EP2404364A2 - Verfahren zur herstellung eines leiterstabs für den stator einer elektrischen maschine, insbesondere eines generators, sowie vorrichtung zur herstellung eines leiterstabs - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines leiterstabs für den stator einer elektrischen maschine, insbesondere eines generators, sowie vorrichtung zur herstellung eines leiterstabs

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Publication number
EP2404364A2
EP2404364A2 EP10711609A EP10711609A EP2404364A2 EP 2404364 A2 EP2404364 A2 EP 2404364A2 EP 10711609 A EP10711609 A EP 10711609A EP 10711609 A EP10711609 A EP 10711609A EP 2404364 A2 EP2404364 A2 EP 2404364A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conductor bar
conductor
insulation
bar
housing
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10711609A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hossein Safari Zadeh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Technology GmbH
Original Assignee
Alstom Technology AG
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 Alstom Technology AG filed Critical Alstom Technology AG
Publication of EP2404364A2 publication Critical patent/EP2404364A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/5313—Means to assemble electrical device

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a conductor bar for the stator of an electrical machine, in particular of a generator, according to the preamble of claim 1 and to a device for compressing the insulation of a conductor bar for a stator of an electric machine according to the preamble of claim 8.
  • the insulation of the conductor bars consists of a winding with a mica-containing insulating tape or a mica tape, which is impregnated with an impregnating fluid.
  • the impregnating fluid usually consists of a curable synthetic resin and serves on the one hand to fix the insulating winding and on the other hand to improve the insulation by preventing any possible absorption of moisture.
  • the insulating tape is impregnated with impregnating agent, for example in an impregnating trough. The impregnation process can be carried out in an autoclave in which an overpressure exists.
  • conductor bars which are produced by means of the methods described above, still have small cavities, which can lead to a short circuit and / or to an electrical discharge under high voltage of the Leitstabes.
  • the dimensions of the bars are not always uniform, which can lead to problems in positioning in the stator core.
  • the present invention has for its object to provide a method for producing a conductor bar for the stator of an electrical machine, in particular a generator, and a device for compressing the insulation of a conductor bar, which allow the production of a conductor bar with improved properties.
  • this problem is solved by a method for producing a conductor bar for the stator of an electrical machine, in particular a generator, having the features of claim 1 and a device for compressing the insulation of a conductor bar having the features of Claim 8 solved.
  • the conductor bar comprises a plurality of internal conductor conductors surrounded on the outside by insulation comprising a band wound around the conductor conductors, the band wound around the conductor conductors having a Impregnating fluid is impregnated according to the invention, the conductor bar after the impregnation of the tape and at least temporarily compressed during a curing phase.
  • the conductor bar is exposed to a hydrostatic pressure after the impregnation of the tape and at least temporarily during a curing phase for compression.
  • the pressure can be regulated precisely and applied evenly to the insulation.
  • a device which is designed such that at least temporarily during a curing phase of the impregnated
  • Bands at least an axial portion of the conductor bar can be compressed.
  • the device surrounds an axial portion of the conductor bar and forms a between the conductor bar and a Interior wall of the device space, wherein an inlet for filling the space is provided with a liquid under pressure.
  • Figure 1 shows the method steps according to a first preferred
  • FIG. 2 shows a device according to a first preferred embodiment of the invention
  • Figure 3 shows a device according to a second preferred
  • Figure 4 is an enlarged view of a part of the device in
  • FIG. 5 shows an end view of a device according to the second preferred embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a conductor bar with a device according to a third preferred embodiment of the invention
  • FIG. 7 is an enlarged view of the device in FIG. 6.
  • FIG. 1 (a-c) shows a conductor bar 1 for the stator of a generator.
  • the conductor bar 1 comprises a plurality of internal partial conductors 2.
  • the partial conductors 2 are surrounded on the outside by an insulation 3.
  • the insulation 3 of the conductor bar 1 consists of a winding with an insulating tape that may contain mica.
  • the insulation 3 is impregnated with an impregnating fluid.
  • the impregnating fluid may consist of a curable synthetic resin and serves on the one hand to fix the
  • FIG. 1 b shows a conductor bar 1 after curing and compression of the insulation 3.
  • the insulation hardly has any cavities, resulting in improved insulating properties and leads to improved thermal conductivity.
  • a conductor bar with the same cross-sectional area as in the prior art either a larger number of partial conductors 2 can be used or improved insulation can be achieved.
  • FIG. 2 shows a device for compressing the insulation 3 of the conductor bar 1 according to a first preferred embodiment of the invention.
  • the device is designed, at least temporarily during a Curing phase of the impregnated insulating tape to compress at least an axial portion of the conductor bar 1.
  • a hydrostatic pressure is preferably used.
  • a housing 4 surrounds an axial section of the conductor bar 1 and forms a space 20 located between the conductor bar 1 and an inner wall of the housing.
  • the housing 4 is formed by an upper part 7 and a lower part 8 which together form the conductor bar 1 enclose over its entire circumference, as can be seen from Figure 2.
  • the upper part 7 and the lower part 8 are sealed together.
  • the axial length of the device is preferably adapted to the axial length of a straight portion of the conductor bar 1.
  • the axial ends of the upper and lower parts 7, 8 are sealed by means of a seal (not shown) with the conductor bar 1.
  • An inlet 22 for filling the space 20 with a liquid under pressure is provided.
  • the hydrostatic pressure exerts a uniform and controllable pressure on the insulation.
  • the device 4 is designed to exert a pressure of at least 50 bar up to 350 bar, preferably of 300 bar, on the insulation 3.
  • the device is designed to exert an increased pressure at an elevated temperature.
  • FIGS. 3 to 5 show an apparatus for compressing the insulation 3 of the conductor bar 1 according to a second preferred embodiment of the invention.
  • the device is a pressing tool.
  • the device has a housing consisting of two parts 9, 10, which in the compressed state (see FIG. 5) encloses an axial section of the conductor bar 1 in a circumferential manner.
  • the two parts 9, 10 are C-shaped with comb-like shaped free ends 11, 12 are formed.
  • the free ends 11, 12 of the parts 9 and 10 are arranged offset from one another in such a way that each one free end 11 or 12 of one of the parts 9 or 10 engages in each case a gap of the other part 11 or 12 meshing.
  • the acting contact forces compress the insulation 3, as shown by the arrows 13 in Figures 4 and 5.
  • the two parts 9, 10 are pressed together under high pressure in order to uniformly compact the insulation 3 at least temporarily during the curing of the impregnating fluid.
  • the free ends 11, 12 of the C-shaped parts 9, 10 expediently have rounded or profiled surfaces 14, which allow the ends 11, 12 to slide over the insulation 3 and at the same time allow a compression of the insulation 3.
  • the axial length of the device 5 may be selected so that a bent portion of the conductor bar can be compacted with the device 5.
  • the device 5 can compress the insulation 3 of the conductor bar according to sections.
  • the two parts 9, 10 are pressed together by means of a suitable pressing tool.
  • FIGS. 6 and 7 show a device 6 for compressing the insulation 3 of a conductor bar 1 according to a third preferred embodiment of the invention.
  • the device 6 comprises a multi-part housing 18 surrounding the conductor bar 1 and having pressing surfaces 15 acting on the insulation 3 of the conductor bar 1.
  • the pressing surfaces 15 each enclose an axial portion of the conductor bar 1 circumferentially.
  • the pressing surfaces 15 of the device 6 are preferably configured in the axial direction 16 of the conductor bar 1 with a conical region.
  • a conductor bar input side of the device 6 has a larger cross section than a subsequent section of the pressing surfaces. This is intended to ensure a better sliding of the device 6 over the insulation 3 of the conductor bar 1.
  • the conical region may be formed at both ends of the device 6 in order to be able to guide the device 6 in both directions along the conductor bar 1.
  • the device 6 may be constructed from two housing shells 20 and 21. Each of these housing shells 20 and 21 is capable of applying a predetermined contact pressure to the conductor insulation 3 to be compressed and to carry out vibrations at an adjustable frequency.
  • the housing shells 20 and 21 are linked to a vibration generator 17. Their action can be carried out hydraulically, pneumatically or mechanically.
  • a mechanical vibration generator 17 is shown schematically, based on a rotating non-circular disc 23. Two levers 24 and 25 scan the surface of the disc 23 and convert their contour fluctuations in tilting movements, which on the
  • Housing shells 20 and 21 are transmitted. Depending on the contour and rotational speed of the disk 17, the housing shells 20, 21 are displaced in an up-and-down movement perpendicular to the contact surfaces 15.
  • Housing shells 20 and 21 always in opposite directions. The opposite occurrence of forces serves to stabilize the system and reduce imbalances.
  • the two housing shells 20, 21 define spacers 26 and 27. Their function is firstly to provide pressing surfaces 15 for the narrow sides of the conductor bar 1. At the same time they form a stop for the
  • Housing shells 20 and 21 serve the dimensional accuracy of the insulated conductor bar 1, 3rd
  • the spacers 26, 27 are outside of projections 28 of the housing shells 20, 21 partially included.
  • the common contact surfaces 29 have a slope between greater than 0 ° and less than 90 °, which is not self-locking. This will be on the
  • Housing shells 20 and 21 applied contact forces and vibrations transmitted to the spacers 26 and 27 and introduced via the pressing surfaces 15 in the narrow sides of the conductor bar 1.
  • the vibrator 17 leads to a vibration of the pressing surfaces 15, wherein the insulation 3 of the conductor bar 1 by the over the pressing surfaces 15th applied compressive forces and vibrations is compressed.
  • the energy introduced by the vibrations can also lead to heating of the insulation 3, which can trigger the curing phase of the insulating fluid.
  • Frequencies in the range of 5 Hz to 50 Hz have proven to be advantageous.
  • the pressing surfaces 15 of the contour and the dimension of the desired end profile of the insulated conductor bar 1 are adjusted.
  • it is provided to equip the cavity enclosed by the housing 20, 21, 26, 27 with interchangeable inserts 30, 31.
  • a plurality of inserts 30, 31 are provided, which is adapted in contour and dimension to the requirements of differently shaped conductor bars 1.
  • conductor bars 1 of different sizes can be treated with the same device 6, or a conductor bar 1 can be compressed in several successive compression operations, wherein the mold cavity of the device 6 between two compression operations by replacing the inserts 30, 31 can be adjusted accordingly.
  • the axial length of the device 6 may be selected so that a curved portion 19 of the conductor bar 1 can be treated with the device 6.
  • the device 6 is brought to the conductor bar 1.
  • the vibrator 17 is then turned on and the device 6 is moved along the conductor bar 1.
  • the conductor bar 1 can be fixed so that it is not movable.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterstabs (1) für den Stator eines Generators, welcher Leiterstab (1) eine Mehrzahl von innenliegenden Teilleitern (2) umfasst, die außen von einer Isolierung (3) umgeben sind, welche ein um die Teilleiter (2) herumgewickeltes Isolierband umfasst, wobei das um die Teilleiter herumwickelte Isolierband mit einem Imprägnierfluid imprägniert wird. Der Leiterstab (1) wird nach der Imprägnierung des Isolierbands und zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase verdichtet. Eine Vorrichtung (6, 7, 8) ist ebenfalls vorgesehen, die so ausgestaltet ist, zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase des imprägnierten Isolierbands zumindest einen axialen Abschnitt des Leiterstabs (1) zu verdichten.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Leiterstabs für den Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators, sowie
Vorrichtung zur Herstellung eines Leiterstabs
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterstabs für den Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Verdichtung der Isolierung eines Leiterstabs für einen Stator einer elektrischen Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Stand der Technik
Zur Verminderung der elektrischen Verluste sind die Statoren von Generatoren aus einer Vielzahl von untereinander isolierten Teilleitern, den sogenannten Röbelstäben, aufgebaut. Die Isolierung der Leiterstäbe besteht aus einer Umwicklung mit einem glimmerhaltigen Isolierband beziehungsweise aus einem Glimmerband, welches mit einem Imprägnierfluid getränkt ist. Das Imprägnierfluid besteht üblicherweise aus einem aushärtbaren Kunstharz und dient einerseits der Fixierung der Isolierwicklung sowie andererseits einer Verbesserung der Isolierung, indem eine mögliche Feuchtigkeitsaufnahme hierdurch verhindert wird. Das Isolierband wird mit Imprägniermittel imprägniert, beispielsweise in einer Imprägnierwanne. Das Imprägnierverfahren kann in einem Autoklaven erfolgen, in dem ein Überdruck besteht. Sobald sichergestellt ist, dass alle Hohlräume in der Isolationsumwicklung von dem Imprägnierfluid ausgefüllt sind, wird wieder Umgebungsdruck im Autoklaven eingestellt, und das überschüssige Imprägnierfluid in einen Vorratsbehälter zurückgefüllt. Die imprägnierte Umwicklung des Leiterstabs wird anschließend unter Umgebungsdruck ausgehärtet.
Es hat sich aber gezeigt, dass Leiterstäbe, die mittels der oben beschriebenen Verfahren hergestellt sind, immer noch kleine Hohlräume aufweisen, die unter hoher Spannung des Leitstabes zu einem Kurzschluss und/oder zu einer elektrischen Entladung führen können. Außerdem sind die Abmessungen der Stäbe nicht immer gleichmäßig, was zu Problemen bei der Positionierung im Statorkern führen kann.
Darstellung der Erfindung
Hier setzt die Erfindung an. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterstabs für den Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators, sowie eine Vorrichtung zur Verdichtung der Isolierung eines Leiterstabes bereitzustellen, die die Erzeugung eines Leiterstabs mit verbesserten Eigenschaften ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterstabes für den Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Verdichtung der Isolierung eines Leiterstabes mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
In einem Verfahren zur Herstellung eines Leiterstabs für den Stator einer elektrischen Maschine, welcher Leiterstab eine Mehrzahl von innen liegenden Teilleitern umfasst, die außen von einer Isolierung umgeben sind, welche ein um die Teilleiter herumgewickeltes Band umfasst, wobei das um die Teilleiter herumwickelte Band mit einem Imprägnierfluid imprägniert wird, wird erfindungsgemäss der Leiterstab nach der Imprägnierung des Bands und zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase verdichtet.
Es hat sich erwiesen, dass eine Verdichtung des imprägnierten Bands während einer Aushärtungsphase des Imprägnierfluids zu einer geringeren Anzahl von Hohlräumen in der ausgehärteten Isolierung führt, was verbesserte Isoliereigenschaften und eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit ergibt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird der Leiterstab nach der Imprägnierung des Bands und zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase zur Verdichtung einem hydrostatischen Druck ausgesetzt. Dabei kann der Druck präzise geregelt werden und gleichmäßig auf die Isolierung ausgeübt werden.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung vorgesehen, die so ausgestaltet ist, dass zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase des imprägnierten
Bands zumindest ein axialer Abschnitt des Leiterstabs verdichtet werden kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung umgibt die Vorrichtung einen axialen Abschnitt des Leiterstabes und bildet einen zwischen dem Leiterstab und einer Innenwand der Vorrichtung befindlichen Raum, wobei ein Einlass zur Füllung des Raums mit einer Flüssigkeit unter Druck vorgesehen ist.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Es zeigen jeweils schematisch
Figur 1 die Verfahrensschritte gemäß einer ersten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung,
Figur 2 eine Vorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 3 eine Vorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung,
Figur 4 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Vorrichtung in
Figur 3,
Figur 5 eine stirnseitige Ansicht einer Vorrichtung gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, Figur 6 einen Leiterstab mit einer Vorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
Figur 7 eine vergrößerte Darstellung der Vorrichtung in Figur 6.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In Figur 1 (a-c) wird ein Leiterstab 1 für den Stator eines Generators dargestellt. Der Leiterstab 1 umfasst eine Mehrzahl von innenliegenden Teilleitern 2. Die Teilleiter 2 sind außen von einer Isolierung 3 umgeben. Die Isolierung 3 des Leiterstabs 1 besteht aus einer Umwicklung mit einem Isolierband, das Glimmer enthalten kann. In einem ersten Verfahrenschritt (Fig. 1a) wird die Isolierung 3 mit einem Imprägnierfluid getränkt. Das Imprägnierfluid kann aus einem aushärtbaren Kunstharz bestehen und dient einerseits der Fixierung der
Isolierwicklung sowie andererseits einer Verbesserung der Isolierung, indem eine mögliche Feuchtigkeitsaufnahme hierdurch verhindert wird. In einem zweiten Verfahrensschritt (Fig. 1 b) nach der Imprägnierung der Isolierung 3 mit dem Imprägnierfluid wird der Leiterstab 1 zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase verdichtet. Figur 1c zeigt einen Leiterstab 1 nach der Aushärtung und Verdichtung der Isolierung 3. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren weist die Isolierung kaum noch Hohlräume auf, was verbesserte Isoliereigenschaften ergibt und zu einer verbesserten Wärmeleitfähigkeit führt. Für einen Leiterstab mit gleicher Querschnittsfläche wie im Stand der Technik können entweder eine größere Anzahl von Teilleitern 2 verwendet werden oder eine verbesserte Isolierung erreicht werden.
In Figur 2 ist eine Vorrichtung zur Verdichtung der Isolierung 3 des Leiterstabes 1 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung ist so ausgestaltet, zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase des imprägnierten Isolierbands zumindest einen axialen Abschnitt des Leiterstabes 1 zu verdichten. Zur Verdichtung wird vorzugsweise ein hydrostatischer Druck eingesetzt. In der Ausführungsform in Figur 2 umgibt ein Gehäuse 4 einen axialen Abschnitt des Leiterstabes 1 und bildet einen zwischen dem Leiterstab 1 und einer Innenwand des Gehäuses befindlichen Raum 20. Das Gehäuse 4 ist durch ein Oberteil 7 und ein Unterteil 8 gebildet, die zusammen den Leiterstab 1 über dessen gesamten Umfang umschliessen, wie aus der Figur 2 ersichtlich ist. Das Oberteil 7 und das Unterteil 8 werden dicht miteinander verbunden. Die axiale Länge der Vorrichtung ist vorzugweise an die axiale Länge eines geraden Abschnitts des Leiterstabes 1 angepasst. Die axialen Enden der Ober- und Unterteile 7, 8 werden mittels einer Dichtung (nicht dargestellt) mit dem Leiterstab 1 abgedichtet. Ein Einlass 22 zur Füllung des Raums 20 mit einer Flüssigkeit unter Druck ist vorgesehen. Dabei ist der Einsatz einer hoch- viskosen Flüssigkeit, wie z.B. Öl oder Asphalt (Isotenax), bevorzugt. Der hydrostatische Druck übt einen gleichmäßigen und regelbaren Druck auf die Isolierung aus. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung 4 so ausgestaltet, einen Druck von mindestens 50 bar bis zu 350 bar, vorzugsweise von 300 bar, auf die Isolierung 3 auszuüben. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung so ausgestaltet, einen erhöhten Druck bei einer erhöhten Temperatur auszuüben.
In den Figuren 3 bis 5 ist eine Vorrichtung zur Verdichtung der Isolierung 3 des Leiterstabs 1 gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung ist ein Presswerkzeug.
Die Vorrichtung weist ein aus zwei Teilen 9, 10 bestehendes Gehäuse auf, das im zusammengepressten Zustand (siehe Figur 5) einen axialen Abschnitt des Leiterstabs 1 umfangsweise umschliesst. Die zwei Teile 9, 10 sind C-förmig mit kammartig ausgeformten freien Enden 11 , 12 ausgebildet. Die freien Enden 11 , 12 der Teile 9 und 10 sind derart gegeneinander versetzt angeordnet, dass jeweils ein freies Ende 11 oder 12 eines der Teile 9 oder 10 in jeweils eine Lücke des anderen Teils 11 oder 12 kämmend eingreift. Die wirkenden Anpresskräfte verdichten die Isolierung 3, wie mit den Pfeilen 13 in den Figuren 4 und 5 dargestellt ist. Die zwei Teile 9, 10 werden mit hohem Druck zusammengepresst, um die Isolierung 3 zumindest zeitweise während der Aushärtung des Imprägnierfluids gleichmäßig zu verdichten. Die freien Enden 11 , 12 der C-förmigen Teile 9, 10 weisen zweckmäßig abgerundete oder profilierte Flächen 14 auf, welche die Enden 11 , 12 über die Isolierung 3 gleiten lassen und gleichzeitig eine Verdichtung der Isolierung 3 ermöglichen. Die axiale Länge der Vorrichtung 5 kann so ausgewählt sein, dass auch ein gebogener Bereich des Leiterstabs mit der Vorrichtung 5 verdichtet werden kann. Die Vorrichtung 5 kann die Isolierung 3 des Leiterstabs entsprechend abschnittsweise verdichten. Die beiden Teile 9, 10 werden mittels eines geeigneten Presswerkzeugs zusammengepresst.
In den Figuren 6 und 7 ist eine Vorrichtung 6 zur Verdichtung der Isolierung 3 eines Leiterstabes 1 gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Vorrichtung 6 umfasst ein den Leiterstab 1 umgebendes mehrteiliges Gehäuse 18, das auf die Isolierung 3 des Leiterstabes 1 einwirkende Pressflächen 15 aufweist. Die Pressflächen 15 umschliessen jeweils einen axialen Abschnitt des Leiterstabes 1 umfangsweise. Die Pressflächen 15 der Vorrichtung 6 sind in axialer Richtung 16 des Leiterstabes 1 vorzugsweise mit einem konischen Bereich ausgestaltet. Dabei besitzt eine Leiterstab-Eingangsseite der Vorrichtung 6 einen grosseren Querschnitt als ein dahinter folgender Abschnitt der Pressflächen. Damit soll ein besseres Aufgleiten der Vorrichtung 6 über die Isolierung 3 des Leiterstabs 1 gewährleistet werden. Der konische Bereich kann beiden Endes der Vorrichtung 6 ausgebildet sein, um die Vorrichtung 6 in beide Richtungen längs des Leiterstabs 1 führen zu können. Die Vorrichtung 6 kann aus zwei Gehäuseschalen 20 und 21 aufgebaut sein. Jede dieser Gehäuseschalen 20 und 21 ist in der Lage, einen vorbestimmten Anpressdruck auf die zu verdichtende Leiterisolation 3 aufzubringen und mit einer einstellbaren Frequenz Schwingungen auszuführen. Zu diesem Zweck sind die Gehäuseschalen 20 und 21 mit einem Schwingungserzeuger 17 verknüpft. Deren Beaufschlagung kann dabei hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch erfolgen. In Figur 7 ist ein mechanischer Schwingungserzeuger 17 schematisch wiedergegeben, basierend auf einer rotierenden unrunden Scheibe 23. Zwei Hebel 24 und 25 tasten die Oberfläche der Scheibe 23 ab und setzen deren Konturschwankungen in Kippbewegungen um, welche auf die
Gehäuseschalen 20 und 21 übertragen werden. In Abhängigkeit von Kontur und Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe 17 werden die Gehäuseschalen 20, 21 in eine Auf-und-Ab-Bewegung senkrecht zu den Anpressflächen 15 versetzt. Durch eine symmetrische Ausbildung der Scheibe 17 und eine symmetrische Anordnung der Hebel 24 und 25 erfolgt die Beaufschlagung der
Gehäuseschalen 20 und 21 stets gegenläufig. Das gegenläufige Auftreten von Kräften dient der Stabilisierung des Systems und vermindert Unwuchten. Die beiden Gehäuseschalen 20, 21 begrenzen Distanzstücke 26 und 27. Deren Funktion besteht zum einen darin, Pressflächen 15 für die schmalen Seiten des Leiterstabs 1 bereitzustellen. Gleichzeitig bilden sie einen Anschlag für die
Gehäuseschalen 20 und 21 und dienen damit der Masshaltigkeit des isolierten Leiterstabs 1 ,3. Wie ersichtlich, werden die Distanzstücke 26, 27 aussen von Vorsprüngen 28 der Gehäuseschalen 20, 21 teilweise umfasst. Die gemeinsamen Kontaktflächen 29 besitzen eine Neigung zwischen grösser 0° und kleiner 90°, die nicht selbsthemmend ist. Damit werden die auf die
Gehäuseschalen 20 und 21 aufgebrachten Anpresskräfte und Schwingungen auf die Distanzstücke 26 und 27 übertragen und über deren Pressflächen 15 in die schmalen Seiten des Leiterstabs 1 eingeleitet. Der Schwingungserzeuger 17 führt zu einer Schwingung der Pressflächen 15, wobei die Isolierung 3 des Leiterstabs 1 durch die über die Pressflächen 15 aufgebrachten Anpresskräfte und Schwingungen verdichtet wird. Die durch die Schwingungen eingebrachte Energie kann außerdem zu einer Erwärmung der Isolierung 3 führen, was die Aushärtungsphase des Isolierfluids auslösen kann. Frequenzen im Bereich von 5 Hz bis 50 Hz haben sich als vorteilhaft erwiesen.
Abgesehen von einem oder zwei konisch gestalteten Endabschnitten der Vorrichtung 6 sind die Pressflächen 15 der Kontur und der Dimension des gewünschten Endprofils des isolierten Leiterstabs 1 angepasst. Nach einer ergänzenden Ausführungsart ist vorgesehen, den von dem Gehäuse 20, 21 , 26, 27) umschlossenen Hohlraum mit austauschbaren Einsätzen 30, 31 zu bestücken. Passend für das Gehäuse (20, 21 , 26, 27) kann eine Mehrzahl von Einsätzen 30, 31 vorgehalten werden, die in Kontur und Dimension den Erfordernissen unterschiedlich gestalteter Leiterstäbe 1 angepasst ist. Damit können Leiterstäbe 1 verschiedener Größe mit derselben Vorrichtung 6 behandelt werden, oder ein Leiterstab 1 kann in mehreren aufeinander folgenden Verdichtungsvorgängen verdichtet werden, wobei der Formenhohlraum der Vorrichtung 6 zwischen zwei Verdichtungsvorgängen durch Austausch der Einsätze 30, 31 entsprechend angepasst werden kann. Die axiale Länge der Vorrichtung 6 kann so ausgewählt sein, dass auch ein gebogener Bereich 19 des Leiterstabs 1 mit der Vorrichtung 6 behandelt werden kann.
Zur Verdichtung der Isolierung 3 eines Leiterstabs 1 wird die Vorrichtung 6 auf den Leiterstab 1 gebracht. Der Schwingungserzeuger 17 wird anschließend eingeschaltet und die Vorrichtung 6 wird entlang des Leiterstabs 1 bewegt. Dabei kann der Leiterstab 1 fixiert werden, so dass er nicht beweglich ist.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Insbesondere im Hinblick auf einige bevorzugte Ausführungsbeispiele entnimmt ihr der Fachmann, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in Gestalt und Einzelheiten gemacht werden können, ohne von dem Gedanken und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung nicht einschränkend sein. Stattdessen soll die Offenbarung der vorliegenden Erfindung den Umfang der Erfindung veranschaulichen, der in den nachfolgenden Ansprüchen dargelegt ist.
Bezugszeichenliste
1 Leiterstab
2 Teilleiter
3 Isolierung
4 Gehäuse
5 Gehäuse
6 Vorrichtung
7 Oberteil
8 Unterteil
9 Teil von Gehäuse 5
10 Teil von Gehäuse 5
11 Freie Enden
12 Freie Enden
13 Pfeil
14 Abgerundete oder profilierte Flächen
15 Pressfläche
16 Axiale Richtung
17 Schwingungserzeuger
18
19 Geboαener Bereich des Leiterstabs Gehäuseschale
Gehäuseschale
Fluidzuführung rotierende Scheibe
Hebelarm
Hebelarm
Distanzstück
Distanzstück
Vorsprünge an 20 und 21
Kontaktfläche
Einsätze
Einsätze

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Leiterstabes (1) für den Stator einer elektrischen Maschine, vorzugsweise eines Generators, welcher Leiterstab (1) eine Mehrzahl von innenliegenden Teilleitern (2) umfasst, die außen von einer Isolierung (3) umgeben sind, welche ein um die Teilleiter (2) herumgewickeltes Isolierband umfasst, wobei das um die Teilleiter (2) herumwickelte Isolierband mit einem Imprägnierfluid imprägniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterstab (1) nach der Imprägnierung des Isolierbands (3) und zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterstab (1 ) während der Verdichtung mit oszillierenden Anpresskräften beaufschlagt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterstab (1) nach der Imprägnierung des Isolierbands und zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase einem hydrostatischen Druck ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrostatische Druck mittels einer viskosen Flüssigkeit aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterstab (1) nach der Imprägnierung des Isolierbands und zumindest zeitweise während einer Aushärtungsphase bei erhöhter Temperatur einem erhöhten Druck ausgesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Druck mindestens 50 bar beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erhöhte Druck höchstens 350 bar beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiterstab (1) in aufeinanderfolgenden Schritten entlang seiner axialen Länge abschnittsweise oszillierenden Anpresskräften ausgesetzt wird.
9. Vorrichtung zur Verdichtung der Isolierung (3) eines Leiterstabs (1 ) für den Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Generators, welcher
Leiterstab (1) eine Mehrzahl von innenliegenden Teilleitern (2) umfasst, die außen von einer Isolierung (3) umgeben sind, welche ein um die Teilleiter (2) herumgewickeltes und mit einem Imprägnierfluid imprägniertes Isolierband umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass sie den Leiterstab (1) zumindest in einem axialen Abschnitt vollumfänglich umfasst und Mittel zur Aufbringung oszillierender Anpresskräfte auf den Leiterstab (1) aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Mittel zur Aufbringung eines hydrostatischen Drucks auf den Leiterstab (1) aufweist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (4) einen axialen Abschnitt des Leiterstabs (1) umgibt und einen zwischen dem Leiterstab (1) und einer Innenwand des Gehäuses befindlichen Raum (20) bildet, wobei ein Einlass (21) zur Füllung des Raums (20) mit einer Flüssigkeit unter Druck vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) aus wenigstens einem Oberteil (7) und wenigstens einem Unterteil (8) besteht, die zusammen den Leiterstab (1) umgeben, wobei die axialen Enden des wenigstens einen Oberteils (7) und des wenigstens einen Unterteils ( 8) mittels einer Dichtung den Leiterstab (1) dichtend umschliessen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (5) aus zwei beweglich zueinander angeordneten Teilen (9, 10) besteht, jedes der Teile (9, 10) kammartig angeordnete, im geschlossenen Zustand ineinandergreifende, freie Enden (11, 12) besitzt, das im geschlossenen Zustand einen axialen Abschnitt des Leiterstabs (1) umfangsweise umgibt.
14. Vorrichtung (6) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Teile (9, 10) C-förmig ausgebildet sind, dergestalt, dass zumindest im geschlossenen Zustand die freien Enden (11 ) des einen der C- förmigen Teile (9) in die freien Enden (12) des anderen der C-förmigen Teile (10) kammartig eingreifen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens aufweist,
- wenigstens zwei voneinander beabstandete Gehäuseschalen (20, 21 ), - wenigstens zwei Distanzstücke (26, 27) zwischen den Gehäuseschalen
(20,21),
- wobei die Gehäuseschalen (20, 21) und die Distanzstücke (26, 27) einen Hohlraum für einen axialen Abschnitt des Leiterstabs (1) umschliessen,
- einen Schwingungserzeuger (17), der auf die wenigstens zwei Gehäuseschalen (20, 21) einwirkt,
- Pressflächen (15), mittels derer die Gehäuseschalen (20, 21) und die Distanzstücke (26, 27) auf die Isolation des umschlossenen Leiterstabes (1) einwirken.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseschalen (20, 21) Vorsprünge (28) aufweisen, welche die Distanzstücke (26) übergreifen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (29) zwischen den Vorsprüngen (28) und den
Distanzstücken (26) geneigt verlaufen, dergestalt, dass sich die Vorsprünge
(28) zu ihren Enden hin verjüngen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in die Gehäuseschalen (20, 21 ) und die Distanzstücke (26, 27) austauschbare Einsätze (30, 31 ) einsetzbar sind.
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