diameter value in the position of applying the tape, guaranteeing constant process parameters, which leads to more uniform material properties throughout the main part 1 of the coil.

На фиг.1 предварительно пропитанную ленту 2 извлекают из шпули 9 и направляют через соответствующую систему к нагревательному устройству 7. Также на фиг.1 показаны тормозной валик 10 и упругоразмещенные валики 11. Также могут быть предусмотрены приводные валики (не показаны). Однако указанную фиг.1 надо рассматривать как упрощенный пример. В технике известны системы, которые обеспечивают постоянное натяжение ленты и предотвращают разрывы.1, the pre-impregnated tape 2 is removed from the spool 9 and guided through a corresponding system to the heating device 7. Also shown in FIG. 1 are a brake roller 10 and resiliently disposed rollers 11. Drive rollers (not shown) may also be provided. However, this figure 1 should be considered as a simplified example. Systems are known in the art that provide constant belt tension and prevent tearing.

Чтобы изготовить основную часть 1 катушки, соответствующую настоящему изобретению, слои 3 витков катушки и слои 4 армированного волокнами полимера поочередно наносят на основную часть 1 до тех пор, пока не будут закончены витки 3 катушки и они не будет полностью заизолированы.In order to make the main part 1 of the coil according to the present invention, the layers 3 of the turns of the coil and the layers 4 of fiber reinforced polymer are alternately applied to the main part 1 until the turns 3 of the coil are finished and they are completely insulated.

До намотки провода 3 катушки на поверхность катушки 1 провод соединяют с предыдущим слоем витков 3 катушки, например, сваркой. После окончания слоя 3 витков катушки, провод обрезают соответствующим образом, допускающим соединение со следующим слоем 3. Далее с использованием устройства 1а, соответствующего настоящему изобретению, армированную волокном полимерную ленту 2 наносят на поверхность 15 основной части катушки, что делают до тех пор, пока толщина полимерного слоя 4 не достигнет величины, которая гарантирует необходимую стойкость к механическим воздействиям катушки 1 и электрическую изоляцию проводов 3 катушки. На поверхность полученного полимерного слоя 4 наносят следующий слой 3 витков катушки. После последнего слоя 3 витков катушки наносят последний полимерный слой 4, толщина которого может быть больше толщины других слоев 4, что делается для гарантирования очень хорошей изоляции от окружающей среды.Before winding the wire 3 of the coil on the surface of the coil 1, the wire is connected to the previous layer of turns 3 of the coil, for example, by welding. After the end of the layer 3 of coil turns, the wire is cut accordingly, allowing connection with the next layer 3. Then, using the device 1a of the present invention, the fiber-reinforced polymer tape 2 is applied to the surface 15 of the main part of the coil, which is done until the thickness the polymer layer 4 does not reach a value that guarantees the necessary resistance to mechanical stresses of the coil 1 and the electrical insulation of the wires 3 of the coil. The next layer 3 of coil turns is applied to the surface of the obtained polymer layer 4. After the last layer 3 of coil turns, the last polymer layer 4 is applied, the thickness of which may be greater than the thickness of the other layers 4, which is done to guarantee very good isolation from the environment.

В предпочтительном варианте осуществления процесс нанесения автоматизирован и, следовательно, сделан более надежным и устойчивым, например укладка ленты 2, 2а, 2b на витки 3 катушки выполняется роботом. При нанесении ленты 2 слой 4 волокно/полимер могут непрерывно и/или неоднократно отверждать. Кроме того, процесс поочередного нанесения витков 3 катушки и нанесения армированного стекловолокном слоя 4, одновременно изолируя витки 3 катушки, может быть полностью автоматизирован, без оператора, в частности с использованием робота.In a preferred embodiment, the application process is automated and, therefore, made more reliable and stable, for example, the laying of the tape 2, 2a, 2b on the turns 3 of the coil is performed by a robot. When applying tape 2 layer 4, the fiber / polymer can be continuously and / or repeatedly cured. In addition, the process of alternately applying coil turns 3 of the coil and applying fiberglass reinforced layer 4, while isolating the coil 3 coils, can be fully automated without an operator, in particular using a robot.

Как показано на фиг.5, поочередное нанесение слоя 4 волокно/полимер и слоя 3 из провода может быть выполнено одновременно в ходе одного этапа изготовления. Для этой цели к намоточной головке 1а или 1b добавляется дополнительная шпуля с медным проводом 3 и провод наносится на катушку 1.As shown in FIG. 5, the alternate deposition of the fiber / polymer layer 4 and the wire layer 3 can be performed simultaneously during one manufacturing step. For this purpose, an additional spool with a copper wire 3 is added to the winding head 1a or 1b and the wire is applied to the coil 1.

На фиг.4 показана известная конструкция трансформатора, содержащая обмотку 100 с низшего напряжения, которая отделена от двух вторичных обмоток 100a, 100b изоляцией 101 и охлаждающим каналом 102. В этой конструкции вторичные обмотки 100a, 100b обычно имеют противоположные направления вращения, то есть по часовой стрелке - для обмотки 100a и против часовой стрелки - для обмотки 100b. Для реализации этого намоточное устройство 1а, 1b, показанное на фиг.5, содержит две намоточные головки 1а, 1b, при этом одна намоточная головка 1а вращается по часовой стрелке вокруг катушки 1, изготавливая наматываемую по часовой стрелке обмотку 100a, а другая намоточная головка 1b вращается против часовой стрелки вокруг катушки 1, изготавливая наматываемую против часовой стрелки обмотку 100b трансформатора.FIG. 4 shows a known transformer structure comprising a low voltage winding 100, which is separated from the two secondary windings 100a, 100b by insulation 101 and a cooling channel 102. In this design, the secondary windings 100a, 100b typically have opposite directions of rotation, that is, clockwise arrow - for winding 100a and counterclockwise - for winding 100b. To accomplish this, the winding device 1a, 1b shown in FIG. 5 comprises two winding heads 1a, 1b, with one winding head 1a rotating clockwise around the coil 1, producing a winding winding 100a, and the other winding head 1b rotates counterclockwise around coil 1, producing a counterclockwise winding transformer winding 100b.

Для завершения отверждения полимерной матрицы законченную катушку 1 можно нагреть в печи, чтобы смола стала нерасплавляемой, так называемой смолой, находящейся в С-стадии. Необходимое время отверждения для эпоксидной смолы, находящейся в В-стадии, значительно короче, то есть, от 1 до 2 часов, по сравнению с 10 часами для жидкой (так называемая А-стадия) эпоксидной смолы. Так как матрица из эпоксидной смолы уже является твердой, за исключением упомянутого выше этапа непродолжительного нагревания и прижатия, нет эпоксидной смолы, которая могла бы стекать или накапливаться в нижней части катушки. Следовательно, нет необходимости наклонять катушку 1 во время этапа отверждения. В результате процесс отверждения значительно упрощен и сокращен по сравнению с существующим процессом. Также возможно выполнить завершающее отверждение под давлением в автоклаве, способствуя, таким образом, улучшению стойкости к механическим воздействиям композиционного материала катушки.To complete the curing of the polymer matrix, the finished coil 1 can be heated in an oven so that the resin becomes non-melt, the so-called resin, which is in the C-stage. The required cure time for the B-stage epoxy is significantly shorter, that is, from 1 to 2 hours, compared to 10 hours for a liquid (so-called A-stage) epoxy. Since the epoxy resin matrix is already solid, with the exception of the aforementioned step of short heating and pressing, there is no epoxy resin that could drain or accumulate at the bottom of the coil. Therefore, it is not necessary to tilt the coil 1 during the curing step. As a result, the curing process is greatly simplified and shortened compared to the existing process. It is also possible to perform final cure under pressure in an autoclave, thereby contributing to improved mechanical resistance to the composite material of the coil.

На фиг.2 показаны нагревательные элементы и прижимающие элементы другого 10 возможного варианта осуществления устройства 1а, соответствующего настоящему изобретению. После локального расплавления внутренней поверхности 16 армированную волокном ленту 2 наносят на основную часть 1 катушки, используя прижимной валик 5. Для улучшения физического и химического соединения недавно нанесенной ленты 2 и поверхности 15 ленту 2 нагревают во второй раз с помощью нагревательного устройства 12 и прижимают к поверхности 15 вторым прижимным валиком 5'. Также возможно добавить третье нагревательное устройство 12' и третий прижимной валик 5". В зависимости от используемой системы форполимера дополнительные нагревательные устройства 12; 12' могут быть заменены источником 14 ультрафиолетового излучения, так как некоторые полимеры могут быть отверждены ультрафиолетовым излучением.Figure 2 shows the heating elements and the pressing elements of another 10 possible embodiments of the device 1a, corresponding to the present invention. After local melting of the inner surface 16, the fiber-reinforced tape 2 is applied to the main part 1 of the coil using a pinch roller 5. To improve the physical and chemical bonding of the newly applied tape 2 and the surface 15, the tape 2 is heated a second time using a heating device 12 and pressed to the surface 15 by a second pinch roller 5 '. It is also possible to add a third heating device 12 'and a third pressure roller 5 ". Depending on the prepolymer system used, the additional heating devices 12; 12' can be replaced with a UV source 14, as some polymers can be cured with ultraviolet radiation.

На фиг.3 показан еще один возможный вариант осуществления устройства 1а, соответствующего настоящему изобретению. Одно или несколько излучающих устройств 14 облучают всю полимерную поверхность 15 основной части 1 катушки. В зависимости от используемой системы предварительно пропитанного полимера используемое излучение может быть инфракрасным излучением для теплового отверждения полимера и/или ультрафиолетовым или синим излучением, предназначенным для инициирования химических реакций, приводящих к отверждению полимера. Для защиты ленты 2 до этапа нанесения непрозрачные стенки 13 отделяют ленту 2 от источников 14 света. Вместо источников 14 инфракрасного излучения могут использоваться также вентиляторные воздухонагреватели.Figure 3 shows another possible implementation of the device 1A, corresponding to the present invention. One or more emitting devices 14 irradiate the entire polymer surface 15 of the main part 1 of the coil. Depending on the pre-impregnated polymer system used, the radiation used may be infrared radiation for thermally curing the polymer and / or ultraviolet or blue radiation intended to initiate chemical reactions leading to polymer curing. To protect the tape 2 prior to the application step, opaque walls 13 separate the tape 2 from the light sources 14. Instead of infrared sources 14, fan heaters may also be used.

Другими объектами изобретения являются: катушка 1 с изоляцией из смолы, в частности используемая в сухом трансформаторе, изготовленная согласно описанному выше способу, и трансформатор, в частности распределительный трансформатор или силовой трансформатор, содержащий такую катушку 1 с изоляцией из смолы, изготовленную согласно описанному выше способу.Other objects of the invention are: a resin-insulated coil 1, in particular used in a dry transformer, made according to the method described above, and a transformer, in particular a distribution transformer or power transformer, containing such a resin-insulated coil 1, made according to the method described above .

Настоящее изобретение имеет многочисленные достоинства. Слои 4 с волокном добавляют полимеру или смоле механическую прочность на разрыв и температурную и диэлектрическую стойкость. Также слои 4 с волокном уменьшают количество необходимой дорогой смолы. Более того, использование отдельной ленты 2а с волокном и матричной ленты 2b позволяет заменять относительно дорогостоящую предварительно пропитанную ленту 2. Толщина слоев 4 волокно/полимер должна быть выбрана в соответствии с конкретными механическими, температурными и электрическими эксплуатационными характеристиками катушки 1 трансформатора и зависит от конструкции трансформатора. Способ изготовления, соответствующий изобретению, заменяет грязный процесс «жидкой» намотки и хорошо подходит для автоматизированных процедур намотки, уменьшает вред здоровью персонала, и в результате получаются катушки 1 трансформатора улучшенного качества и диэлектрических характеристик и улучшенной надежности. Сухие трансформаторы, содержащие такие катушки 1, отличаются уменьшенным частичным разрядом. Также минимальна опасность возгорания и взрыва таких катушек 1 трансформатора.The present invention has numerous advantages. Layers 4 with fiber add to the polymer or resin mechanical tensile strength and temperature and dielectric resistance. Also layers 4 with fiber reduce the amount of expensive resin needed. Moreover, the use of a separate tape 2a with fiber and matrix tape 2b allows you to replace the relatively expensive pre-impregnated tape 2. The thickness of the layers 4 fiber / polymer must be selected in accordance with the specific mechanical, temperature and electrical performance of the coil 1 of the transformer and depends on the design of the transformer . The manufacturing method according to the invention replaces the dirty “liquid” winding process and is well suited for automated winding procedures, reduces damage to personnel health, and as a result, transformer coils 1 of improved quality and dielectric characteristics and improved reliability are obtained. Dry transformers containing such coils 1 have a reduced partial discharge. Also, the risk of fire and explosion of such coils 1 of the transformer is minimal.

Claims (33)

1. Способ изготовления катушки (1) с изоляцией из смолы, в котором катушка (1) армирована волокнами, расположенными на катушке (1) в твердой полимерной матрице (4), причем слой (3) витков и слой (4) волокно/полимер наносят поочередно и неоднократно, нанесение слоя (4) волокно/полимер включает в себя следующие непрерывно выполняемые этапы:
непрерывно подают, по меньшей мере, одну непрерывную ленту (2; 2а, 2b), содержащую волокна и твердую полимерную матрицу, расплавляют или активируют участок, по меньшей мере, одной непрерывной ленты (2; 2а, 2b) во время ее подачи,
прижимают расплавленный или активизированный участок ленты (2; 2а, 2b) к катушке (1) во время ее подачи, и
охлаждают ленту (2; 2а, 2b), когда она перемещается из области нагревания или активирования и прижатия.
1. A method of manufacturing a coil (1) with resin insulation, in which the coil (1) is reinforced with fibers located on the coil (1) in a solid polymer matrix (4), the layer (3) of coils and the layer (4) fiber / polymer apply alternately and repeatedly, applying the layer (4) fiber / polymer includes the following continuously performed steps:
at least one continuous tape (2; 2a, 2b) containing fibers and a solid polymer matrix is continuously fed, the portion of at least one continuous tape (2; 2a, 2b) is melted or activated during feeding,
press the molten or activated portion of the tape (2; 2a, 2b) to the reel (1) while it is being fed, and
cool the tape (2; 2a, 2b) when it moves from the area of heating or activation and pressure.
2. Способ по п.1, в котором катушка (1) представляет собой катушку (1) трансформатора, в частности сухого распределительного трансформатора или небольшого силового трансформатора.2. The method according to claim 1, in which the coil (1) is a coil (1) of a transformer, in particular a dry distribution transformer or a small power transformer. 3. Способ по п.1, в котором:
лента (2) содержит волокна в твердой полимерной матрице и
армированная волокном лента (2) содержит непрерывные волокна, внедренные в квазитвердую полимерную матрицу, в частности смолистую матрицу, находящуюся в В-стадии.
3. The method according to claim 1, in which:
the tape (2) contains fibers in a solid polymer matrix and
the fiber-reinforced tape (2) contains continuous fibers embedded in a quasi-solid polymer matrix, in particular a resinous matrix in the B stage.
4. Способ по п.1, в котором:
первая непрерывная лента (2а) содержит волокна, а вторая непрерывная лента (2b) содержит матрицу, предпочтительно квазитвердую полимерную матрицу, в частности смолистую матрицу, находящуюся в В-стадии,
обе непрерывные ленты (2а, 2b) наносятся одновременно и поочередно.
4. The method according to claim 1, in which:
the first continuous tape (2a) contains fibers, and the second continuous tape (2b) contains a matrix, preferably a quasi-solid polymer matrix, in particular a resinous matrix in the B stage,
both continuous tapes (2a, 2b) are applied simultaneously and alternately.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором:
смола выбрана из группы, состоящей из эпоксидной смолы, эфира циановой кислоты, полиимида, полиэстра, полипропилена и их комбинации этого, и/или
волокна выбраны из группы, состоящей из стекловолокон, кварцевых волокон, арамидных волокон, волокон Оупета, борных волокон, волокон из оксида алюминия, волокон из карбида кремния, волокон из полибензимидазола, базальтовых волокон и их комбинаций.
5. The method according to any one of claims 1 to 4, in which:
the resin is selected from the group consisting of epoxy resin, cyanic acid ester, polyimide, polyester, polypropylene, and combinations thereof, and / or
the fibers are selected from the group consisting of glass fibers, silica fibers, aramid fibers, Opet fibers, boric fibers, alumina fibers, silicon carbide fibers, polybenzimidazole fibers, basalt fibers, and combinations thereof.
6. Способ по любому из пп.1-4, в котором:
слой (4) волокно/полимер непрерывно и/или неоднократно отверждают при нанесении ленты (2; 2а, 2b), и/или
непрерывную ленту (2; 2а, 2b) наносят полностью автоматизировано, в частности используя робот.
6. The method according to any one of claims 1 to 4, in which:
the fiber / polymer layer (4) is continuously and / or repeatedly cured by applying the tape (2; 2a, 2b), and / or
continuous tape (2; 2a, 2b) is applied fully automatically, in particular using a robot.
7. Способ по любому из пп.1-4, в котором поочередное нанесение слоя (4) волокно/полимер и слоя (3) проводов выполняют полностью автоматизировано, в частности используя робот и предпочтительно одновременно в ходе этапа изготовления.7. The method according to any one of claims 1 to 4, in which the alternate deposition of the fiber / polymer layer (4) and the wire layer (3) is performed completely automatically, in particular using a robot, and preferably simultaneously during the manufacturing step. 8. Способ по любому из пп.1-4, в котором после нанесения последнего слоя (4) волокно/полимер катушку (1) отверждают в печи или автоклаве.8. The method according to any one of claims 1 to 4, in which after applying the last layer (4), the fiber / polymer coil (1) is cured in an oven or autoclave. 9. Способ по любому из пп.1-4, в котором при изготовлении катушку (1) вращают вокруг оси (8) и/или намоточное устройство (la, lb) вращают вокруг катушки (1).9. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein in the manufacture of the coil (1) is rotated around the axis (8) and / or the winding device (la, lb) is rotated around the coil (1). 10. Способ по любому из пп.1-4, в котором обмотку (100а) сухого трансформатора, направленную по часовой стрелке, изготавливают посредством вращения намоточной головки (1а) катушки по часовой стрелке вокруг катушки (1), а обмотку (100b) сухого трансформатора, направленную против часовой стрелки, изготавливают посредством вращения намоточной головки (1b) против часовой стрелки вокруг катушки (1), в частности обе намоточные головки (1а, 1b) катушек вращают одновременно.10. The method according to any one of claims 1 to 4, in which the winding (100a) of the dry transformer, clockwise, is made by rotating the winding head (1a) of the coil clockwise around the coil (1), and the winding (100b) of dry counterclockwise transformers are made by rotating the winding head (1b) counterclockwise around the coil (1), in particular both winding heads (1a, 1b) of the coils rotate simultaneously. 11. Способ по п.6, в котором поочередное нанесение слоя (4) волокно/полимер и слоя (3) проводов выполняют полностью автоматизировано, в частности используя робот и предпочтительно одновременно в ходе этапа изготовления.11. The method according to claim 6, in which the alternate application of the layer (4) fiber / polymer and the layer (3) of wires is performed completely automatically, in particular using a robot, and preferably simultaneously during the manufacturing phase. 12. Способ по п.5, в котором после нанесения последнего слоя (4) волокно/полимер катушку (1) отверждают в печи или автоклаве.12. The method according to claim 5, in which after applying the last layer (4), the fiber / polymer coil (1) is cured in an oven or autoclave. 13. Способ по п.6, в котором при изготовлении катушку (1) вращают вокруг оси (8) и/или намоточное устройство (1а, 1b) вращают вокруг катушки (1).13. The method according to claim 6, in which in the manufacture of the coil (1) is rotated around an axis (8) and / or the winding device (1a, 1b) is rotated around the coil (1). 14. Способ по п.7, в котором при изготовлении катушку (1) вращают вокруг оси (8) и/или намоточное устройство (1а, 1b) вращают вокруг катушки (1).14. The method according to claim 7, in which in the manufacture of the coil (1) is rotated around an axis (8) and / or the winding device (1a, 1b) is rotated around the coil (1). 15. Способ по п.6, в котором обмотку (100а) сухого трансформатора, направленную по часовой стрелке, изготавливают посредством вращения намоточной головки (1а) катушки по часовой стрелке вокруг катушки (1), а обмотку (100b) сухого трансформатора, направленную против часовой стрелки, изготавливают посредством вращения намоточной головки (1b) против часовой стрелки вокруг катушки (1), в частности обе намоточные головки (1а, 1b) катушек вращают одновременно.15. The method according to claim 6, in which the winding (100a) of the dry transformer, clockwise, is made by rotating the winding head (1a) of the coil clockwise around the coil (1), and the winding (100b) of the dry transformer, directed against clockwise, made by rotating the winding head (1b) counterclockwise around the coil (1), in particular, both winding heads (1a, 1b) of the coils rotate simultaneously. 16. Способ по п.7, в котором обмотку (100а) сухого трансформатора, направленную по часовой стрелке, изготавливают посредством вращения намоточной головки (1а) катушки по часовой стрелке вокруг катушки (1), а обмотку (100b) сухого трансформатора, направленную против часовой стрелки, изготавливают посредством вращения намоточной головки (1b) против часовой стрелки вокруг катушки (1), в частности обе намоточные головки (la, lb) катушек вращают одновременно.16. The method according to claim 7, in which the winding (100a) of the dry transformer, clockwise, is made by rotating the winding head (1a) of the coil clockwise around the coil (1), and the winding (100b) of the dry transformer, directed against clockwise, made by rotating the winding head (1b) counterclockwise around the coil (1), in particular both winding heads (la, lb) of the coils rotate simultaneously. 17. Способ по п.9, в котором обмотку (100а) сухого трансформатора, направленную по часовой стрелке, изготавливают посредством вращения намоточной головки (1а) катушки по часовой стрелке вокруг катушки (1), а обмотку (100b) сухого трансформатора, направленную против часовой стрелки, изготавливают посредством вращения намоточной головки (lb) против часовой стрелки вокруг катушки (1), в частности обе намоточные головки (1а, lb) катушек вращают одновременно.17. The method according to claim 9, in which the winding (100a) of the dry transformer, clockwise, is made by rotating the winding head (1a) of the coil clockwise around the coil (1), and the winding (100b) of the dry transformer, directed against clockwise, made by rotating the winding head (lb) counterclockwise around the coil (1), in particular, both winding heads (1a, lb) of the coils rotate simultaneously. 18. Катушка (1) с изоляцией из смолы, в частности для сухого трансформатора, изготовленная в соответствии со способом по любому из пп.1-17.18. Coil (1) with resin insulation, in particular for a dry transformer, made in accordance with the method according to any one of claims 1 to 17. 19. Трансформатор, в частности распределительный трансформатор или силовой трансформатор, отличающийся тем, что он содержит катушку (1), изготовленную в соответствии со способом по любому из пп.1-17.19. A transformer, in particular a distribution transformer or a power transformer, characterized in that it comprises a coil (1) made in accordance with the method according to any one of claims 1-17. 20. Устройство (1а, lb), предназначенное для изготовления катушки (1) с изоляцией из смолы, в частности для реализации способа по любому из пп.1-17, в котором катушка (1) содержит чередующиеся слои (3) витков и слои (4) изоляции, включающие в себя волокна и твердую полимерную матрицу (4), содержащее:
средства (9, 10, 11), предназначенные для непрерывной подачи, по меньшей мере, одной ленты (2; 2а, 2b), включающей в себя волокна и твердую полимерную матрицу,
средства (7, 12, 12', 14), предназначенные для локального активирования участка ленты (2; 2а, 2b) во время ее подачи,
средства (5), предназначенные для нанесения активированного участка ленты (2; 2а, 2b) на вращающуюся катушку (1), и
средства, предназначенные для поддержания и вращения (8) катушки (1), и/или средства, предназначенные для вращения в направлении (18, 18'), по меньшей мере, одной намоточной головки (la, lb) устройства вокруг катушки (1) и предназначенные для перемещения ленты (2; 2а, 2b) из области нагревания или активации и прижатия.
20. The device (1a, lb) intended for the manufacture of coils (1) with resin insulation, in particular for implementing the method according to any one of claims 1 to 17, in which the coil (1) contains alternating layers (3) of turns and layers (4) insulation, including fibers and a solid polymer matrix (4), containing:
means (9, 10, 11) intended for the continuous supply of at least one tape (2; 2a, 2b), including fibers and a solid polymer matrix,
means (7, 12, 12 ', 14) intended for local activation of the tape section (2; 2a, 2b) during its feeding,
means (5) intended for applying the activated portion of the tape (2; 2a, 2b) to the rotating coil (1), and
means for supporting and rotating (8) the coil (1) and / or means for rotating in the direction (18, 18 ') of at least one winding head (la, lb) of the device around the coil (1) and designed to move the tape (2; 2a, 2b) from the area of heating or activation and pressure.
21. Устройство (1а, lb) по п.20, содержащее:
средства, предназначенные для нанесения слоев (3) витков на катушку (1), и, в частности средства, предназначенные для электрического соединения соседних слоев (3) витков, и
в частности средства, предназначенные для поочередного нанесения ленты (2; 2а, 2b) и нанесения слоев (3) витков на катушку (1) или
в частности средства, предназначенные для одновременного нанесения ленты (2; 2а, 2b) и слоев (3) витков на катушку (1).
21. The device (1A, lb) according to claim 20, containing:
means for applying layers (3) of turns to the coil (1), and in particular, means for electrically connecting adjacent layers (3) of turns, and
in particular, means intended for alternately applying the tape (2; 2a, 2b) and applying layers (3) of turns to the coil (1) or
in particular, means intended for the simultaneous deposition of tape (2; 2a, 2b) and layers (3) of turns on the coil (1).
22. Устройство (la, lb) no п.20, в котором изготавливаемая катушка (1) является катушкой (1) трансформатора, в частности сухого распределительного трансформатора или небольшого силового трансформатора.22. Device (la, lb) no. 20, in which the manufactured coil (1) is a coil (1) of a transformer, in particular a dry distribution transformer or a small power transformer. 23. Устройство (1а, lb) по любому из пп.20-22, в котором:
лента (2) является армированной волокном предварительно пропитанной лентой (2), содержащей волокна, в частности, непрерывные волокна, внедренные в квазитвердую смолистую матрицу, такую как смолистая матрица, находящаяся в В-стадии, и лента (2) намотана на шпулю (9), или
первая лента (2а) содержит волокна, а вторая лента (2b) содержит матрицу, предпочтительно квазитвердую полимерную матрицу, в частности, смолистую матрицу, находящуюся в В-стадии, и обе ленты (2а, 2b) намотаны на шпули (9) и наносятся одновременно, предпочтительно поочередно.
23. The device (1a, lb) according to any one of paragraphs.20-22, in which:
the tape (2) is a fiber-reinforced pre-impregnated tape (2) containing fibers, in particular continuous fibers embedded in a quasi-solid resin matrix, such as a resin matrix in the B stage, and tape (2) is wound on a spool (9 ), or
the first tape (2a) contains fibers, and the second tape (2b) contains a matrix, preferably a quasi-solid polymer matrix, in particular a resinous matrix in the B stage, and both tapes (2a, 2b) are wound on spools (9) and applied simultaneously, preferably alternately.
24. Устройство (1а, lb) по любому из пп.20-22, содержащее:
средства (9, 10, 11), предназначенные для непрерывной подачи, содержат шпулю (9) с армированной волокном лентой (2) или несколько шпуль (9), содержащих ленту (2а) с волокном и матричную ленту (2b), и содержат валики (10, 11), предназначенные для подачи к вращающейся катушке (1) армированной волокном ленты (2) или ленты (2а) с волокном и матричной ленты (2b) при регулируемом натяжении,
в частности валики (10, 11) содержат тормозной валик (10), ведущие валики и/или упруго размещенные направляющие валики (11).
24. The device (1a, lb) according to any one of claims 20-22, comprising:
means (9, 10, 11) intended for continuous feeding contain a spool (9) with fiber-reinforced tape (2) or several spools (9) containing a tape (2a) with fiber and a matrix tape (2b), and contain rollers (10, 11), intended for feeding to the rotating coil (1) a fiber reinforced tape (2) or a tape (2a) with fiber and a matrix tape (2b) under adjustable tension,
in particular, the rollers (10, 11) comprise a brake roller (10), drive rollers and / or resiliently placed guide rollers (11).
25. Устройство (la, lb) по любому из пп.20-22, в котором:
средства, предназначенные для активирования, включают в себя нагревательное устройство (7), такое как вентиляторный воздухонагреватель, источник СВЧ-излучения, источник инфракрасного излучения, или лазер; и/или
средства, предназначенные для активирования, включают в себя, по меньшей мере, одно дополнительное нагревательное устройство (12, 12'), предназначенное для повторного расплавления ленты (2; 2а, 2b), недавно нанесенной на поверхность (15) катушки, и/или
средства, предназначенные для активирования, включают в себя, по меньшей мере, одно нетепловое активирующее устройство, такое как источник (14) ультрафиолетового излучения, предназначенное для улучшения отверждения ленты (2; 2а, 2b), недавно нанесенной на поверхности (15) катушки.
25. The device (la, lb) according to any one of paragraphs.20-22, in which:
means for activating include a heating device (7), such as a fan heater, a microwave source, an infrared source, or a laser; and / or
means for activating include at least one additional heating device (12, 12 ') for re-melting the tape (2; 2a, 2b), recently deposited on the surface (15) of the coil, and / or
means for activating include at least one non-thermal activating device, such as a source of ultraviolet radiation (14), designed to improve the curing of the tape (2; 2a, 2b), recently deposited on the surface (15) of the coil.
26. Устройство (1а, lb) по любому из пп.20-22, содержащее:
средства, предназначенные для поддержания и вращения (8) катушки (1), включают в себя ось (8) вращения, на которой расположена катушка (1), и/или
средства (5, 5', 5''), предназначенные для нанесения расплавленного или активированного участка ленты (2; 2а, 2b) на вращающуюся катушку (1), включают в себя, по меньшей мере, один прижимной валик (5, 5', 5''), предназначенный для прижатия расплавленного или активированного участка ленты (2; 2а, 2b) к катушке (1).
26. The device (1a, lb) according to any one of claims 20-22, comprising:
means for supporting and rotating (8) the coil (1) include an axis of rotation (8) on which the coil (1) is located, and / or
means (5, 5 ', 5'') intended for applying the molten or activated portion of the tape (2; 2a, 2b) onto the rotating coil (1) include at least one pressure roller (5, 5') 5``), designed to press the molten or activated portion of the tape (2; 2a, 2b) to the reel (1).
27. Устройство (1a, 1b) по любому из пп.20-22, в котором намоточное устройство содержит две намоточные головки (1а, 1b) витков, одна из которых вращается по часовой стрелке вокруг катушки (1), а другая - против часовой стрелки, и которые предназначены для одновременной намотки по часовой стрелке обмотки (100а) и намотки против часовой стрелки обмотки (100b) трансформатора.27. The device (1a, 1b) according to any one of claims 20-22, wherein the winding device comprises two winding heads (1a, 1b) of turns, one of which rotates clockwise around the coil (1), and the other counterclockwise arrows, and which are designed for simultaneous clockwise winding of the winding (100a) and counterclockwise winding of the winding (100b) of the transformer. 28. Устройство (1a, 1b) по п.24, в котором:
средства, предназначенные для активирования, включают в себя нагревательное устройство (7), такое как вентиляторный воздухонагреватель, источник СВЧ-излучения, источник инфракрасного излучения, или лазер; и/или
средства, предназначенные для активирования, включают в себя, по меньшей мере, одно дополнительное нагревательное устройство (12, 12'), предназначенное для повторного расплавления ленты (2; 2а, 2b), недавно нанесенной на поверхность (15) катушки, и/или
средства, предназначенные для активирования, включают в себя, по меньшей мере, одно нетепловое активирующее устройство, такое как источник (14) ультрафиолетового излучения, предназначенное для улучшения отверждения ленты (2; 2а, 2b), недавно нанесенной на поверхности (15) катушки.
28. The device (1a, 1b) according to paragraph 24, in which:
means for activating include a heating device (7), such as a fan heater, a microwave source, an infrared source, or a laser; and / or
means for activating include at least one additional heating device (12, 12 ') for re-melting the tape (2; 2a, 2b), recently deposited on the surface (15) of the coil, and / or
means for activating include at least one non-thermal activating device, such as a source of ultraviolet radiation (14), designed to improve the curing of the tape (2; 2a, 2b), recently deposited on the surface (15) of the coil.
29. Устройство (1а, 1b) по п.24, содержащее:
средства, предназначенные для поддержания и вращения (8) катушки (1), включают в себя ось (8) вращения, на которой расположена катушка (1), и/или
средства (5, 5', 5''), предназначенные для нанесения расплавленного или активированного участка ленты (2; 2а, 2b) на вращающуюся катушку (1), включают в себя, по меньшей мере, один прижимной валик (5, 5', 5''), предназначенный для прижатия расплавленного или активированного участка ленты (2; 2а, 2b) к катушке (1).
29. The device (1a, 1b) according to claim 24, comprising:
means for supporting and rotating (8) the coil (1) include an axis of rotation (8) on which the coil (1) is located, and / or
means (5, 5 ', 5'') intended for applying the molten or activated portion of the tape (2; 2a, 2b) onto the rotating coil (1) include at least one pressure roller (5, 5') 5``), designed to press the molten or activated portion of the tape (2; 2a, 2b) to the reel (1).
30. Устройство (1a, 1b) по п.25, содержащее:
средства, предназначенные для поддержания и вращения (8) катушки (1), включают в себя ось (8) вращения, на которой расположена катушка (1), и/или
средства (5, 5', 5''), предназначенные для нанесения расплавленного или активированного участка ленты (2; 2а, 2b) на вращающуюся катушку (1), включают в себя, по меньшей мере, один прижимной валик (5, 5', 5''), предназначенный для прижатия расплавленного или активированного участка ленты (2; 2а, 2b) к катушке (1).
30. The device (1a, 1b) according to claim 25, comprising:
means for supporting and rotating (8) the coil (1) include an axis of rotation (8) on which the coil (1) is located, and / or
means (5, 5 ', 5'') intended for applying the molten or activated portion of the tape (2; 2a, 2b) onto the rotating coil (1) include at least one pressure roller (5, 5') 5``), designed to press the molten or activated portion of the tape (2; 2a, 2b) to the reel (1).
31. Устройство (1a, 1b) по п.24, в котором намоточное устройство содержит две намоточные головки (1а, 1b) витков, одна из которых вращается по часовой стрелке вокруг катушки (1), а другая - против часовой стрелки, и которые предназначены для одновременной намотки по часовой стрелке обмотки (100а) и намотки против часовой стрелки обмотки (100b) трансформатора.31. The device (1a, 1b) according to paragraph 24, in which the winding device comprises two winding heads (1a, 1b) of turns, one of which rotates clockwise around the coil (1), and the other counterclockwise, and which are intended for simultaneous clockwise winding of the winding (100a) and counterclockwise winding of the transformer winding (100b). 32. Устройство (1а, 1b) по п.26, в котором намоточное устройство содержит две намоточные головки (1а, 1b) витков, одна из которых вращается по часовой стрелке вокруг катушки (1), а другая - против часовой стрелки, и которые предназначены для одновременной намотки по часовой стрелке обмотки (100а) и намотки против часовой стрелки обмотки (100b) трансформатора.32. The device (1a, 1b) according to claim 26, wherein the winding device comprises two winding heads (1a, 1b) of turns, one of which rotates clockwise around the coil (1), and the other counterclockwise, and which are intended for simultaneous clockwise winding of the winding (100a) and counterclockwise winding of the transformer winding (100b). 33. Применение устройства (1а, 1b) по любому из пп.20-32, предназначенного для изготовления катушки (1) трансформатора, в частности распределительного трансформатора или силового трансформатора. 33. The use of the device (1a, 1b) according to any one of claims 20-32, intended for the manufacture of a coil (1) of a transformer, in particular a distribution transformer or a power transformer.
RU2008115442/09A 2005-09-20 2005-09-20 Coil windings with resin insulation, not involving moulding RU2359353C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008115442/09A RU2359353C1 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Coil windings with resin insulation, not involving moulding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008115442/09A RU2359353C1 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Coil windings with resin insulation, not involving moulding

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2359353C1 true RU2359353C1 (en) 2009-06-20

Family

ID=41026046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008115442/09A RU2359353C1 (en) 2005-09-20 2005-09-20 Coil windings with resin insulation, not involving moulding

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359353C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709489C1 (en) * 2016-01-15 2019-12-18 Сименс Акциенгезелльшафт Winding assembly with leg for vertical filling

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709489C1 (en) * 2016-01-15 2019-12-18 Сименс Акциенгезелльшафт Winding assembly with leg for vertical filling

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8790476B2 (en) Mold-free resin-insulated coil windings
US6773773B2 (en) Reinforced thermoplastic pipe manufacture
CZ20022251A3 (en) Process for producing very high-grade insulation for conductors or bunched conductors of rotating electric machines by hot spraying
JP3609783B2 (en) Insulating coil manufacturing method for rotating electrical machine
US20030209312A1 (en) Reinforced thermoplastic pipe manufacture
CN104918772A (en) System and method for forming fiber reinforced polymer tape
US8181334B2 (en) Method for producing windings for a dry-type transformer
CN109096699A (en) A kind of electric drive shape memory polymer composite material and preparation method thereof
EP0207938B1 (en) Method and apparatus for producing fiber-reinforced plastics bodies
US11685080B2 (en) Mold with thermally conductive flanges
RU2359353C1 (en) Coil windings with resin insulation, not involving moulding
KR20140054215A (en) Device for coating electrically conductive wires
JPH07161521A (en) Superconducting magnet and winding machine of self-fusion superconducting lead wire used for the magnet
KR102127736B1 (en) Apparatus and method for manufacturing thermoplastic reinforced panel of aircraft
EP3460810A1 (en) Advanced high voltage capacitance graded bushing
JPH11260625A (en) Superconducting magnet and its manufacture
CA2465302C (en) Reinforced thermoplastic pipe manufacture
WO2014130792A1 (en) Composite article with induction layer and methods of forming and use thereof
KR102344168B1 (en) Thermoelastic filament winding device and method using thereof
JP2004122683A (en) Manufacturing method of fiber reinforced thermoplastic resin ring
JP2597724B2 (en) Superconductive magnet
US20120282421A1 (en) Method for heating a fiber-reinforced polymer
JPH05212812A (en) Forming of composite formed product
KR20230001538A (en) Pressurisation and heating device and method for insulation system restoration of a power cable
AU2002225821A1 (en) Reinforced thermoplastic pipe manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150921