Claims (2)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Befestigung einer Wicklung einer elektrischen Maschine in Nuten eines Blechpaketes, bei dem die Wicklung mit einem elektrisch leitfähigen, unvernetzten Polymere mit einer grösseren als für die nachfolgenden Verfahrensschritte benötigten Topfzeit, das in der Nut bei Raumtemperatur vernetzt, mit der Nut verklebt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das unvernetzte Polymere als weiche Masse in die Nut eingebracht wird, dass in dieses unvernetzte Polymere die Wicklung eingebettet wird, dass auf der zur Nutöffnung weisenden Stabseite das Polymere aufgefüllt wird und dass die Wicklung bis zum Vernetzen des Polymeren fixiert wird.1. A process for fastening a winding of an electrical machine in slots in a laminated core, in which the winding is bonded to the slot with an electrically conductive, non-crosslinked polymer that has a longer pot life than that required for the subsequent process steps and that crosslinks in the slot at room temperature characterized in that the non-crosslinked polymer is introduced into the slot as a soft mass, that the winding is embedded in this non-crosslinked polymer, that the polymer is filled on the bar side facing the slot opening and that the winding is fixed until the polymer is crosslinked.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut abschnittsweise mit unvernetztem Polymere gefüllt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the groove is filled in sections with uncrosslinked polymers.
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung einer Wicklung einer elektrischen Maschine in Nuten eines Blechpaketes, bei dem die Wicklung mit einem elektrisch leitfähigen, unvernetzten Polymere mit einer grösseren als für die nachfolgenden Verfahrensschritte benötigten Topfzeit, das in der Nut bei Raumtemperatur vernetzt, mit der Nut verklebt wird.The invention relates to a method for fastening a winding of an electrical machine in slots in a laminated core, in which the winding is bonded to the slot with an electrically conductive, non-crosslinked polymer that has a longer pot life than that required for the subsequent process steps and that crosslinks in the slot at room temperature is glued.
Wicklungen von elektrischen Maschinen sind aufgrund ihrer Funktionsweise pulsierenden elektromagnetischen Kräften ausgesetzt. Bei instationären Vorgängen in der Maschine können die auftretenden Kräfte ein Vielfaches gegenüber jenen bei Nennbetrieb betragen und zur Lockerung der Wicklungsbefestigung führen.Due to the way they work, the windings of electrical machines are exposed to pulsating electromagnetic forces. In the case of transient processes in the machine, the forces that occur can be many times higher than those in nominal operation and can lead to loosening of the winding attachment.
Lockerungserscheinungen treten vor allem bei mit Kunstharz gebundenen Glimmerisolationen auf. Die grosse Formstabilität und Härte des Kunstharz-Isolationssystems hat zur Folge, dass derartige Wicklungen in den ersten Betriebsstunden zu Setzerscheinungen neigen.Signs of loosening occur primarily with mica insulation bonded with synthetic resin. The great dimensional stability and hardness of the synthetic resin insulation system means that such windings tend to settle in the first few hours of operation.
Dieser Setzvorgang ist in erster Linie durch plastische Verformung der gesamten Nutfüllung und nur zu einem geringen Teil durch das Schrumpfen der Materialien begründet. Die Setzvorgänge resultieren im wesentlichen aus den Anpassungsvorgängen des Wicklungsstabes an die gestanze Nutkontur und aus dem Einebnen von Oberflächenrauhigkeiten infolge thermischen Bewegungen. Die Folge von Lockerungen ist eine mechanische und elektrische Zerstörung des Wicklungsstabes.This setting process is primarily due to plastic deformation of the entire slot filling and only to a small extent due to the shrinkage of the materials. The setting processes essentially result from the adjustment processes of the winding bar to the stamped slot contour and from the leveling of surface roughness as a result of thermal movements. The result of loosening is mechanical and electrical destruction of the winding bar.
Aus der US-PS Nr. 4 001 616 ist ein Wicklungseinbau bekannt, bei dem der Spalt zwischen Wicklungsstab und Nutwand durch ein halbleitendes Material gefüllt ist. Der Einbauvorgang ist der, dass auf die Isolationshülse eine elastische Schicht aus Silikonharz aufgebracht und ausgehärtet wird. Der Wicklungsstab mit dieser zusätzlichen Aussenschicht wird dann in das Blechpaket gepresst. Durch das Hineinpressen wird das Material im Spalt zwischen Wicklungsstab und Nutwand deformiert. Der Wicklungssitz ist nur durch die Deformation des Materials gegeben.US Pat. No. 4,001,616 discloses a winding installation in which the gap between the winding bar and the slot wall is filled with a semiconductive material. The installation process involves applying and curing an elastic layer of silicone resin to the insulating sleeve. The winding bar with this additional outer layer is then pressed into the laminated core. By being pressed in, the material in the gap between the winding bar and the slot wall is deformed. The winding seat is only given by the deformation of the material.
Ferner ist aus der DE-AS Nr. 1 053 091 eine Glimmschutzanordnung für Hochspannungswicklungen bekannt, bei der die Isolierhülse vor dem Einbringen der Wicklung in die Nut mit einem Isolierband das mit Silikongummi getränkt ist, umhüllt wird. Die Ausvulkanisierung des Silikongummis erfolgt dann in der Nut.Furthermore, DE-AS No. 1 053 091 discloses a corona protection arrangement for high-voltage windings, in which the insulating sleeve is covered with an insulating tape impregnated with silicone rubber before the winding is introduced into the slot. The silicone rubber is then fully vulcanized in the groove.
Beim Einlegen des Wicklungsstabes in die Nut ist es jedoch unvermeidlich, dass durch die mehr oder weniger parallelen Nutwände oder Nutöffnungen ein Teil des Silikongummis abgestreift wird und damit keine sichere Verklebung gewährleistet ist.When inserting the winding bar into the slot, however, it is inevitable that part of the silicone rubber will be stripped off through the more or less parallel slot walls or slot openings, and therefore no secure bonding is guaranteed.
Eine weitere Glimmschutzanordnung ist aus der US-PS Nr. 4 095 627 bekannt. Hier wird mittels einer Vorrichtung ein un-ausgehärtetes Silikonharz in die Nut bei eingelegter Wicklung eingepresst. Eine Verklebung der Schmalseiten, vor allem der zum Nutgrund gerichteten Seite, ist nicht möglich.Another corona shield arrangement is known from US Pat. No. 4,095,627. Here, a device is used to press uncured silicone resin into the groove when the winding is inserted. Gluing the narrow sides, especially the side facing the bottom of the groove, is not possible.
Weitere ist aus der JP-OS 58-165645 die Einbringung von blanken Erregerwicklungen von Rotoren einer Turbomaschine in ihre Nuten bekannt. Dabei wird zuerst eine Isolationsunterlage am Grund der Nut angeordnet. Danach wird eine äussere Isolationsschicht bestehend aus einer lamellierten Isolierhülse in U-Form hergestellt. Diese Isolierhülse ist ein mit wärmeaushärtendem Harz imprägniertes Glasfiber, das im halbausgehärteten Zustand auf die Isolationsunterlage angeordnet wird. Innerhalb dieser äusseren Isolationsschicht wird die ausgehärtete innere Isolationsschicht angeordnet, in die dann die einzelnen Windungen der Wicklung eingebracht werden. Nach dem Ver-schliessen der Nut mit Keilen wird mit Hitze ausgehärtet. Abgesehen vom grossen Aufwand für dieses Verfahren ist eine Verklebung der Wicklung mit dem Nutgrund nicht gegeben.Also known from JP-OS 58-165645 is the introduction of bare field windings from rotors of a turbomachine into their slots. In this case, an insulating pad is first placed at the base of the slot. Then an outer insulation layer consisting of a laminated U-shaped insulation sleeve is produced. This insulating sleeve is a glass fiber impregnated with thermosetting resin which is placed on the insulating pad in the semi-cured state. The hardened inner insulation layer is arranged inside this outer insulation layer, into which the individual turns of the winding are then introduced. After closing the groove with wedges, it is hardened with heat. Apart from the great effort involved in this method, the winding is not bonded to the base of the slot.
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben aufgezeigten Erscheinungen zu vermeiden und die Wicklungen im Blechpaket elektrischer Maschinen dauerhaft und sicher zu befestigen.The object of the invention is to avoid the phenomena described above and to permanently and securely fasten the windings in the laminated core of electrical machines.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das unvernetzte Polymere als weiche Masse in die Nut eingebracht wird, dass in dieses unvernetzte Polymere die Wicklung eingebettet wird, dass auf der zur Nutöffnung weisenden Stabseite das Polymere aufgefüllt wird und dass die Wicklung bis zum Vernetzen des Polymeren fixiert wird.The method according to the invention is characterized in that the non-crosslinked polymer is introduced into the slot as a soft mass, the winding is embedded in this non-crosslinked polymer, the polymer is filled on the bar side facing the slot opening and the winding is pressed until the polymer is crosslinked is fixed.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine rationelle Fertigung, da das elektrisch leitfähige Polymere im unvernetzt weichen Zustand eingebracht wird und nach dem Wicklungsstabeinbau bei Raumtemperatur vernetzt bzw. aushärtet. Der Vorteil ist, dass die Wicklung elastisch und mechanisch spannungsfrei mit dem Blechpaket verklebt ist.The method according to the invention enables efficient production, since the electrically conductive polymer is introduced in the non-crosslinked, soft state and crosslinks or hardens at room temperature after the winding bar has been installed. The advantage is that the winding is bonded to the laminated core in an elastic and mechanically stress-free manner.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren gleicht das Polymere die Unregelmässigkeiten in der Schichtung aus und bildet eine satte Auflage für den Stab in jedem Eisenpaketabschnitt.In the method according to the invention, the polymer evens out the irregularities in the layering and forms a solid support for the rod in each section of the iron stack.
Darüber hinaus ist durch das erfindungsgemässe Verfahren neben der gravierenden Verkürzung der Fertigungszeit noch eine Einsparung an hochwertigem Fachpersonal möglich.In addition to the significant reduction in production time, the method according to the invention also makes it possible to save on high-quality specialist personnel.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird die Nut abschnittsweise mit unvernetztem Polymere gefüllt. Untersuchungen über die mechanischen Schwingungsformen von Wicklungsstäben zeigen, dass eine kontinuierliche Einbettung des Wicklungsstabes entlang der Nut nicht zwingend ist. Um Vibrationen sicher zu vermeiden, sind die Abstände der Stabbefesigung bzw. Einbettung so zu wählen, dass die zugehörigen Eigenfrequenzen einen genügend grossen Abstand, mindestens das l,5fache, zur Anregungsfrequenz besitzen.According to one embodiment of the invention, sections of the groove are filled with non-crosslinked polymers. Investigations into the mechanical modes of vibration of winding bars show that continuous embedding of the winding bar along the slot is not mandatory. In order to safely avoid vibrations, the distances between the rod fastenings and embedding must be selected in such a way that the associated natural frequencies are at a sufficiently large distance, at least 1.5 times, from the excitation frequency.
Zu erläutern wäre noch die Topfzeit, die die Verarbeitungszeit bis zum Beginn des Vernetzungsprozesses ist.The pot life, which is the processing time until the start of the crosslinking process, should also be explained.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
Gemäss der Figur sind die isolierten Wicklungsstäbe 1, 2 in der Nut 3 mittels einer elektrisch leitfähigen, elastischen Masse 4 eingebettet. Die Distanzierung der beiden Wicklungsstäbe 1, 2 ist durch das Zwischenstück 5 gegeben.According to the figure, the insulated winding bars 1, 2 are embedded in the slot 3 by means of an electrically conductive, elastic mass 4. The distance between the two winding bars 1, 2 is given by the spacer 5.
Die elektrisch leitfähige Masse 4 die ein zunächst unvernetz-tes Polymere ist, wird im weichen Zustand eingebracht. Nach dem Wicklungseinbau vernetzt bzw. härtet die Masse 4 bei Raumtemperatur aus. Die Wicklung wird dadurch in der Nut 3 verfestigt.The electrically conductive mass 4, which is initially an uncrosslinked polymer, is introduced in the soft state. After the winding has been installed, the mass 4 crosslinks or hardens at room temperature. The winding is thereby strengthened in the slot 3.
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VV
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings