CN1295847C - 导线棒的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包括多个相互电绝缘的股线的导电导线棒的生产方法，它包括以下步骤：步骤A：通过按股线长度来定尺切断未绝缘的导电的导线，由所述导线生产出股线；步骤B：使所述股线弯曲变形，步骤C：将电绝缘层施加到弯曲股线上；步骤D：将多个绝缘的所述弯曲股线组装成导线棒；步骤E：使已装配好的所述导线棒中的所述股线粘结在一起。在这里，在步骤E中，在粘结所述股线之前，最好弯曲已装配好的所述导线棒。

Description

导线棒的生产方法
技术领域
本发明涉及一包括多个相互间电绝缘的股线的导电导线棒的生产方法。这种导线棒可用于例如旋转电机如发电机或变压器中的定子导线。其股线按照一定方式相互缠绕的导线棒也被称为“罗贝尔线棒”。与由具有圆形或六角形截面的钢丝制成的钢丝绳不同，该导线棒中的股线大多有矩形横截面。
背景技术
为了例如在旋转电机中减少电损，其中所用的定子导线的股线相互间绝缘且缠绕在一起。这就需要每根股线发生三维弯曲变形。各股线的特定弯曲变形或缠绕也可称为罗贝尔化。结果，由此形成被称为罗贝尔线棒的导线棒。这种导线棒或罗贝尔线棒可被制成用于旋转电机如发电机或变压器中的定子导线。该导线棒的股线通常具有矩形横截面。
这种导线棒的传统生产方法具有以下步骤：
1.生产具有股线所需横截面形状的导线，
2.在导线上施加电绝缘层，
3.通过按股线长度定尺切断该导线而由导线制成股线，
4.剥掉股线端的绝缘皮，这是为了在成品导线棒上形成导电线端而必需的，
5.使股线弯曲变形，特别是形成弯头，
6.将多个已弯曲的股线组装成一个导线棒，
7.弯曲已装配好的导线棒并将已装配好的导线棒中的股线粘结起来。
对于用传统方法制成的导线棒，导线棒股线所配备的电绝缘层的厚度就其电绝缘效应来说具有过大尺寸，其原因在于：在导线棒生产中，在弯曲变形时且特别是在弯头时，绝缘股线承受比较高的机械负荷。为了不破坏股线绝缘或为使在绝缘层受到破坏时股线间保持足够距离，股线必须具有一定的最小厚度或必须如用玻璃纤维缠绕股线。因此，生产导线棒所需的股线绝缘层厚度明显要大于保证股线相互间电绝缘的绝缘层厚度。另外，由于股线绝缘层因弯曲角度且特别是弯头角度过大和/或由于股线横截面的宽高比过大而完全或部分被毁坏，恐怕无法实现股线的一些弯曲变形，即也被称为“罗贝尔化”的并希望用于减少损耗的变形。
发明内容
本发明所关注的问题是，给由多个股线构成的导线棒提供一种生产方法。该生产方法一方面可以减小股线绝缘层厚度，另一方面确保能够实现股线的任何相对弯曲变形。
为此，本发明提供一种包括多个相互电绝缘的股线的导电导线棒的生产方法，它包括以下步骤：步骤A：通过按股线长度来定尺切断未绝缘的导电的导线，由所述导线生产出股线；步骤B：使所述股线弯曲变形；步骤C：将电绝缘层施加到弯曲股线上；步骤D：将多个绝缘的所述弯曲股线组装成导线棒；步骤E：使已装配好的所述导线棒中的所述弯曲股线粘结在一起。
在本发明的方法中，在步骤E中，在粘结所述弯曲股线之前，最好弯曲已装配好的所述导线棒。
本发明基于这样的总思路，即用未绝缘的导线生产股线，按照所需方式使股线变形并接着立即将绝缘层施加到已变形的导线棒上。通过本发明的方法，可以与股线弯曲变形无关地确定股线绝缘层的尺寸，这样一来，获得了小得多的绝缘层厚度。此外，由于绝缘层只在股线弯曲变形后才被施加上，所以，对股线来说，可以进行具有极大弯曲角度且尤其是弯头角度的任何弯曲变形，尤其是罗贝尔变形。此外，在这种情况下，用于股线横截面的任何宽高比都是可行的。由此一来，获得了新颖的导线棒结构形式，这样，在采用导线棒的变压器或旋转电机中能够获得额外的功率增大。
绝缘层厚度的减小例如可被用来在导线棒线总横截面面积不变的情况下使用导电线横截面积较大的股线，这样，可以增大导线棒的电负载。这同样也可被用于带有这种导线棒的各设备的功率提高。或者，股线绝缘层厚度的减小也可被用于减小导线棒的总横截面面积，而同时不会防碍装备该导线棒的设备的功率。股线之间的热传递得到改善，由此看出股线绝缘层更薄的优点。这对导线棒的股线因损耗不同而发热不同很重要。股线间热传递的改善至少部分地平衡了不同的温度。
在一个优选的实施例中，如此给先前弯曲的股线施加电绝缘层，即弯曲股线的两端保持未绝缘。与传统的生产方法相比，可在该方法中省去一个附加步骤，即剥掉股线端部的绝缘皮。由此可以低成本地实现该生产方法。
在施加电绝缘层时，可适当地将弯曲股线的端部用作一个绝缘装置的固定机构的作用点。例如，为了施加绝缘层，股线必须通过固定机构被保持在绝缘装置中，以便例如进行喷涂。
在本发明方法的一个改进方案中，绝缘层施加可包括两个分步骤，即第一分步骤是在弯曲股线上涂上一层塑料粉末，第二分步骤是烧结该层塑料粉末，在此出现了在形成绝缘层的同时的塑料粉末熔合和/或交联。分成两步的方法是有利的，因为粉末层的涂布可以在一个为此而最佳化的设备中例如在环境温度下进行，而粉末层烧结以形成绝缘层是在一个专门为此而优化的独立设备中进行的。
对某些绝缘情况来说，施加多个绝缘层可能是有利的。特别是，可以如此在绝缘层上施加一层热固塑料，即这层热固性塑料没有发生交联或仅部分发生交联反应。这样一来，就可以通过使股线的热固性塑料层发生交联来进行组装好的导线棒的股线的粘合。在此，由于省去了粘结剂的涂布如省去了预浸树脂的纤维衬纸，所以简化了导线棒的生产。
此外，在本发明的方法中，所述热固塑料可以是环氧树脂，或者是环氧树脂/硅树脂混合系。另外，最好给步骤C1所用的所述塑料粉末施加静电。根据本发明制成的导线棒被设计成罗贝尔线棒的形式。所述导线棒可以被设计成用于旋转电机的或者变压器的定子导线的形式。另外，所述弯曲股线最好具有矩形横截面。
具体实施方式
为了按照本发明方法来生产导线棒，采用未绝缘的导线，它具有要制造的股线的横截面并且由导电材料如铜制成。接着，通过根据股线长度定尺切断导线，生产出未变形的股线。在定尺切断以后，使股线弯曲变形且特别是产生弯头，以便获得股线所需的三维外形。按照本发明的核心思想，只在股线弯曲变形之后将电绝缘层施加到已弯曲的股线上。在绝缘层施加之后，就可以由多个弯曲的绝缘股线组装成导线棒。如此组装成的导线棒随后又接受弯曲变形。接着，进行组装好的导线棒的股线的粘结，由此一来，导线棒获得尺寸稳定性。
最好这样将电绝缘层施加到股线上，即股线端部保持非绝缘状态。由此可省去随后的剥掉股线端部的绝缘皮。为了在施加绝缘层时使股线端部处于非绝缘状态，所述端部例如可被用作一个绝缘装置的固定机构的作用点。例如，股线以其端部固定在绝缘装置中，从而股线在两端之间自由晃动。也可以固定股线两端以使股线经过一个涂镀室。
可通过例如粉末涂覆法进行股线绝缘化。原则上，所有含填料或不含填料的聚合物可被用作涂覆粉末，只要满足在相应导线棒中出现的温度的要求。适当的热塑塑料例如包括PEN，PPS，PEEK，PI，PAI和PES。此外，氟化塑料也适用。从热方面讲适用的热固塑料或弹性体例如有环氧树脂和硅树脂及环氧树脂/硅树脂的混合系。为改善绝缘层的机械性能，例如为减小热膨胀系数或抑制塑料在高温和高负载下的流动，可在塑料中掺入无机填料，其浓度可在10％到80％的范围内。
真正的涂覆过程最好被分两步走。
在第一分步骤中，尤其是在室温下，在弯曲的股线上施加一层塑料粉末。这例如在比待涂覆股线小的静电流化床室或在静电喷雾室中进行。这样的涂覆室在对置两面上有开口，待涂覆的弯曲股线通过该开口依次或一次多个地经过涂覆室。通过该股线或这些股线经过该涂覆室的进给情况和/或雾化粉末的浓度，可对塑料粉末的施加量及由此得到的涂层厚度进行控制。为使塑料粉末粘在股线表面上，在涂覆过程中施加静电。
在第二分步骤中，在一个单独的烧结室中对塑料粉末层进行烧结，使塑料粉末发生熔化或熔合。在使用热固性塑料时，还出现了塑料的热交联。通过伴有熔合和/或交联的烧结，形成一个构成完整的均质膜的绝缘层。第二分步骤也可以按照连续方式实施，在此例如可设置光学加热装置、电加热器或感应加热装置。
在本发明方法的一个优选实施例中，股线绝缘皮由多个绝缘层构成。在一个特定实施例中，在一个或多个由热固塑料或热塑塑料构成的并已完全烧结或交联的层上，施加上另一层热固塑料。在这种情况下，如此控制烧结作业，即最后的热固塑料层未发生交联或仅部分发生交联。交联程度可通过例如温度和热处理持续时间进行控制。根据该方法，靠外的热固塑料层依然具有热力学活性。如果导线棒由多个仍有能反应的热固塑料外层的股线组成，则组装成的并或许已弯曲的导线棒的股线的粘结可以很简单地如此实现，即通过相应的二次处理使从现在起相互靠近的热固塑料层相互交联。

Claims (13)

1、一种包括多个相互电绝缘的股线的导电导线棒的生产方法，它包括以下步骤：
步骤A：通过按股线长度来定尺切断未绝缘的导电的导线，由所述导线生产出股线，
步骤B：使所述股线弯曲变形，
步骤C：将电绝缘层施加到弯曲股线上，
步骤D：将多个绝缘的所述弯曲股线组装成导线棒，
步骤E：使已装配好的所述导线棒中的所述弯曲股线粘结在一起。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤E中，在粘结所述弯曲股线之前，弯曲已装配好的所述导线棒。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照以下方式实施步骤C，即所述弯曲股线的两端保持非绝缘状态。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述弯曲股线的两端在步骤C中被用作一个绝缘装置的固定机构的作用点。
5、如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，步骤C包括以下分步骤：
步骤C1：将一层塑料粉末涂覆在所述弯曲股线上，
步骤C2：烧结塑料粉末层，结果使所述塑料粉末熔合或交联并形成所述绝缘层。
6、如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在步骤C中，施加多个绝缘层。
7、如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤C中，施加多个绝缘层。
8、如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，在步骤C中，按照以下方式在所述绝缘层上涂覆上一层热固塑料，所述热固塑料未发生交联或仅部分发生交联，并且在步骤E中，已组装好的所述导线棒中的所述弯曲股线通过使所述弯曲股线的热固塑料层交联被粘结在一起。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述热固塑料是环氧树脂，或者是环氧树脂和硅树脂混合系。
10、如权利要求5所述的方法，其特征在于，给步骤C1所用的所述塑料粉末施加静电。
11、如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述导线棒被设计成罗贝尔线棒的形式。
12、如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述导线棒被设计成用于旋转电机的或者变压器的定子导线的形式。
13、如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述弯曲股线具有矩形横截面。
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