專利名稱：由收縮軟管實(shí)現(xiàn)的定子線圈的絕緣的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將旋轉(zhuǎn)電機(jī)定子線圈絕緣的方法，這里旋轉(zhuǎn)電機(jī)特別是指直流電機(jī)和交流電機(jī)。
一般來說，這種電機(jī)均有一個(gè)定子和一個(gè)轉(zhuǎn)子，用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能(發(fā)電機(jī))，或者反之將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能(電動(dòng)機(jī))，當(dāng)電機(jī)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，定子繞組的導(dǎo)體中產(chǎn)生電壓，于是，定子繞組的導(dǎo)體應(yīng)進(jìn)行絕緣，不允許在定子的導(dǎo)體之間發(fā)生短路。
旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子線圈可以有各種各樣的結(jié)構(gòu)，其中之一是將多個(gè)相互絕緣的單一導(dǎo)體捆成線束，如此構(gòu)成的導(dǎo)體束一般稱為導(dǎo)線棒，它具有所謂的主絕緣。在制造定子線圈時(shí)，將多個(gè)導(dǎo)線棒的端面與端面相互結(jié)合，這種結(jié)合例如可以通過一個(gè)金屬板實(shí)現(xiàn)，在金屬板上，將第一導(dǎo)線棒的各自絕緣的單一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線棒的各自絕緣的單一導(dǎo)線相互連接，因此，在所述金屬平板區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)線棒的各個(gè)單一導(dǎo)體之間是不被絕緣的。
要將各個(gè)單一導(dǎo)體捆扎成導(dǎo)線棒形式，需將一個(gè)較長的被絕緣的單一導(dǎo)體在一個(gè)平面上纏繞成一個(gè)橢圓形線圈，稱為線圈原型或骨架。在下面的過程中，所謂的支撐將所述的線圈原型或骨架轉(zhuǎn)變?yōu)槠涑善沸问剑⑶野仓迷陔姍C(jī)的定子中。
在兩個(gè)如上所述的制造方法中，單一導(dǎo)體既可以是圓形的，也可以是矩形的，定子線圈是由多個(gè)單一導(dǎo)體制成的導(dǎo)線棒或線圈原型構(gòu)成，這些導(dǎo)線棒或線圈原型的橫斷面既可以是圓形的，也可以是矩形的，在本發(fā)明中，建議導(dǎo)線棒或線圈原型最好成矩形的橫斷面，它由多個(gè)矩形的單一導(dǎo)體所構(gòu)成。導(dǎo)線棒可以盤繞，也就是說，單一導(dǎo)體相互絞接，也可以不盤繞，也就是說，單一導(dǎo)體并不相互絞接，而是相互平行地敷設(shè)。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，定子線圈(例如導(dǎo)線棒，線圈原型，繞組)的絕緣一般使用云母紙，考慮到機(jī)械強(qiáng)度問題，將這種云母紙用玻璃布載體進(jìn)行強(qiáng)化，并以帶形圍繞導(dǎo)體纏繞，被卷繞的導(dǎo)體在纏繞之后發(fā)生變形，將已纏繞的導(dǎo)體在一種時(shí)效硬化的樹脂中浸漬，形成熱固性塑料的非溶化的絕緣材料，它具有熱塑性基體，以帶形卷繞在導(dǎo)體上，例如可用ASPHALT SCHELLACK公司(見BROWN BOVERI REVIEW第57卷第15頁署名為R.SCHULER的題為“高壓旋轉(zhuǎn)電機(jī)的絕緣系統(tǒng)”的文章)的聚砜和聚醚丙酮作為絕緣材料(德國專利文獻(xiàn)DE 4344044A1)。這種絕緣材料在基體的熱熔化溫度之上是可以重新產(chǎn)生塑性變形的。
這些通過纏繞完成的定子線圈的絕緣具有如下缺點(diǎn)，加工費(fèi)時(shí)，并且投入大，其中尤其是卷繞過程和浸漬過程相當(dāng)費(fèi)時(shí)，根據(jù)云母紙的物理特性和浸漬樹脂的特性，幾乎不存在能夠加快工藝處理過程的可能性。而且，這種制造過程對(duì)于要求絕緣較厚的情況也是有缺陷的，當(dāng)云母紙不能充分與定子線圈相適配時(shí)，將使所得到的絕緣容易損壞。特別是在纏繞完成定子線圈之后，由于卷繞機(jī)器的調(diào)整不當(dāng)，可能會(huì)在云母紙上出現(xiàn)褶皺和裂縫，例如通過一個(gè)在云母紙和導(dǎo)體之間的側(cè)面或平面的線匝或者通過一個(gè)不當(dāng)?shù)撵o態(tài)或動(dòng)態(tài)的拉力，這個(gè)作用力是在纏繞過程中施加在云母紙上的。此外，由于在過大的帶狀涂層上施加過壓，它阻礙了絕緣在浸漬原型中被均勻的浸透，于是就獲得了一個(gè)部分或全部含有缺陷的絕緣產(chǎn)品，它的短時(shí)和/或長期強(qiáng)度性能都有所降低，這種定子線圈絕緣產(chǎn)品的壽命被顯著降低。
此外采用公知的電纜制造技術(shù)和方法對(duì)導(dǎo)線束加外包皮，即將具有圓形斷面的導(dǎo)線束進(jìn)行擠壓，用熱固性塑料或彈性體外包皮，如USA5,650,031和WO97/11831所公開的專利主題所涉及的對(duì)定子線圈加絕緣的方法，其中定子線圈被放入一個(gè)擠壓設(shè)備的中心孔內(nèi)，定子線圈具有一個(gè)復(fù)雜的原型，采用經(jīng)過擠壓的熱固性塑料材料同時(shí)在該復(fù)雜線圈原型的每一側(cè)實(shí)現(xiàn)外包皮，尤其是通過一種復(fù)合擠壓完成外包皮處理。
在已有的電纜制造技術(shù)中，采用聚合物絕緣也是公知的，在電纜上利用熱收縮技術(shù)構(gòu)成絕緣，這里涉及的軟管是具有圓形斷面的預(yù)制軟管，可以由交聯(lián)的熱固性塑料、彈性體、聚偏氟乙烯、PVC、硅樹脂彈性體或聚四氟乙烯制成。這些材料在制造之后在加熱狀態(tài)下伸長和冷卻，在冷卻之后，材料將保持其擴(kuò)張的形狀。這種特性似乎是由其結(jié)晶體中心所形成，其中擴(kuò)張的大分子是固定的。通過再次加熱，結(jié)晶體區(qū)在超過結(jié)晶體的熔化點(diǎn)之后熔解，于是大分子又恢復(fù)到未擴(kuò)張的狀態(tài)，于是，絕緣實(shí)現(xiàn)收縮。然后，軟管冷收縮的技術(shù)也是公知的，軟管在冷卻狀態(tài)下發(fā)生機(jī)械擴(kuò)張，在擴(kuò)張狀態(tài)下的軟管通過一個(gè)支撐結(jié)構(gòu)被支撐，軟管在擴(kuò)張的狀態(tài)下能夠長期維持，此后，軟管通過絕緣構(gòu)件滑移和固定，將支撐結(jié)構(gòu)通過適當(dāng)?shù)姆绞饺サ簦缯敉ㄟ^螺旋形開孔的支撐結(jié)構(gòu)。可是這種已有的收縮技術(shù)不能適用于具有矩形斷面的定子線圈，因?yàn)樗鼍o靠矩形導(dǎo)體的邊緣上的軟管的斷面是圓形斷面，這樣，在收縮之后，或者在電機(jī)運(yùn)行期間短期加載之后，由于熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的作用，定子線圈的絕緣很容易被撕開或發(fā)生斷裂。
在制造定子線圈時(shí)，特別是在彎曲導(dǎo)體時(shí)，以及在加工和組裝定子時(shí)，定子線圈的絕緣必然受到相當(dāng)高的機(jī)械作用力，這種作用力可能會(huì)損壞定子線圈的絕緣。為此，定子線圈的絕緣在電機(jī)運(yùn)行期間應(yīng)當(dāng)能夠滿足綜合要求。一方面，在具有很高電壓的導(dǎo)體和定子之間的絕緣要滿足隔離所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的要求，另一方面，由于在導(dǎo)體中產(chǎn)生熱，對(duì)絕緣提出能夠?qū)崿F(xiàn)必要的熱交換，因?yàn)樵陔姍C(jī)運(yùn)行期間，在絕緣上會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，根據(jù)所用材料的不同的膨脹情況，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械交變應(yīng)力。于是造成在導(dǎo)體和絕緣體之間粘合的剪切力，此外，在絕緣體和定子的槽壁之間的交界表面上會(huì)出現(xiàn)磨粒磨損的危險(xiǎn)。由于存在上述高的作用力，定子線圈的絕緣可能會(huì)出現(xiàn)裂縫，這是導(dǎo)致短路的隱患。如果發(fā)生短路的話，將可能導(dǎo)致整個(gè)電機(jī)的故障，由此需要經(jīng)?；蝾l繁的維修和高的消耗成本。
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的定子線圈加以絕緣的方法，正如權(quán)利要求特征部分所描述的，能夠?qū)崿F(xiàn)定子線圈的絕緣，而且定子線圈的絕緣能夠保證電機(jī)具有預(yù)期的持久工作壽命。
本發(fā)明的上述目的是通過獨(dú)立權(quán)利要求1的特征所限定的方法實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的制造旋轉(zhuǎn)電機(jī)、特別是直流電機(jī)和交流電機(jī)的被絕緣的定子線圈的方法，定子線圈由至少一個(gè)導(dǎo)電的具有基本上為矩形斷面的導(dǎo)線棒構(gòu)成，其中包括至少一個(gè)電絕緣的收縮軟管，它具有基本上為矩形的斷面，收縮軟管將所述導(dǎo)線棒包圍在其中，而且收縮套緊其內(nèi)的所述導(dǎo)線棒，其優(yōu)點(diǎn)在于，通過一個(gè)軟管的收縮作用，實(shí)現(xiàn)定子線圈的絕緣，并且保證了絕緣具有優(yōu)良的性能。特別是，由于電絕緣的收縮軟管在導(dǎo)線棒的每個(gè)位置上都是套緊的，避免了褶皺和空腔的形成，因?yàn)槭湛s軟管的所有界面均與導(dǎo)線棒的接觸面靠緊，防止了在接觸面上出現(xiàn)收縮軟管的裂縫。此外，可以采用已有的成型工藝(擠壓，注模)進(jìn)行收縮軟管的預(yù)制，然后在組裝之前通過電氣部件檢測(cè)保證得到最優(yōu)化的絕緣質(zhì)量。下一步，具有確定厚度的收縮軟管將所述導(dǎo)線棒包圍在其中，以所要求的方式，均勻地套緊在導(dǎo)線棒的每個(gè)位置上，從而獲得一個(gè)令人滿意的電氣和機(jī)械絕緣，這種定子線圈的優(yōu)異的絕緣足以保證電機(jī)能夠工作超過電機(jī)的預(yù)期壽命。
根據(jù)本發(fā)明的方法的很少和簡(jiǎn)單的實(shí)施步驟，能夠以省時(shí)和省錢的方式和方法制造出被絕緣的定子線圈，可以方便地將預(yù)制的導(dǎo)線棒加以絕緣，于是在放置導(dǎo)線棒之前或之后，最后完成所要求的絕緣。
本發(fā)明的優(yōu)越性是明顯的，所述的收縮軟管在冷卻狀態(tài)下呈機(jī)械擴(kuò)張?zhí)匦?，并且環(huán)繞著一個(gè)支撐裝置或支撐套筒安裝，在用收縮軟管套住所述的支撐套筒之后，將導(dǎo)線棒套裝在其內(nèi)，因此支撐套筒相對(duì)于導(dǎo)線斷面具有一個(gè)尺寸余量，能夠使收縮軟管方便地套裝在導(dǎo)線棒上。
下面說明將收縮軟管套裝在導(dǎo)線棒上的裝置，在將套在支撐套筒上的收縮軟管套裝在導(dǎo)線棒上之后，將位于收縮軟管和導(dǎo)線棒之間的支撐套筒退去，支撐套筒最好是通過螺旋形隔開的，支撐套筒被去掉之后，收縮軟管就和導(dǎo)線棒結(jié)合在一起了。
另一方面，將收縮軟管套裝在導(dǎo)線棒上的裝置也可以是這樣的，所述支撐套筒具有一種可熔解的聚合物，當(dāng)將套在支撐套筒上的收縮軟管套裝在導(dǎo)線棒上之后，通過將支撐套筒加熱熔解，使擴(kuò)張的收縮軟管能夠松弛，從而套裝在導(dǎo)線棒上。已經(jīng)熔解的支撐套筒還可以起到粘貼和增厚物料的作用，如果支撐套筒是可導(dǎo)電材料的，支撐套筒熔解的同時(shí)，可以起到內(nèi)部爬電保護(hù)的功能。
本發(fā)明的方法還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，收縮軟管可以采用熱收縮的材料制成，它在加熱狀態(tài)下發(fā)生機(jī)械擴(kuò)張，并且在擴(kuò)張情況下被冷卻，通過選擇具有特定特性的材料，使擴(kuò)張的一部分可在冷卻狀態(tài)下維持，于是有利于將收縮軟管套在導(dǎo)線棒上，接著，收縮軟管在熱力作用下收緊在導(dǎo)線棒上，于是無需再使用其他設(shè)備，絕緣則形成。
此外，可以利用壓縮空氣協(xié)助組裝工作，壓縮空氣用于擴(kuò)張軟管。
另外，本發(fā)明的一個(gè)有利方案是，由具有不同特性的多層材料構(gòu)成的收縮軟管套裝在導(dǎo)線棒的外周邊上，這些收縮軟管層用于內(nèi)部爬電保護(hù)、槽爬電保護(hù)和弓形爬電保護(hù)，而且用作主絕緣。這種收縮軟管優(yōu)選采用復(fù)合擠出法，吹制成型法或注模法制造。
本發(fā)明的另一個(gè)有利方案是，將多個(gè)具有不同性能的收縮軟管和/或軟管套裝在導(dǎo)線棒的外周邊上，這些收縮軟管和/或軟管用于內(nèi)部爬電保護(hù)、槽爬電保護(hù)和弓形爬電保護(hù)，而且用作主絕緣。
當(dāng)收縮軟管在它與導(dǎo)線棒的接觸面上使用了熱固性粘結(jié)劑時(shí)，則會(huì)在導(dǎo)線棒和收縮軟管之間建立良好的機(jī)械聯(lián)結(jié)，這樣能夠避免形成空腔，改善了熱傳導(dǎo)性能，防止了發(fā)生間隙放電現(xiàn)象，于是無需再設(shè)置內(nèi)部爬電保護(hù)。
如果收縮軟管是由一種擠壓彈性軟管構(gòu)成的，則它的優(yōu)點(diǎn)一方面是能夠連續(xù)生產(chǎn)，另一方面是彈性體桿的幾何尺寸能夠不同，而且可以調(diào)節(jié)，這種彈性體制成的絕緣在需要彎曲時(shí)不會(huì)出現(xiàn)裂縫。本發(fā)明使用高彈性的彈性體，同時(shí)具有高耐熱性和強(qiáng)電性能，如果采用硅樹脂彈性體，則可以保證更高的熱負(fù)載能力。
在一個(gè)優(yōu)選的本發(fā)明的方法實(shí)施例中，導(dǎo)線棒在用彈性體外包皮之后，制成其成品，通過漸開線彎曲，導(dǎo)線棒成品上覆蓋的絕緣被強(qiáng)烈擴(kuò)張。根據(jù)本發(fā)明的方法，采用彈性體做絕緣顯然具有優(yōu)越性，因?yàn)樗臋C(jī)械、電和抗熱強(qiáng)度不會(huì)由于通過彎曲處理而使絕緣性能有所下降或受到限制。
本發(fā)明的其他推薦的實(shí)施例、特征和細(xì)節(jié)將通過從屬權(quán)利要求、說明書實(shí)施例部分和附圖進(jìn)行展開說明，下面將結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以進(jìn)一步說明。
下面將結(jié)合附圖所示的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。附圖為

圖1a一個(gè)帶有導(dǎo)線棒和收縮軟管的被絕緣的定子線圈的斷面圖；圖1b一個(gè)帶有導(dǎo)線棒、支撐套筒和收縮軟管(在收縮前)的被絕緣的定子線圈的斷面圖；圖2圖1b的局部剖開的側(cè)視圖；及圖3一個(gè)彎曲已被絕緣的導(dǎo)線棒的設(shè)備。
在各附圖中，僅給出了用于理解本發(fā)明的最基本的部件和構(gòu)件，顯然，本發(fā)明的方法和設(shè)備完全可以以多種方式實(shí)現(xiàn)，或者由所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員據(jù)此做出各種改型方案，然而，上述所有方式和方案均未脫離本發(fā)明的原理和教導(dǎo)。
圖1a是一個(gè)被絕緣的定子線圈60的斷面圖，一個(gè)矩形導(dǎo)線棒2由一個(gè)收縮軟管64所包圍。所述導(dǎo)線棒本身一般是由若干單一的被絕緣的導(dǎo)體捆綁而成，在盤繞的導(dǎo)線棒中，單一的導(dǎo)體的一部分相互絞合，同時(shí)在沒有盤繞的導(dǎo)線棒中，各單一的導(dǎo)體并未加以絞合，而是相互平行敷設(shè)，在本發(fā)明中，也可以使用具有圓形剖面的單一導(dǎo)體構(gòu)成的導(dǎo)線棒，不過，特別優(yōu)選的是，采用本發(fā)明的方法更適用于加工具有矩形剖面的單一導(dǎo)體構(gòu)成的導(dǎo)線棒。而且，應(yīng)用具有矩形剖面的單一導(dǎo)體構(gòu)成導(dǎo)線棒，能夠獲得本發(fā)明的所有預(yù)期的優(yōu)益效果，各單一導(dǎo)體的矩形剖面和/或?qū)Ь€棒的矩形剖面與矩形的偏差最小。在一個(gè)由若干單一導(dǎo)體構(gòu)成的導(dǎo)線棒形成的結(jié)構(gòu)中，它們相互能夠臨時(shí)的結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)均勻和沒有空隙的導(dǎo)線棒外包層的主絕緣。例如，通過采用彈性材料或能夠抗粘合力的機(jī)械弱膠粘劑，將各單一導(dǎo)體臨時(shí)粘合，于是不會(huì)對(duì)之后的彎曲構(gòu)成阻礙。此外，也可以使用一種膠粘劑，在適當(dāng)加熱之后(例如在彎曲之前)，它具有粘合力，于是有助于隨后的彎曲過程。
圖1a中展示的收縮軟管64最好由熱收縮材料制成，這種材料在加熱狀態(tài)得到擴(kuò)展，并且通過一個(gè)隨后的冷卻過程至少部分地或完全地維持在已伸長的狀態(tài)，于是在軟管上沒有機(jī)械作用力。在加熱時(shí)，收縮軟管恢復(fù)其橡膠彈性，而且在加熱作用下熱壓收縮形成在所述導(dǎo)線棒上。
圖1b中展示的一個(gè)被絕緣的定子線圈60的斷面圖，包括一個(gè)導(dǎo)電的導(dǎo)線棒2，它可以被盤繞，具有矩形剖面，并且由一個(gè)帶有緊靠導(dǎo)體斷面的尺寸余量65的支撐套筒62所包圍，絕緣材料制成的支撐套筒64具有比所包圍的導(dǎo)體斷面尺寸大的矩形剖面，為導(dǎo)體斷面提供支撐，并且能夠簡(jiǎn)單組裝，也就是說，能夠使軟管推入。這里還建議，收縮軟管的內(nèi)斷面或者外斷面是矩形斷面，圖中所述的收縮軟管最好是由冷收縮的材料制成。
在圖1a和1b中所示的實(shí)施例的情況下，收縮軟管可以用熱收縮的或冷收縮的材料制成，這種收縮軟管最好具有矩形剖面，而且與導(dǎo)線棒的矩形相互匹配，整個(gè)收縮軟管的內(nèi)剖面相對(duì)于導(dǎo)體斷面應(yīng)當(dāng)具有一個(gè)尺寸公差范圍下限，這樣能夠保證以最優(yōu)方式安置在導(dǎo)體斷面上，尤其是收縮軟管的內(nèi)橫截面和外橫截面是矩形的。
用于制造收縮軟管的材料建議使用本身具有高彈性的彈性體。于是，收縮軟管具有高彈性和很好的耐熱性，由此可以具有高電氣強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。尤其是對(duì)于具有大負(fù)載的高熱電機(jī)，采用硅樹脂彈性體做絕緣是較適當(dāng)?shù)倪x擇，采用彈性體(相對(duì)于其他材料而言)做絕緣的好處是在材料的耐久力和機(jī)械柔韌性方面都是能夠滿足使用要求的，就彈性體本身而言，可以選用冷交聯(lián)型或熱交聯(lián)型彈性體，如果是冷交聯(lián)型彈性體的情況，交聯(lián)開始例如通過將兩種成分加以混合，其中一種成分包含一種交聯(lián)物；如果是熱交聯(lián)型彈性體的情況，可以加熱已經(jīng)過注模和擠壓處理的彈性體實(shí)現(xiàn)交聯(lián)，在擠壓過程中，所述的交聯(lián)以及擠壓的排出例如可以通過送熱風(fēng)實(shí)現(xiàn)。
主絕緣的材料特性可以通過添加有機(jī)物(例如硅酸)和無機(jī)物(例如石英粉)構(gòu)成的填充物進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便滿足電機(jī)的相應(yīng)的機(jī)械性能的要求，由此完成電機(jī)定子線圈的主絕緣。
在某些實(shí)際應(yīng)用情況下，導(dǎo)線棒一般要求具有槽爬電保護(hù)和可控制(弓形爬電保護(hù))，而且在必要時(shí)，要求具有內(nèi)部爬電保護(hù)，定子線圈的內(nèi)部爬電保護(hù)一般是一個(gè)導(dǎo)電材料層，它位于主絕緣和導(dǎo)線棒之間。內(nèi)部爬電保護(hù)的作用是保障在導(dǎo)線棒上每單位長度的電位是在限定的不會(huì)發(fā)生放電的安全數(shù)值內(nèi)，這種放電一般是由于在導(dǎo)線棒和主絕緣之間存在有害的空腔所致。定子線圈的槽爬電保護(hù)和外部爬電保護(hù)一般發(fā)生在主絕緣和定子槽之間放置的導(dǎo)電材料層上，外部爬電保護(hù)產(chǎn)生一個(gè)限定的單位長度電位，能夠防止局部放電現(xiàn)象發(fā)生，這種局部放電例如在定子槽的加工余量中被絕緣的導(dǎo)線棒上設(shè)置不同的間距導(dǎo)致出現(xiàn)高電位而放電，控制(弓形爬電保護(hù))一般用于防止在一個(gè)導(dǎo)線棒的槽口上發(fā)生放電現(xiàn)象。本發(fā)明提供了多種應(yīng)用的可能性，保護(hù)層的設(shè)置例如在彈性體上有導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的涂層，相應(yīng)的線卷(例如自身焊接的)通過幅射或加熱可以被拉長，也可以采用冷收縮式或熱收縮式軟管(例如用于套住桿狀物)以及漲圈(例如用于線圈)。如果采用收縮式軟管或漲圈作為內(nèi)部爬電保護(hù)，則具有如下優(yōu)點(diǎn)，在其內(nèi)側(cè)裝有一種流體狀的塑性材料，用于充填裝滿位于導(dǎo)線棒的表面上的空腔，類似的，外部爬電保護(hù)也是可以實(shí)現(xiàn)的。
在本發(fā)明方法的又一個(gè)推薦的實(shí)施例中，采用多個(gè)收縮式軟管或采用一個(gè)由多層構(gòu)成的收縮式軟管形成內(nèi)部爬電保護(hù)、主絕緣和/或外部爬電保護(hù)。
在圖2中，展示了被絕緣的定子線圈60，收縮式軟管64在圖中以局部剖面視圖的形式繪出，收縮式軟管64環(huán)繞著支撐套筒62，該套筒具有螺旋形布置的開孔66，用于去掉所述支撐套筒。
在制造絕緣的定子線圈60時(shí)，收縮式軟管64在冷卻狀態(tài)下產(chǎn)生機(jī)械上的擴(kuò)展，在擴(kuò)展的狀態(tài)下，收縮式軟管套在支撐套筒62的外周邊上，并且收縮式軟管維持在擴(kuò)展的狀態(tài)下。之后，將由收縮式軟管64套著的支撐套筒62套在導(dǎo)線棒2上，必要時(shí)加以固定，于是導(dǎo)線棒2的周邊被支撐套筒62所環(huán)繞，在將由收縮式軟管64套著的支撐套筒62套在導(dǎo)線棒2上之后，在收縮式軟管64和導(dǎo)線棒2之間的支撐套筒62通過一個(gè)螺旋式拆開，使支撐套筒62沿著螺旋式的開孔66被去除，于是收縮式軟管64在其本身的松弛和膨脹力的作用下將導(dǎo)線棒2套緊，如此進(jìn)行絕緣的導(dǎo)線棒2通過一個(gè)彎曲設(shè)備以與定子相適配的形式彎曲加工，使絕緣的導(dǎo)線棒2能夠直接彎曲敷設(shè)在定子上，并且具有所要求的足夠的柔性。
可替代的方案是，支撐套筒62不是打孔的螺旋式構(gòu)造，而是由一個(gè)可熔解的聚合物制成，例如熱塑性材料或在二元狀態(tài)下的熱固性塑料。通過加熱過程，使支撐套筒發(fā)生熔解，于是被伸展的軟管能夠松弛，并且緊貼在導(dǎo)線上。這種可熔解的聚合物在凝固之后，可以用作膠粘劑或密封材料充填在可能出現(xiàn)的空腔內(nèi)。聚合物是導(dǎo)電的，它同時(shí)還起到內(nèi)部爬電保護(hù)的功能。
圖3展示的是一個(gè)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備改進(jìn)了的彎曲設(shè)備。絕緣后的導(dǎo)線棒在夾具18中被傳送至彎曲設(shè)備中，并且依靠夾具18的運(yùn)動(dòng)相對(duì)于半徑規(guī)20加工成所需的導(dǎo)線形狀，在半徑規(guī)20和從收縮式軟管64伸出的導(dǎo)線棒2的絕緣層4之間安置一個(gè)保護(hù)層22，它使由半徑規(guī)產(chǎn)生的壓力均勻分布在表面上，防止所述的絕緣層4的斷面受力過量。由于機(jī)械負(fù)載能夠被均勻分布，絕緣層不致受損，這種漸開線的彎曲使絕緣層4得到很大的拉長，但是由于收縮式軟管64是由性能優(yōu)良的彈性體制成的，因此經(jīng)過彎曲加工的絕緣導(dǎo)線棒不會(huì)出現(xiàn)任何損傷。
由于導(dǎo)線棒是由許多單一導(dǎo)線捆成的線束，經(jīng)過彎曲加工之后，由導(dǎo)線棒構(gòu)成的主絕緣中的各單一導(dǎo)線相互之間可能會(huì)有相對(duì)位移，而且在導(dǎo)線棒的表面上的單一導(dǎo)線相對(duì)于主絕緣也會(huì)有位移，因此建議在導(dǎo)線棒和主絕緣之間敷設(shè)隔離層，它使單一導(dǎo)線相對(duì)于主絕緣的位移具有更小的磨擦力，這例如可以通過用隔離劑對(duì)導(dǎo)線棒進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)。如果在隔離層所在區(qū)域內(nèi)采用與主絕緣固定聯(lián)結(jié)的內(nèi)部爬電保護(hù)措施，則由于在導(dǎo)線的隔離層面上的相對(duì)位移而出現(xiàn)的裂縫就無關(guān)緊要，如果沒有內(nèi)部爬電保護(hù)措施，所述的位移大多是不敏感的界的，因?yàn)樵趶澢秶?在控制調(diào)整之后)內(nèi)的這種電場(chǎng)是減小的。
如果采用內(nèi)部爬電保護(hù)措施的話，其好處是相對(duì)于主絕緣具有良好的附著性，然而相對(duì)于導(dǎo)線棒的表面則具有很小的附著性，這里絕緣層和爬電保護(hù)基于相同的化學(xué)材料基(化學(xué)聯(lián)結(jié))形成，而內(nèi)部爬電保護(hù)和漆包線上漆基于不同的化學(xué)材料基形成，最好具有很小的親和性。上述的分隔手段可以加強(qiáng)這種效果，導(dǎo)線棒本身在后續(xù)的彎曲加工調(diào)整范圍內(nèi)最好不盤繞。
正如前面的說明書所描述的，根據(jù)上述的實(shí)施例可以做出許多改變和完善方案，然而這些改變沒有超出本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種制造旋轉(zhuǎn)電機(jī)、特別是直流電機(jī)和交流電機(jī)的被絕緣的定子線圈的方法，定子線圈的絕緣由至少一個(gè)導(dǎo)電的具有矩形斷面的導(dǎo)線棒構(gòu)成，還包括至少一個(gè)電絕緣的收縮軟管，它具有矩形的斷面，所述收縮軟管環(huán)繞所述導(dǎo)線棒的外圍安裝，而且收縮套緊在所述的導(dǎo)線棒上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述收縮軟管在冷卻狀態(tài)下被機(jī)械擴(kuò)張，從而套裝在一個(gè)支撐套筒的外周邊上，在用收縮軟管套裝支撐套筒之前，支撐套筒安置在導(dǎo)線棒上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在將套裝在支撐套筒外周邊上收縮軟管安置在導(dǎo)線棒上之后，將位于收縮軟管和導(dǎo)線棒之間的支撐套筒通過所述支撐套筒的螺旋形隔開線去掉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述支撐套筒是一個(gè)可熔解的導(dǎo)電的聚合物，在將套裝在支撐套筒外周邊上收縮軟管安置在導(dǎo)線棒上之后，將支撐套筒通過加熱至熔解處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，收縮軟管采用熱收縮材料制成，它在加熱狀態(tài)下收縮套緊在所述導(dǎo)線棒上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述收縮軟管在冷卻狀態(tài)下安置在所述導(dǎo)線棒上，軟管是通過壓縮空氣被擴(kuò)張的。
7.根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述收縮軟管由多個(gè)徑向相靠放置的具有不同特性的層構(gòu)成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述收縮軟管是通過復(fù)合擠壓、吹制成型或者注模工藝制成。
9.根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，若干具有不同特性的收縮軟管和/或軟管安裝在導(dǎo)線棒的外周邊上。
10.根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述收縮軟管在其與導(dǎo)線棒的接觸面上具有一種熱穩(wěn)定的膠粘劑。
11.根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述收縮軟管由一種經(jīng)過擠壓的彈性體軟管制成。
12.根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，用收縮軟管套裝在導(dǎo)線棒外周邊后，依靠彎曲設(shè)備加工成與定子適配的彎曲形狀。
13.根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，導(dǎo)線棒是由多個(gè)單一導(dǎo)線構(gòu)成，所述單一導(dǎo)線最好具有矩形的橫截面。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中各單一導(dǎo)線臨時(shí)相互聯(lián)結(jié)在一起。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的方法，其特征在于，所述導(dǎo)線棒在漸開線的區(qū)域內(nèi)是不盤繞的。
16.用于做導(dǎo)線棒2的外包皮的收縮軟管，其中所述收縮軟管(64)具有一個(gè)矩形的內(nèi)橫截面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的收縮軟管，其中所述收縮軟管(64)環(huán)繞套裝在一個(gè)支撐套筒(62)上。
全文摘要
本文介紹一種制造旋轉(zhuǎn)電機(jī)、特別是直流電機(jī)和交流電機(jī)的被絕緣的定子線圈的方法,用于制造定子線圈的絕緣,這種充裕的絕緣能夠保證電機(jī)可以工作超過預(yù)期的壽命。這種定子線圈的絕緣由至少一個(gè)導(dǎo)電的具有矩形斷面的導(dǎo)線棒(2)構(gòu)成,還包括至少一個(gè)電絕緣的收縮軟管(64),它具有基本上為矩形的斷面,所述收縮軟管環(huán)繞所述導(dǎo)線棒(2)的外圍安裝,而且收縮套緊在所述的導(dǎo)線棒上。
文檔編號(hào)H02K3/32GK1324136SQ01120770
公開日2001年11月28日 申請(qǐng)日期2001年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月12日
發(fā)明者T·鮑曼, J·厄斯特赫爾德, R·加斯帕里尼 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆電力有限公司