CH359478A - Verfahren zur Isolation von Wicklungen elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Isolation    von     Wicklungen        elektrischer    Maschinen    Die Erfindung bezieht sich auf     ein    Verfahren zur  Isolation von Wicklungen elektrischer Maschinen mit  durchgehendem Band, aber verschiedener Imprägnie  rung von     Nutenteil    und     Wicklungskopfteil.     



  Zum Isolieren der Wicklungen elektrischer Ma  schinen stehen zwei verschiedene Verfahren zur Ver  fügung:  1. Das     Mikafolium-Verfahren,    gekennzeichnet  durch mechanisch und elektrisch hochwertige Nuten  isolationen (Umpressungen aus     Mika-Träger-Kombi-          nationen    mit Bindemitteln aus Schellack, Asphalt  oder verschiedenen Kunstharzen) und     Wicklungs-          kopfisolationen    aus Isolierbändern, die entweder mit  geeigneten Mitteln imprägniert oder durch Wahl be  sonderer Isolierbänder und Wickelverfahren auch  ohne Vakuumimprägnierung hergestellt werden kön  nen.

   Die Isolationen für den     Nutenteil    und für die  Wicklungsköpfe werden in besonderen Arbeitsgän  gen angebracht, wobei besonders für Hochspannungs  wicklungen üblicherweise zuerst die Kopfisolation  und anschliessend die     Nutenisolation    hergestellt wird.  



  2. Eine Isolation, bestehend aus durchgehender       Umbändelung    des Nuten- und     Wicklungskopfteiles     mit     Isolierbändern,    die anschliessend mit einem oder  verschiedenen     Imprägniermitteln    imprägniert werden  können. Als Imprägniermittel sind Asphalte und ver  schiedene Kombinationen von Kunstharzen bekannt,  die sich hauptsächlich in ihren Eigenschaften bezüg  lich des Imprägniervermögens, der mechanischen Wi  derstandskraft, des     dielektrischen    Verhaltens, der  Wärmebeständigkeit usw. unterscheiden.

   Es ist üb  lich,     Nutenteil    und Wicklungsköpfe im     gleichen    Ar  beitsgang mit Isolierbändern zu bewickeln und an  schliessend ein- oder mehrmals unter Vakuum zu im  prägnieren.  



  Der Vorteil des     zweiten    Verfahrens gegenüber  dem ersten besteht darin, dass zwischen Nutenisola-         tion    und Isolation der Wicklungsköpfe keine Trenn  stellen vorhanden sind, so dass die Wicklungsaus  ladungen kleiner     gewählt    werden     können    als beim     Mi-          kafolium-Verfahren.    Anderseits muss als     Vorteil    des       Mikafolium-Verfahrens    hervorgehoben werden,

   dass       girre    zweckmässige Anpassung der Isolationen an die  mechanischen und elektrischen     Erfordernisse    des Nu  tenteiles und der Wicklungsköpfe leicht     realisiert    wer  den kann. Die üblicherweise harte     Nutenisolation     hält den mechanischen Beanspruchungen durch       Wärmedilatationen    und     Kurzschlussströme    gut stand,       während    die meisten etwas flexibler gewählten Iso  lationen der Wicklungsköpfe den Ein- und Ausbau  der Wicklungen erleichtern,

   eine gute Ausnützung  des     Nutenvolumens    auch bei Spreizwicklungen gestat  ten und die     Wärmedilatationen    der Wicklungen nicht       behindern.     



  Schon seit einiger Zeit sind Bestrebungen im  Gange, den Vorteil verschiedener Isolationsqualitäten  in Nut und Wicklungsköpfen auch auf durchgehende  Isolierverfahren zu übertragen. So wurde versucht,  die Vorteile von     Mikafolium-    und     durchgehendem          Bandisolations-Verfahren    durch     eigentliche     Misch  isolationen  zu vereinigen; es wurde auch darnach  getrachtet, durch die Wahl verschiedener Isolierband  qualitäten oder Imprägnierharze für Nuten- und  Wicklungskopfteil dieses Ziel zu erreichen.

   Leider  erfordern die meisten dieser Verfahren einen wesent  lichen     farbikatorischen    Mehraufwand, sei es durch  relativ grosse Imprägnierbäder und entsprechend ho  hen Harzverschleiss sowie teure     Vakuumanlagen,    sei  es durch     zusätzliche        Pressformen    und     Einrichtungen     zum Verfestigen der Isolationen.  



  Um ein Verfahren zu schaffen, das die Mängel  des Bekannten nicht aufweist, wird     erfindungsgemäss     die Bandisolation des     Nutenteiles    bei der     Imprägnie-          rung    an beiden Enden durch mechanische Pressdich-           tungen    und ein geeignetes Dichtungsmittel abgedich  tet.

   Dadurch wird eine Isolation der Wicklungen, ins  besondere der Stabwicklungen elektrischer Maschinen  erreicht, welche qualitativ den durchgehend isolierten  Wicklungen     ebenbürtig    ist und mit einem Minimum  an     fabrikatorischen        Hilfsmitteln    die     Verwendung    ver  schiedenartiger Isolationen und Imprägniermittel für  den     Nutenteil    und die Wicklungsköpfe gestattet.

   Die  separate Imprägnierung des     Nutenteiles        ermöglicht     die     Verwendung    von mechanisch, thermisch oder  elektrisch hochwertigsten     Isoliermitteln,        während    für  die Wicklungsköpfe elastische Isolationen guter me  chanischer Festigkeit genügen, .deren Qualität be  züglich thermischer und mechanischer Widerstands  fähigkeit im     Interesse    genügender Flexibilität kleiner  gewählt werden kann.  



  Weiterhin ist es vorteilhaft, eine mechanische       Pressdichtung    auf die     Umbändelung,    eine andere me  chanische     Pressdichtung    auf das blanke oder mit einer       Teilleiterisolation    versehene Kupfer des Wicklungs  stabes zu legen, wobei das Dichtungsmittel zwischen  den beiden mechanischen     Pressdichtungen    angeordnet  ist.  



  Ferner ist es zweckmässig, dass beim Umbändeln  des     Nutenteiles    abwechslungsweise     eine    Lage nach  links fortschreitend, die nächste Lage nach rechts       ,fortschreitend    gewickelt wird, derart, dass mit jeder  Lage unter der mechanischen     Pressdichtung    begonnen       wird,    die auf die     Umbändelung    wirkt, während das  Ende jeder Lage     zwischen    der inneren Dichtung und  der äusseren Dichtung liegt.  



  In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel  des Verfahrens erläutert.  



  Die     Umbändelung        erfolgt    vorerst nur im Nuten  teil, während die Bandisolation erst in einem späteren  Zeitpunkt auf die Wicklungsköpfe ausgedehnt wird.  Da die Qualität der     imprägnierten    Bandisolation in  erster Linie von den Eigenschaften der     verwendeten     Imprägniermittel abhängt, werden verschiedene Harze  für     Nutenteil    und     Wicklungskopfisolation    verwendet,  in ähnlicher Weise wie im     Mikafolium-Verfahren,    wo  für     Nutenteil    und Wicklungsköpfe verschiedene Bin  demittel mit Erfolg seit langem verwendet werden.

    Entsprechend den hohen     Anforderungen    an das Im  prägniermittel der     Nutenisolation    und dem damit zu  sammenhängenden hohen Preis dieser Imprägnier  harze wird versucht, mit     möglichst    kleinem Harz  überschuss zu arbeiten. Um dies zu erreichen, werden  in Abweichung von den üblichen     Herstellungsverfah-          ren    gerade     Wicklungsstäbe    verwendet, deren Wick  lungskopfteile noch nicht geformt sind. Diese geraden  Stäbe werden vorerst über die Länge L     (Fig.    1), das  heisst über die Länge der Nuten sowie einer beidseiti  gen kleinen Zugabe, mit einem gut imprägnierbaren       Isolierband    bewickelt.

   Wie in     Fig.    1 durch     S    an  gedeutet,     wird    dabei so verfahren, dass jede Bandlage  in entgegengesetzter Richtung zur vorhergehenden  aufgewickelt sind. Da die     Wicklungsstäbe    gerade sind,  wird das     Umbändeln    gemäss     Fig.    1 mit Vorteil ma  schinell durchgeführt.    Die im     Nutenteil    mit Band isolierten Stäbe wer  den gemäss     Fig.    2', die einer Seitenansicht von     Fig.    2  entspricht, in dünne, U-förmige Blechkanäle gelegt,  die mit einem Antiklebemittel (z. B.     Silikonfett)    ver  sehen sind.

   Für den Imprägniervorgang werden meh  rere Stäbe, zusammen mit ihren     U-Kanälen    in einer  einfachen     Pressform    vereinigt, die gestattet, an beiden  Enden des isolierten Teiles durch     Pressdruck    die  Wicklungsstäbe axial abzudichten (Teil A in     Fig.    2).  Als Dichtungsmaterial können     Isolierbänder,    Gummi  bänder oder geeignete selbstklebende Bänder verwen  det werden.  



  Es hat sich gezeigt, dass zur einwandfreien Im  prägnierung der     Nutenisolation    noch eine weitere  Dichtung erforderlich ist. Diese Dichtung wird ge  mäss     Fig.2,    Teil B, unmittelbar auf dem blanken  oder mit einer dünnen     Teilleiterisolation    versehenen  Wicklungskupfer angebracht und hat den Zweck, an  beiden     Stabenden    einen zusätzlichen Dichtungsraum       (Fig.    2, Teil D) zu schaffen.  



  Die     Pressform    mit den eingelegten Wicklungsstä  ben wird in einem Vakuumkessel, der infolge der       ,günstigen    Abmessungen der Imprägnier- und     Press-          form    relativ klein sein kann, evakuiert, und anschlie  ssend werden die beiden Dichtungsräume unter Va  kuum mit einem niederviskosen Dichtungsmittel ge  füllt. Das Dichtungsmittel wird so gewählt, dass es so  wohl mit dem Imprägnierharz der     Nutenisolation    als  auch mit demjenigen der     Wicklungskopfisolation    ver  träglich ist.  



  Der     Nutenteil    wird hierauf unter Vakuum mit  hochwertigem Imprägnierharz, beispielsweise mit  einem unter dem Namen     Emorlit    bekannten Harz  gefüllt, wobei nur sehr kleine     überschuss-Harzmengen     notwendig sind. Damit wird der     Nutenteil    mit dem       härtbaren    Bindemittel     imprägniert,    während die Bän  der an beiden Enden der     Umbändelung    mit     nicht-          härtbarer    Dichtungsflüssigkeit getränkt sind.

   Im Be  reich der Dichtungsstelle A bildet sich ein Gemisch  zwischen Imprägnierharz und Dichtungsmittel, dessen  Zusammensetzung wesentlich durch die     Viskositäts-          ziffern    bestimmt wird. Wählt man als Dichtungsmittel  eine Flüssigkeit kleiner     Dielektrizitätskonstante    (z. B.       Styrol),    dann     führt    die Mischung zu einer Isolations  kombination im Bereiche des     Nutenausganges,    deren       Dielektrizitätskonstante    ebenfalls klein ist, was sich  bezüglich Gleitentladungen am Ende der Nuten  isolation günstig auswirkt.  



  Die     Dichtungsflüssigkeit    hat die Aufgabe, nach  der     Aufhebung    des Vakuums das axiale Eindringen  von Luft oder eines eventuellen     Pressgases    (beim  Nachpressen mit einem neutralen Gas) an beiden En  den der     Nutenisolation    zu verhindern. Damit ist es       möglich,    eine praktisch     hohlraumfreie        Nutenisolation     mit ausgezeichneten     dielektrischen    Eigenschaften zu  erhalten, obwohl     Nutenteil    und Wicklungskopf nicht  gleichzeitig imprägniert werden.  



  Nach der     Aufhebung    des Vakuums wird die     Press-          form    auf Nennmass der     Nutenisolation    geschlossen,  die     Dichtungsflüssigkeit    durch     Öffnen    der Dichtungen      B     (Fig.    2)     entfernt    und die     Nutenisolation    z. B. durch       Heissluftumwälzung   <I>(H, U</I> in     Fig.3)    ausgehärtet.

    Während der Verfestigung verdampfen die Reste der       Dichtungsflüssigkeit,    so dass nach dem Ausbau der  im     Nutenteil    isolierten Stäbe das Isolierband beid  seitig bis in den Bereich der Dichtungsstelle A     (Fig.    2)       wieder    abgewickelt werden kann.  



  Als weitere Operationen folgen nun:  a) das Formen der Wicklungsköpfe     (Fig.    4),  b) das Isolieren der Wicklungsköpfe, wobei die  nicht verfestigten Teile des     Nutenisolierbandes    konti  nuierlich in die     Umbändelung    der Wicklungsköpfe  einbezogen werden. Für die Kopfisolation kann eines  der bekannten     Isolierverfahren    verwendet werden:       Mikabänder    mit     Kompoundierung,    Isolierbänder, die  mit flexiblen Kunstharzen nass gewickelt oder durch  einen besonderen Imprägniervorgang mit solchen  Harzen getränkt und verfestigt werden.

   Es ist also  ohne weiteres     möglich,    für die     Wicklungskopfisolation     ein anderes zweckmässiges und vor allem auch preis  lich günstigeres Verfahren zu wählen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Isolation von Wicklungen elektri scher Maschinen mit durchgehendem Band, aber verschiedener Imprägnierung von Nutenteil und Wicklungskopfteil, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandisolation des Nutenteiles bei der Imprägnierung an beiden Enden durch mechanische Pressdichtungen und ein Dichtungsmittel abgedichtet wird. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine mechanische Pressdichtung auf die Umbändelung und eine weitere mechanische Pressdichtung auf das blanke Kupfer des Wicklungs stabes aufgebracht wird, wobei das Dichtungsmittel zwischen den beiden mechanischen Pressdichtungen _ angeordnet wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die zweite mechanische Pressdich- tung auf das mit der Teilleiterisolation versehene Kupfer des Wicklungsstabes aufgebracht wird. 3.

   Verfahren nach Patentansprach und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Um- bändeln des Nutenteiles abwechslungsweise eine Lage nach links fortschreitend, die nächste Lage nach rechts fortschreitend gewickelt wird, derart, dass mit jeder Lage unter der mechanischen Pressdichtung be gonnen wird, die auf die Umbändelung wirkt, wäh rend das Ende jeder Lage zwischen der inneren Dich tung und der äusseren Dichtung liegt. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Dich tungsmittel eine Flüssigkeit kleiner Dielektrizitätskon- stante verwendet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zunächst gerade Wicklungsstäbe nur im Nutenteil isoliert und erst in einem späteren Arbeitsgang die Wicklungsköpfe geformt und isoliert werden.