DE1488663A1 - Verfahren zum Impraegnieren und massgerechten Aushaerten der Isolierung von Wicklungselementen der Staenderwicklung einer elektrischen Grossmaschine mit geteiltem Staenderblechpaket - Google Patents
Verfahren zum Impraegnieren und massgerechten Aushaerten der Isolierung von Wicklungselementen der Staenderwicklung einer elektrischen Grossmaschine mit geteiltem StaenderblechpaketInfo
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Description
U88663
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Berlin und München
65/0048
Verfahren zum Imprägnieren und maßgerechten Aushärten der Isolierung von Wicklungsoleraenten der Ständerwicklung
einer elektrischen Großmaschine mit geteiltem
Ständerblechpaket
Zur Isolierung der Wicklungen elektrischer Großmaschinen werden seit längerer Zeit zunehmend geschichtete Isolierungen verwendet,
die mit einem aushärtbaren Kunstharz imprägniert werden. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden beispielsweise die
mit der aufgewickelten Isoliorhülse versehenen Wicklungastäbe in Formen eingelegt, die unmittelbar bzw. auch innerhalb geeigneter
Tränkltessel evakuiert v/erden. Die verbleibenden
Hohlräume worden dann mit einem härtbaren Harz-Härter-System
- 1 - Hor/Win
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ausgegossen und das eingedrungene Harz innerhalb der Form auegehärtet.
Bei einem anderen bekannten Verfahren werden die mit einer aufgewickelten Isolierhülse versehenen Wieklungsstäbe
nach dem Evakuieren durch Überschwemmen unter Druck in großen Tränkwannen mit einem härtbaren Harz-Härter-System getränkt.
Anschließend werden die derart imprägnierten Stäbe in gesonderte Preßformen eingelegt, in denen die Stabisolierung ihre äußeren
Abmessungen erhält, wobei das in die Isolierung eingedrungene Harz unter Wärmeeinwirkung ausgehärtet.wird.
Schließlich ist es auch bekannt, die mit einer aufgewickelten Isolierhülse versehenen und noch nicht imprägnierten Wicklungselemente in die Nuten des Ständers oder Läufers einer elektrischen
Maschine einzulegen und dann den Ständer bzw. Läufer einschließlich der Wicklung mit einem härtbaren Harz-Härter-System
zu tränken und anschließend das in die Wicklungsisolierung eingedrungene Harz auszuhärten. Bei diesem Verfahren
entfallen zwar aufwendige Preßformen, dieses Veriahren ist aber im Hinblick auf die Abmessungen der vorhandenen Tränkanlagen
in der Regel auf Maschinen mit kleinerem Durchmesser begrenzt. , __
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BAD ORIGINAL
Das gleiche gilt für ein bekanntes Verfahren zur Tränkung von
Spulen und Spulenwloklungen elektrischer Maschinen und Apparate» bei dem nach dem Einbringen der Spule bzw· des mit
der Wioklung versehenen Maschinenteiles in das Iränkgefüß
das gesamte im Gefäß befindliche Tränkhars bis zur Zähflüssigkeit verdlokt wird· Eine gesonderte Form 1st hierzu nicht
erforderlich, da das Sronkgefäß selbst die form bildet·
Demgegenüber bezieht sioh die Erfindung auf ein Verfahren zum
Imprägnieren und maßgereohten Aushärten der das aushärtbare Tränkhars enthaltenden Isolierung von Vloklungselementen der
Ständerwioklung einer elektrischen Großmaschine mit geteiltem
Ständerblechpaket, bei dem die auf die Wicklungselemente auf·
gewiokelte Isollerhlilse Innerhalb einer Tränkvorrichtung mit
einom au einer Vielzahl von Tränkzyklen verwendbaren Tränkharz
getränkt wird» worauf der in die IsollerhUlse eingedrungene
Anteil des Tränkharaes In einer dl· äußeren Abmaße der fortigen
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Uu bei einem oolohen TränJcverfahren eine mtJgliohat einfache
und rationelle fertigung sicherzustellen, sieht die Erfindung
vor, die mehrfach benutzbare Tränk- und Härtefora, In welohe
die mit der aufgewickelten laolierhülee versehenen Wioklungeelemente eingelegt werden, unter Zuhilfenahme eines Seiles
der Blecheegiaente des Ständers der elektrischen Maschine
oufaubaueni diese Tränk- und Hörtefonn nlnrat jewelIo gleichzeitig einen Teil der die gesamte Ständerwicklung bildenden
Vloklungeelemento auf· ITaoh dem maSgerechten Auehärten des.
in die leoliorhülee eingedrungenen Anteiles des Trünkharees
werden die Wloklungselemente der i'rlirür-. und Härteforu wieder
entnommen. Pie Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sloh
eine erhebliche Vereinfachung der !Fertigung dadurch erzielen laßt, daß mit Hilfe der ohnehin bei einer elektrischen Großmas ohlne in großer Anzahl anfallenden Ständerbleoheegmente
ein Abschnitt eines Ständerbleohpaketes mit einfachsten Mitteln nachbilden läßt, der *ur gleichseitigen oaßgereohten Aue»
härtung jeweils eines Seilt« der dl« geearnte Ständerwicklung
bildenden Wloklungselemente - also mehrerer Wloklungs element·
gleichzeitig - verwendet werden kann«
Der Vorteil des Verfahrene nach der Erfindung liogt also
vor allem darin, daß dl« bei Großmaschinen notwendige Maßgonaulgkelt In der Herstellung der Tränk» und Härteform bereite
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durch den originalen Blechschnitt gegeben lot, so daß keine beaondere Bearbeitung von ?re31elsten und dergl· erforderlioh
iat. Da die but Nachbildung der benötigten Tränk- und Hürteforxa erforderlichen Bleohsegmente bei Qroflmaeohinen ait geteiltem Ständerblechpaket stete in ausreichender Zahl vor»
liegen» lot die durch die Erfindung ermugliohtete rationelle
fertigung der Ständerwloklung auch bei Kaeohlnen grüßten
Durchmessers anwendbar.
An Bioh let ee bekannt» Wloklungsstäbe elektrischer Masohinen
erst naoh dem Einbau in die Haeohine alt einem Kunstharz au
imprägnieren. Abgesehen davon» das bei dleoem bekannten Vor·
fahren eine vakuumdichte Auekleidung der Nutenwandung erforder· lioh lot» hat dieses bekannte Verfahren den Naohteil, die auf
diese Welse hergestellten VioklungsetUbe fest alt dem Blechpaket der elektrischen Maschine» in dessen Nuten sie eingelegt
werden» verbunden sind» so dafl «In nachträgliches Entfernen
von Stäben in der Hegel dl« Zerstörung der Stabisolierung
rur Folge hat«
Demgegenüber kommt se fUr die Erfindung darauf an» daS ssur
Herstellung der Wioklungeelemente einer oloktrloohen OroO-maaohine eins Tränk- und Härtefora verwendet wird» also eine
Vorm» der die einzelnen Vioklungaelemente naoh dem maBgereoh~
ten Aushärten wieder entnommen werden» so das sie vor dem endgültigen Einbau la die Isolierung einaeln geprüft werden
können.
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•'•Se·-
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Zur Durchführung dos Erfindungsgedankons läßt sich mit besonderem
Vorteil ein fertig montierter Teil des Ständerblechpakctos
als Tränk- und Härteform verwenden, der Nuten und gegebenenfalls auch Wicklungsstützen aufweist. Innerhalb der
Nuten eines solchen Ständerblechpaketteiles können sämtliche V/'icklungselemente der Ständerwicklung imprägniert und maßgerecht
ausgehärtet werden. Es empfiehlt sich, hierzu den mit den zu imprägnierenden Y/icklungs element en versehenen Ständerblech-
L· paketteil zur Imprägnierung vollständig in ein mit dem Tränkhars
gefülltes Tränkbad zu tauchen. Damit hierbei nur das in die Isolierung der Wicklungselemente eindringende Tränkharz
aushärtet, können die Wicklungselemente beispielsweise mit Strom beheizt v?erden. Ira allgemeinen, ist es bei der praktischen
Durchführung dieses Verfahrene jedoch günstiger, die auf die Y/icklungselemente aufgewickelten Isolierhülsen mit die Reaktionüdauer
des eindringenden Tränkharzos abkürzenden Verbindungen zu vorsehen.
Das zur Durchführung des Erfindungsgedankens erforderliche
V/delerausbauen der Wicklungselemente aus den Standerbleehpakettoil
kann dadurch erleichtert werden, daß vor dem Imprägnieren Formtrennmittel, wie beispielsweise verklebungshindernde Folien
oder Lacküberzüge, zwischen die Nutwände des als Tränk- und Härtoform dienenden Ständerblechpaketteiles und die Wicklungselemente
eingebracht v/erden. Gegebenenfalls kann der Wiederausbau der Wicklungseleraente auch dadurch erleichtert werden,
daß man davon absieht, die Wickelkopfenden auszuhärten.
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Zur Erläuterung der Erfindung iöt in der Figur der Teil eines
Ständerblechpakpteo perspektivisch angedeutet= In die Nuten 1 dieses Ständerblechpaketteiles sind die Wicklungsstäbe 2 eingelegt, auf welche die Isolierhülsc-n 3 aufgewickelt sind. Die
Isolierhülsen 3 sind in bekannter Weise aus Glimmerbändern
aufgewickelt, die aus auf eine wärmebestandige Unterlage aufgebrachten
Glimmerschichten bestehen. Diese Glimmerschichten, die aus Glimmerblättchen oder auch aus kontinuierlichen Glimmerfolion,
sogenanntem Glimmerpapier, bestehen können, werden, mit
der Unterlage und gegebenenfalls mit einer abschließenden Decklago
durch ein nicht selbsthärtendes, aber härtbares Bindemittel verklebt. Dieses Bindemittel, das in der Regel in einer Menge
von etwa 5 bis lc/>, bezogen auf das Gewicht des Glimmerbandes,
£Ur mechanischen Verfestigung in das Glimmerband eingebracht
ist, ist derart ausgewählt, daß es sich vollständig in das zur späteren Imprägnierung verwendete Harz-Härter-System einbauen
läßt» Es ist aber auch möglich, die Glimmerschichten mit einem schmelzfähigen Trägermaterial zu verschweißen«
Das Glimnerband, aus dem die Isolierhülsen 3 aufgewickelt sind,
enthält ferner einen die Reaktionsdauer des in die Isolierung
eindringenden Harz-Härter-Systemes abkürzenden Beschleuniger, so daß das im Tränkbad verbleibende Stoffsystem trotz der
Aushärtung des in die Isolierhülsen 3 eindringenden Anteiles keine Erhöhung seiner Viskosität zeigt, also für eine große
Anzahl von Tränkzyklen verwendet werden kann.
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Zur Sicherung der Stäbe 2 in den Nuten des Ständerblechpaketes
können noch besondere Leisten oder Leistenstücke zusätzlich ; "
in die Nuten mit eingelegt werden. Insbesondere können in die""-'
später den Uutenverschlußkeil der Nut aufnehmenden Aussparungen an oberen Ende einer Hut Leisten eingelegt werden, welche die
eingelegten Stäbe am Herausfallen hindern. Biese Leisten brauchen nicht über die gesamte Länge der Nut eingelegt zu
worden, vielmehr reicht ec im allgemeinen aus, nur an einzelnen
Stellen kurze Stücke in die an sich für die Nutenverschlußkeile vorgesehenen Aussparungen einzulegen.
Nach dem Einlegen mit den aufgewickelten Isolierhülsen 3 versehenen
Wicklungsstäbe 2 in die Nuten des StänderblechpakettoiloG
wird der Ständerblechpaketteil in eine Tränkvorrichtung
eingebracht, in der die Stäbe zunächst im Vakuum getrocknet und anschließend mit einem aushärtbaren Tränkharz imprägniert
worden. Hierzu verbleibt der Ständerblechpaketteil so lange in der Tränkvorrichtung, bis das Tränkharz, das in die Isolierhülsen
3 eingedrungen ist, vollständig ausgehärtet ist, so daß eine Nachgehandlung, insbesondere eine Nachhärtung, nach dem
Herausnehmen des Ständerblechpaketteiles aus der Tränkvorrichtung entfällt. Nach dem Herausnehmen des Standerblechpaketteilos
aus der Tränkvorrichtung fließt das überschüssige Tränkharz aus den übrigen Bereichen des Ständerblechpaketteiles ab,·
während der in die Isolierhülsen 3 eingedrungene Anteil vollständig ausgehärtet ist. " .
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Da die Wi cklungsstäbe 2 mit d.eii Isoliorhülscn 3 während der
vollständigen Ajiönärtung in die Nuten 1 des Ständerblechpaketes"
eingelegt waren, sind sie maßgerecht ausgehärtet, ohne daß
es gesonderter 5Pränk- und Härtoformon bedurft hätte» Die Stäbe
können dann ausgebaut werden, worauf das Standerblechpaket-
- teil erneut zum Herstellung maßgerecht ausgehärteter Wicklungsstäbe
der gleichen Wicklung verwendet v/erden kann. Ist schließ-" lieh auf die gleiche Weise eine hinreichende Anzahl von
Wicklungsstäben Hergestellt, so brauchen die letzten Stäbe nicht wieder ausgebaut zu v/erden, sondern können in dem Ständer-
-bleehpakett'eil verbleiben.
Da die Herstellung der für die gesamte Standerwicklung benötigten
Anzahl von Wicklungsstäben einen Wiederausbau der Stäbe 2 aus
den als Tränk- und Härtoform vorwendeten Ständorblechpaketteil
erfordert, empfiehlt eo sich, vor dem Einlegen der Stäbe 2 in
die Hut cn 1 ein Festbacken der Stäbe 2 in den Nuten 1 verhindernde
Folien, z.B. Bolyäthylenglykolterophthalatfolien, einzulegen.
Grogebenenfallc können die Wandungen der Nuten 1 bzw. die Außenseiten
der Isolierhülseh 3 mit einem in gleicher Weise verklebungshemmend
wirkenden Üaekübcrzug versehen werden. Durch das Einlegen
solcher Folien bzw. durch das Überziehen der Isoliorhülsen
mit einem solchen ""ack wird das Eindringen des Iiaprägnierharzeo
nicht verhindert, da das Tränkharz infolge der fakuumimpragniorung
von den Stirnseiten her in ausreichendem Maße in die Isolier- . hülsen 3 einströmen kann. -
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' Wie bereits erwähnt, enthalten die Glimmerbänder, aus denen
die Isolierhülcen 3 bestehen, Beschleuniger, auf welche die
Reaktionsdauer des als Tränkharz verwendeten Harz-Härter-Systems
abkürzen. Wird beispielsweise als Tränkharz in an sich bekannter Weise ein heißhärtendeo Gemisch aus ungesättigten
Polyesterharzen, reaktionsfähigen Monomeren und organischen Peroxyden verwendet, so v/erden dem Glimmerband die Polymerisation
reaktion abkürzende Verbindungen zugesetzt, die auf das verwendete organische Peroxyd abgestimmt sind. Für die genannten,
zur Polymerisationsreaktion fähigen Stoffsysteme kommen als die Heaktionsdauer abkürzende Verbindungen z.B. gemischt aliphatischaromatische
tertiäre Amine öder Sauerstoff übertragende Metallsalze in Frage. Beispiele von tertiären aliphatisch-aroraatischen
Aminen sind Dimethyl- p-toluidin oder Verbindungen, die diese
Gruppe mehrfach im Molekül enthalten, wie z.B. 4,4', 41'-Dime
thylarainotriphenylcarbinol. Ein Beispiel eines geeigneten
Iletallsalzes ist Kobaltstearat.
AIa.Tränkharz können aber auch Stoffsysteme verwendet werden,
die durch eine Polyadditionsreaktion aushärten. Beispiele hierfür sind Epoxyd-Harz-Härtergemische mit Säureanhydridhärtern.
Pur diese Harir-Härter-Gemische können als die Polyadditionsreaktion
beschleunigende Stoffe dem Glimmerband Verbindungen auf der Basis tertiärer Amine zugesetzt werden. Ist das Glimmerband
jedoch mit härterfreien Epoxydvorbindungon als Bindemittel
verklebt, so muß darauf geachtet werden, daß die als Beschleuniger verwendeten Verbindungen v/ohl die Polyadditionsreaktion
9 0 9 817/0-4^6-
■ PLA 9/810/4387 heißhärtonder Epoxydharzhärtorsysterao beschleunigen, nicht
hingegen die ionische Polymerisation von Epoxydverbindungen
anregen, damit eine für die Praxis hinreichende Lebensdauer der Glimmorbänder erzielt wird. In diesem Falle empfiehlt
sich, wie ebenfalle bereits vorgeschlagen, dem Glimmerband ala Beschleuniger di- oder polytertiäre, gemisch aliphatisch
aromatische Amine zuzusetzen, bei denen der Äminstickstoff unmittelbar an ein aromatisches System gebunden ist. Beispiele
geeigneter Verbindungen dieser Art sind 4,4*-Dimethy!aminodiphenylmethan,
4,4*-Dimcthylaminotriphenylmcthan, 4f4',4"-Dimethylaminotriphonylcarbinol
odor 4,4*-Dimethylaminobenzophenon.
V/erden bei der Verwendung von Epoxyd-Harz-Härter-Systemen ale
Tränkharz die Glimmerbänder mit Verbindungen verklebt, die
über Carboxylgruppen bzw. über Hydroxylgruppen oder auch über
Sulfhydrylgruppcn in das hoiöhärtonde Epoxydharz-Härter-Gemiech
einbaufähig sind, so können als Beschleuniger aber auch andere tertiäre Amine, wie beispielsweise Benzyldimethylamin, Triäthanolamin,
N-Methylraorpholin oder N- ß-Oxyäthylraorpholin zugocetst
werden, wie es ebenfalls bereits vorgeschlagen wurde.
Damit beim Eindringen des Tränkharzes in die Iaolierhttleen 3
die in den looliorhülsen befindliche, die Reaktionsdauer des
Tränkharzes abkürzenden Verbindungen nicht fortgeßpült werden,
empfiehlt es sich, darauf zu achten, daß diese Verbindungen in den eindringenden Stoffsystem schwer löslich sind, wie ee
ebenDillß bereits vorgeschlagen wurde und wie es bei den als
Beispiele genannten Verbindungen der Fall ist. Schwerlöslich
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bedeutet hierbei, daß der LosungsVorgang dieser Verbindungen
bzw. dec mit ihnen vermiochten Harzes in dem als Tränkharz
eindringenden reaktionsfähigen Stoffsystem wesentlich langer
als das lindringen den reaktionsfähigen Stoffsysternes in die-Isolierhülceii
3 dauert. Der Lösungsvorgang selbst dauert hingegen nur eine erheblich kürzere Zeitspanne als die Gelier- bzw.
Aushärtzeit des sich nach dem Eindringen deo Tränkharzes in der Isolierhülso befindlichen Stoffsystemes.
1 Figur
7 Ansprüche
- 10 -
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Claims (7)
- •U88663.in uιtd i'iün '.-Iien.) .υ;1,1!, iΛ .;o 06h. ο'?/00Λ j/ .i.iVerfahr on zum Imprägnieren und paßgerechten Auehärten der ein auehärtbaree Trünkhara enthaltenden Ioolierung von Wloklungeeleaenten der Ständorwioklung einer elektrischen Grοßmaeohine mit geteiltem Ständorblechpakot, bei dem die auf die Wicklungaelemente aufgewiokelte IeolierhUlse innerhalb einer Tränkvorrichtung Bit einem zu einer Vielzahl von ülränkzyklen verwendbaren Tränlcharz getränkt wird, worauf der in die leolierhUlae eingedrungene Anteil dee Tränkharzee in einer die äußeren AbaaQe der fertigen Xeolierung maßgerecht featle.-gendon Weise auegehärtet wird« dadurch gekennzeichnet* daß dl& mehrfach benutzbare Tränk- und Härteform, in welche die mit der aufgewlokelten leolierhUlee rereehenen Wioklungselemente eingelegt werden, unter Zuhilfenahme eines Teilea der Bleohsegmente de· Ständer« der elektrischen Maschine aufgebaut ist und jeweils gleichzeitig einen Teil der die gesamte StUnderwj.eklung bildenden Viokluagselement« aufnimmt und daß die Vicklungs- «leaente nach dem aaSgereohten Aushärten des in die Xaolierhlilee eingedrungenen Anteils· des Tränkharaes der Tränk- und Härteform wieder entnommen werden. 90981 7/U41b
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Tränk- und Härteform ein fertig montierter Teil des Ständerblechpaketes dient, der i-juteu und gegebenenfalls auch Wicklungsstützen aufweist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, da.durch gekennzeichnet, daß der mit, den zu imprägnierenden Wicklungselementen versehene Ständer-"blechpaketteil zur Imprägnierun»; vollständig in ein mit dem Tränkharz gefülltes Tränkbad eingetaucnt wird.909817/0416■Mt OBAD ORIGINALPLA 9/810/4387
- 4· Vorfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Wicklungselemente aufgewickelten Isolierhülsen die
Reaktionsdauer dos eindringenden Tränkharzes abkürzende Verbindungen enthalt. - 5«. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Wiederausbaues der Wicklungselemente vor dem Imprägnieren Formtrennmittel, wie beispielsweise verklebungshindernde Folien oder Lacküberzüge, zwischen die Hutwände der Tränk- und Härteform und die Wicklungselementc eingebracht v/erden.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzoichnet, daß zur T;rleichtcrung des V/iederausbaus der Wicklungselenente die Wickelkopfenden nicht ausgehärtet werden.
- 7. Vorfahren nach einem der Ansir üchc1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dir Isolierung der Wicklungsolemente innerhalbdeu TränkbadcG so weit ausgehärtet wird, daß eine Nachbehandlung, insbesondere cino liachhärtung, außerhalb des Tränkbades nicht mehr erfordorlich ist.80981 7/(H16
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