專利名稱：一種制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法和由該方法制造的絕緣線圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，特別是這樣一種制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中在用熱固樹脂浸漬線圈并對其進行固化的步驟中，對在浸漬步驟后的用于線圈絕緣的固化和模制操作做出了改進，本發(fā)明還涉及由上述制造方法制造的絕緣線圈。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于例如渦輪發(fā)電機和水力發(fā)電機的大型旋轉(zhuǎn)電機的線圈通常通過在絕緣處理操作中執(zhí)行包括多次纏繞云母帶的繞帶步驟，以模制出絕緣層，其中通過粘合劑將云母附著到薄膜帶或玻璃帶上，以及用于在真空和增壓條件下利用例如環(huán)氧樹脂的熱固高分子有機樹脂，對線圈形式的絕緣層進行浸漬的真空壓力浸漬步驟來制造。
此外，這種線圈已經(jīng)通過在絕緣處理操作中執(zhí)行下列步驟來制造，這些步驟為通過使用模制夾具來執(zhí)行模制處理，將壓力施加到線圈形式的絕緣層上的模制步驟，其中該線圈已經(jīng)在真空壓力浸漬步驟中用樹脂浸漬過，并且其中的樹脂仍處于液體狀態(tài)；用于將已經(jīng)經(jīng)歷過模制步驟的線圈放置到模制步驟空氣加熱爐中加熱已被用以浸漬絕緣層的樹脂，以便固化該樹脂的樹脂加熱/固化步驟；以及在樹脂固化步驟后的拆卸模制夾具以取出該夾具的步驟。
因此在上述操作步驟的模制步驟中，操作者將被迫忍受由于模制步驟來自液體狀態(tài)下的樹脂的令人厭惡的臭味而導(dǎo)致的惡劣環(huán)境下的長期繁重和艱巨的工作。
在加熱/固化步驟中，用以浸漬線圈形式的絕緣層的樹脂在一個具有較大空間的爐子中通過空氣加熱，因此導(dǎo)致了線圈溫度分布的偏差。
在這樣的環(huán)境中，需要在制造線圈的步驟中的一種新的改良操作，以便將操作員從繁重的工作中解脫出來，或者為了在產(chǎn)品的長期的服務(wù)壽命中提供質(zhì)量的保證。
上面所述的模制步驟和樹脂加熱/固化步驟在操作過程中陷入困難和麻煩。
更具體地，模制步驟在以下條件下完成，即，用以浸漬線圈形式的絕緣層的樹脂是在液體形式下和粘性的情況下進行浸漬的。借助于模制夾具施加到線圈的云母帶層上的壓緊力的幅度可能破壞云母帶，而附加層正是通過該云母帶而被模制的。結(jié)果，當在線圈上安裝模制夾具時，操作者不得不在由樹脂發(fā)出的令人厭惡的臭氣而導(dǎo)致的惡劣環(huán)境中，忍受長期繁重和艱巨的工作。
此外，當在線圈上安裝模制夾具時樹脂易于滴下，所以操作者必須在光滑的地板上進行操作，因此從這方面看又迫使操作者不得不忍受繁重的工作。
另一方面，樹脂加熱/固化步驟利用具有較大空間的爐子中的熱空氣作為熱源?？諝饩哂行〉臒崛萘俊Ｒ虼诵枰粋€較長的時間直到線圈的溫度達到預(yù)設(shè)的溫度。
在具有較大空間的爐子中的熱空氣的流動引起了由于對流、輻射和飄移(drift)而導(dǎo)致的溫度分布上的差異，造成了用以浸漬線圈形式的絕緣層的樹脂的固化狀態(tài)方面的局部變化，因此導(dǎo)致了線圈電氣特性變化的問題。
考慮到前述背景技術(shù)，本發(fā)明的一個目的是提供一種制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其為操作者提供了改善的工作環(huán)境，并使得用以浸漬線圈的樹脂在更短的時間內(nèi)被固化，以確保產(chǎn)品的穩(wěn)定質(zhì)量，本發(fā)明的目的還在于提供通過前述制造方法生產(chǎn)的絕緣線圈。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，提供了一種制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，該方法包括以下步驟在導(dǎo)體上纏繞云母帶以模制出具有絕緣層的線圈；在真空和壓力條件下用樹脂浸漬線圈；將模制夾具連接至用樹脂浸漬的線圈上；對用以浸漬線圈的樹脂進行加熱，以固化該樹脂，如此制造出絕緣線圈，其中的云母帶纏繞步驟、熱縮(heat-shrinkable)帶纏繞步驟、在真空和壓力條件下的浸漬步驟、利用液體加熱化合物的樹脂加熱/固化步驟以及模制夾具拆卸/完成步驟被實施以制造絕緣線圈。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，樹脂加熱/固化步驟可以包括使用聚烯烴材料和聚乙烯材料的液體加熱化合物中任一個的樹脂固化步驟。在固化樹脂期間所使用的聚烯烴材料和聚乙烯材料的液體加熱化合物中的任一個可以具有低于(不超過)135℃的熔點。在固化樹脂期間所使用的聚烯烴材料和聚乙烯材料的液體加熱化合物中的任一個可以具有在150℃的溫度下低于(不超過)100Pa·s的粘度。抗氧化劑和抗靜電劑中的至少一個可以被添加到在固化樹脂期間使用的聚烯烴材料和聚乙烯材料的液體加熱化合物中的任一個。
在上面所述的纏繞步驟中，固化反應(yīng)加速劑保留在云母帶中以便固化反應(yīng)加速劑大量分布在線圈接近于導(dǎo)體的一側(cè)，以及沒有或者少量分布在遠離導(dǎo)體的一側(cè)。
在上面所述的熱縮帶纏繞步驟中，分離帶纏繞在用以將絕緣層模制在線圈導(dǎo)體上的云母帶的外側(cè)，用于模制處理的壓板與分離帶接觸，以及隨后將熱縮帶纏繞在壓板上以固定該板。金屬板和纖維加固層疊板中的任何一個可以用作用于線圈線性部分的壓板。塑料板可以用作線圈彎曲部分的壓板。用作線圈的彎曲部分的壓板的塑料板可以由聚酰胺材料模制而成。
熱縮帶由經(jīng)受了分離劑(release-agent)處理的熱塑帶、熱縮管和熱縮布中的任一種模制而成。
在樹脂加熱/固化步驟中，提供一位于支撐線圈的基底部件底部的接收盤以接收滴下的樹脂。該接收盤可以具有用于線圈的線性部分的金屬膜和耐熱膜中的任一個，用于線圈一端的彎曲部分的耐熱膜，以及用于線圈該端部的邊緣的耐熱膜和無紡布中的任一個。
可選擇地，本發(fā)明的上述目的通過用于制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法而實現(xiàn)，該方法包括在線圈導(dǎo)體上纏繞云母帶以模制出絕緣層的纏繞步驟；在云母帶的外側(cè)上纏繞分離帶然后將用于模制處理的壓板與分離帶接觸之后，將熱縮帶纏繞以及隨后固定在壓板上以便固定它們的熱縮帶纏繞步驟；用于在真空和壓力條件下浸漬用樹脂這樣纏繞的線圈的真空/壓力浸漬步驟；用于在用樹脂浸漬的線圈上連接模制夾具的夾具連接步驟；加熱用以浸漬線圈絕緣層的樹脂的樹脂加熱/固化步驟，其中使用液體化合物來固化所述樹脂；以及夾具拆卸/完成步驟。
此外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈，該絕緣線圈通過包括以下步驟的方法制造在線圈導(dǎo)體上纏繞云母帶以模制出絕緣層；在云母帶的外側(cè)上纏繞分離帶然后將用于模制處理的壓板與分離帶接觸之后，將熱收縮帶纏繞以及隨后固定在壓板上；在真空和壓力條件下浸漬用樹脂這樣纏繞的線圈；在用樹脂浸漬的線圈上連接模制夾具；加熱用以浸漬線圈的絕緣層的樹脂，以固化該樹脂；拆卸夾具并完成制造過程。
根據(jù)上面所述的本發(fā)明，要經(jīng)過纏繞步驟、熱縮帶纏繞步驟、真空/壓力浸漬步驟、利用液體加熱化合物的樹脂加熱/固化步驟以及連接設(shè)備拆卸/完成步驟以制造絕緣線圈，而不進行傳統(tǒng)技術(shù)中進行的兩個步驟，這兩個步驟分別是將模制夾具連接在用液體形式的樹脂浸漬的線圈上，和利用熱空氣的樹脂加熱/固化步驟。因此可以顯著地將操作者從繁重工作解脫出來是可能的。
在樹脂固化步驟中，樹脂使用作為加熱化合物的聚乙烯材料和聚烯烴材料中的任何一個來進行加熱，以固化樹脂，代替了常規(guī)技術(shù)中所使用的通過熱空氣進行的固化。因此快速增加線圈的溫度成為可能，從而提供了均勻的溫度分布。此外，與傳統(tǒng)技術(shù)相比固化期被縮短，因此顯著地提高了生產(chǎn)力。
本發(fā)明提供了卓越的可分離性(releasability)和可更換性(removability)，使得操作者在樹脂浸漬步驟后不必立即進行人工操作。因此生產(chǎn)質(zhì)量極為穩(wěn)定的用樹脂浸漬的絕緣線圈成為可能，并具有在優(yōu)良工作環(huán)境下的改進的可操作性。
根據(jù)本發(fā)明，可以改進成型性、可分離性以及可操作性，顯著地縮短固化期，以得到進一步改善的電氣特性，因此這是十分有效和有利的。
附圖的簡要說明

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法的操作過程的方塊圖。
圖2是示出了樹脂加熱/固化設(shè)備的示意圖，在本發(fā)明制造用于旋轉(zhuǎn)電機絕緣線圈的方法中，當固化用以浸漬線圈的樹脂時應(yīng)用該設(shè)備。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例根據(jù)本發(fā)明的制造用于旋轉(zhuǎn)電機絕緣線圈的方法的優(yōu)選實施例，將在下文中參考附圖和其中附加的參考數(shù)字進行詳細描述。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的制造用于旋轉(zhuǎn)電機絕緣線圈的方法的操作過程的方塊圖。
本發(fā)明制造用于旋轉(zhuǎn)電機絕緣線圈的方法包括云母帶纏繞步驟(步驟1)、熱縮帶纏繞步驟(步驟2)、真空/壓力浸漬步驟(步驟3)、樹脂加熱/固化(即，熱固化)步驟(步驟4)以及夾具拆卸/完成步驟(步驟5)，這樣通過這些相應(yīng)的步驟(步驟1至5)制造出絕緣線圈。
纏繞步驟(步驟1)是在由絞合線(strand)模制而成的線圈導(dǎo)體上纏繞云母帶的步驟，其中絞合線預(yù)先要經(jīng)過了借助于纏繞設(shè)備的多次的絕緣處理以模制出一絕緣層。云母帶是云母通過粘合劑被施加到薄膜或玻璃帶上的一種帶。
云母帶攜帶了如氧化鋅的固化反應(yīng)加速劑。固化反應(yīng)加速劑被大量地分布至線圈接近導(dǎo)體的一側(cè)，但是沒有或少量分布至線圈遠離導(dǎo)體的一側(cè)。這樣的分布是基于以下原因確定的。
在后面描述的樹脂加熱/固化步驟(步驟4)中線圈經(jīng)歷利用例如聚烯烴材料或聚乙烯材料的加熱化合物的加熱/壓力過程。然而，加熱化合物在低溫下保持固體狀態(tài)并沒有流動性?？紤]到這一情況，固體狀態(tài)的加熱媒體之前已經(jīng)被加熱融化，并容納在一個存儲箱內(nèi)。當用來浸漬線圈的樹脂在加熱和壓力下固化時，線圈被容納在壓力容器中，然后液態(tài)的加熱化合物從存儲箱里提供到壓力容器以固化該樹脂。在這種情況下，熱量逐漸地從線圈導(dǎo)體的外側(cè)向其內(nèi)側(cè)傳送，因此降低了加熱化合物的溫度。通常，樹脂收縮以減小其體積，結(jié)果是，可能出現(xiàn)空隙和層分離。空隙和層分離的出現(xiàn)導(dǎo)致線圈較高的局部放電現(xiàn)象和其較高的介電損耗現(xiàn)象的出現(xiàn)。
在本發(fā)明的實施例中考慮到上述問題，當固化反應(yīng)加速劑添加到用以模制出絕緣層的云母帶中時，固化反應(yīng)加速劑被大量地分布至線圈接近導(dǎo)體的一側(cè)，線圈而在遠離導(dǎo)體的一側(cè)則沒有或少量分布。這樣使樹脂可以從線圈內(nèi)側(cè)到其外側(cè)逐漸固化。因此可以防止樹脂收縮引起的空隙的出現(xiàn)，從而改善了電氣特性。
熱縮帶纏繞步驟(步驟2)包括在用以將絕緣層模制在線圈導(dǎo)體上的云母帶外側(cè)上纏繞分離帶的步驟，將用于模制過程的壓板與纏繞的分離帶相接觸，然后在壓板上纏繞熱縮帶以固定它們。
金屬板或纖維加固層疊板被用作用于線圈的線性部分的壓板。塑料板被用作用于線圈的彎曲部分的壓板。
該熱縮帶纏繞步驟(步驟2)是維持線圈設(shè)計尺寸以及使線圈表面光滑的必需的步驟，因此提高了可操作性?？紤]到這種情況，優(yōu)選的是將聚丙烯帶或聚四氟乙烯帶用作分離帶。
對于用于線圈直的部分的壓板來說，金屬板或纖維加固層疊板都是可以選擇的，其具有高的彈性系數(shù)借此可以確保線圈表面的平面度。
用于線圈端部彎曲部分的壓板需要具有彈性，借助于該彈性，壓板能夠緊密接觸線圈的彎曲表面，具有卓越耐熱性的塑料板適合用作該壓板。這樣的塑料板用例如尼龍6，46或66等聚酰胺材料模制而成，該材料具有至少約170℃的軟化點。聚酰胺材料毫無疑問地適合例如線圈端部的彎曲部分并具有適當?shù)挠捕?。聚酰胺材料不會與用于線圈浸漬的樹脂反應(yīng)并可以提供卓越的可分離性。
在熱縮帶纏繞步驟(步驟2)中，在壓板通過分離帶與絕緣層接觸后，熱縮帶被纏繞以將壓板保持在固定狀態(tài)。
具有較大的收縮力且經(jīng)過分離劑處理的熱塑帶、熱縮管以及熱縮布中的任何一個被選來作為這種熱縮帶。
已經(jīng)在真空和壓力條件下用樹脂浸漬的線圈從浸漬壓力容器移至固化壓力容器并暴露在大氣壓下的空氣中。在這樣的情形下，來自液體加熱化合物的熱量被施加到線圈上以使得在樹脂固化過程中壓緊力通過壓板施加到線圈上，導(dǎo)致了線圈體積的減小。線圈體積的減小一直持續(xù)到線圈的壓力與液體加熱化合物的壓力相平衡。
考慮到這種事實，在本發(fā)明實施例中，在用于保護壓板的帶上纏繞熱縮帶，以便應(yīng)付在樹脂固化期間體積的減小。經(jīng)過分離劑處理的熱塑帶、熱縮管以及熱縮布中的任何一個被選來作為這種熱縮帶。
在本發(fā)明的實施例中，分離帶被纏繞在線圈的絕緣層上，用于支撐線圈的壓板與分離帶的外側(cè)相接觸，熱縮帶被纏繞在壓板上以固定它們，因此當使用液體加熱化合物固化用來浸漬絕緣層的樹脂時，來自壓板的壓力均勻地施加給線圈，從而利用熱縮帶克服了樹脂體積的減小。因此可以以較高的精確度制造出具有適當尺寸以及光滑平面的線圈。
在真空/壓力浸漬步驟(步驟3)中，在熱縮帶纏繞步驟(步驟2)中通過將熱縮帶纏繞然后固定在壓板上而模制成的線圈，被支撐在基底部件上并隨后在保持抽空浸漬壓力容器的情況下，被置于該容器內(nèi)，線圈的絕緣層隨后用樹脂浸漬并且將例如氮氣的惰性氣體引入到該容器中。
在本發(fā)明的實施例中，在完成真空/壓力浸漬步驟(步驟3)后，線圈要進行樹脂加熱/固化步驟(步驟4)。
樹脂加熱/固化步驟(步驟4)包括在壓力下利用液體加熱化合物對用以浸漬線圈絕緣層的樹脂進行加熱，以固化該樹脂的步驟。
用于加熱用來浸漬線圈絕緣層的樹脂以便固化樹脂的樹脂加熱/固化設(shè)備，具有壓力容器1和存儲箱2，如圖2所示。
線圈容納容器4被容納在壓力槽1之中，其中在該容器4上安裝了用于支撐樹脂浸漬過的線圈3的支撐基底10。液體加熱化合物“P”通過管道5從存儲箱2被供應(yīng)到線圈容納容器4中。
在通過真空管6而保持真空狀態(tài)的壓力槽1中，容納容器4充滿了由存儲箱2供應(yīng)的液體加熱化合物“P”，以加熱用于浸漬線圈3的樹脂，以及通過由氮氣管7供應(yīng)的氮氣施加壓力，以在加熱和壓力條件下固化樹脂。
在浸漬樹脂的固化完成以后，加熱化合物“P”通過管道5返回到存儲箱2中。
在填充了高溫液體加熱化合物“P”的存儲箱2中，加熱化合物“P”通過攪拌部件8進行攪拌。在攪拌操作期間由氮氣源通過氮氣管9供應(yīng)氮氣，從而避免了氧化引起的退化。
挑選具有不超過135℃的熔點聚烯烴材料和聚乙烯材料中的任一個用作填充存儲箱2的液體加熱化合物“P”。
作為熱固樹脂的聚乙烯材料和聚烯烴材料具有相對低的熔點，趨向于變成液態(tài)，并具有相對于其它熱固樹脂的不溶性。這種樹脂可以具有不同分子量的產(chǎn)品形式而得到，并在用以浸漬線圈的樹脂將被固化的溫度下具有適當?shù)恼承院土鲃有?。此外，聚乙烯材料或聚烯烴材料包括少量的雜質(zhì)并且還具有出色的絕緣性能，因此能適應(yīng)于模制線圈。
因為以上原因，在本發(fā)明的實施例中使用聚乙烯材料和聚烯烴材料中的任何一個。
優(yōu)選地，用作液體加熱化合物“P”的聚乙烯材料或聚烯烴材料具有在150℃下不超過100Pa·s的粘性，以便加熱用來浸漬線圈3的絕緣層的樹脂以在短時間內(nèi)固化它。
這是基于這樣的事實，即，從存儲箱2供應(yīng)給容納線圈的壓力容器1的液體加熱化合物“P”高粘性，將導(dǎo)致較長的傳送時間，結(jié)果是固化反應(yīng)先于壓力過程的完成而發(fā)生，因此造成線圈3的絕緣特性不足。
諸如酞菁試劑等抗靜電劑和諸如“IRGANOX”(由Ciba-Geigy生產(chǎn))等抗氧化劑中的至少一個可以被添加到聚乙烯材料和聚烯烴材料中。添加這樣的試劑是為了確保加熱化合物具有出色的絕緣性能以及高的電氣特性。
在樹脂加熱/固化步驟(步驟4)中，用于浸漬線圈3的樹脂保持液體狀態(tài)。存在著樹脂可能滴下固化以及隨后混入加熱化合物“P”的可能性，因此導(dǎo)致了在管道5中的堆積問題以及在閥的打開或關(guān)閉操作方面的問題。
考慮到這些問題，在本發(fā)明實施例中在基底部件10的底部設(shè)置接收盤11。
接收盤11具有用于線圈3的直的部分的金屬薄膜或耐熱薄膜，或這些材料的模制體，用于線圈端部彎曲部分的耐熱薄膜，以及用于線圈端部邊緣的耐熱薄膜或無紡布。
在本發(fā)明的實施例中，接收盤11接收下滴的樹脂，以致不會對工作環(huán)境造成不利影響。
最后，在完成了用以浸漬線圈3的樹脂的固化步驟之后，進行夾具拆卸/完成步驟(步驟5)，其中從線圈3上除去參照熱縮帶纏繞步驟闡述的壓板12和分離帶，以及所附加的樹脂，并隨后執(zhí)行最終操作以完成線圈3的定形。
下文中將描述根據(jù)本發(fā)明實施例的實例和比較實例。
(比較實例)根據(jù)傳統(tǒng)方法，用實驗方法通過將包含加速劑的云母帶纏繞在線圈導(dǎo)體上制備模型線圈，該線圈導(dǎo)體由鋁制成并具有10mm的厚度、50mm的寬度以及1300mm的長度，然后將用于緩和電場的半導(dǎo)體帶和分離帶纏繞在已纏繞的云母帶上。
使用具有4mm厚度的鐵板作為壓板用于具有50mm寬度的表面，使用層疊板作為壓板用于具有10mm厚度的表面。用作分離帶的聚丙烯帶在壓板上纏繞兩圈以使得通過其一半寬度被重疊以固定這些板。
這樣的模型線圈依照真空壓力浸漬(VPI)用如環(huán)氧樹脂的樹脂進行浸漬。通過使用模制夾具施加壓力到線圈上，以從浸漬后的線圈導(dǎo)體的云母帶層中擠壓出樹脂。隨后，線圈被容納到熱空氣加熱爐中并在基于預(yù)定的樹脂固化溫度程序的控制之下，在預(yù)定的時間周期內(nèi)保持在150℃的最大溫度，以固化用以浸漬線圈的樹脂。
標準線圈被冷卻，然后模制夾具和壓板從線圈移去。然后應(yīng)用最終步驟以完成線圈的成形。
(實例1至3)根據(jù)本發(fā)明，模型線圈用實驗方法通過將不包含加速劑的云母帶纏繞在線圈導(dǎo)體上進行準備，該線圈導(dǎo)體中的每一個由鋁制成并具有10mm的厚度、50mm的寬度以及1300mm的長度，然后將用于緩和電場的半導(dǎo)體帶和分離帶纏繞在已被纏繞的云母帶上。
在本發(fā)明的實例1中，使用具有4mm厚度的鐵板作為壓板，用于具有50mm寬度的表面，使用層疊板作為壓板用于具有10mm厚度的表面。熱縮聚酯帶在壓板上纏繞兩圈以使得通過其一半寬度被重疊以固定這些板。
在本發(fā)明的實例2中，具有較大的收縮力的聚酯管在壓板上纏繞兩圈以使得通過其一半寬度被重疊以固定這些板，所述聚酯管取代了本發(fā)明實例1中的熱縮帶。
在本發(fā)明實例3中，經(jīng)過分離劑處理的聚酯纖維的織物帶在壓板上纏繞兩圈以使得通過其一半寬度被重疊以固定這些板，所述織物帶取代了本發(fā)明實例1中的熱縮帶。上述提及的材料具有非常大的收縮力。
(實例4)作為本發(fā)明的實例4，模型線圈用實驗方法通過將云母帶纏繞在線圈導(dǎo)體上進行準備，所述云母帶內(nèi)側(cè)1/3的部分含有加速劑而其另外的2/3部分不含有加速劑，該線圈導(dǎo)體由鋁制成并具有10mm的厚度、50mm的寬度以及1300mm的長度，然后將用于緩和電場的半導(dǎo)體帶和分離帶纏繞在已被纏繞的云母帶上。
使用具有4mm厚度的鐵板作為壓板，用于具有50mm寬度的表面，使用層疊板作為壓板用于具有10mm厚度的表面。由聚酯纖維制成的熱縮織物帶在壓板上纏繞兩圈以使得通過其一半寬度被重疊以固定這些板。
根據(jù)本發(fā)明的實例1至4的模型線圈依照真空壓力浸漬(VPI)用如環(huán)氧樹脂的樹脂進行浸漬。線圈被容納在壓力槽中，其中這些線圈的較低部分放置在聚酯薄膜上并平穩(wěn)支撐在基底部件上。壓力槽保持在一個封閉的環(huán)境中，先前被加熱到150℃的溫度的作為加熱化合物的聚乙烯從存儲箱供應(yīng)到壓力槽，以達到位于線圈上方至少10cm的水平，然后氮氣未經(jīng)混合地(imcompoundtely)被供應(yīng)到槽中以將其中的壓力增加至0.6Mpa。線圈被保持在這種狀態(tài)下持續(xù)一預(yù)定時期，以固化浸漬線圈的樹脂。
在用來浸漬線圈的樹脂的固化步驟完成之后，作為加熱化合物的聚乙烯返回存儲箱。當壓力槽內(nèi)的溫度變低時，從槽中取出線圈。由作為加熱化合物的聚乙烯的壓力擠出的樹脂被固化并粘在線圈的較低部分所放置的聚酯薄膜上。
線圈被冷卻，然后模制夾具、壓板以及各個帶被從線圈上取下。然后，執(zhí)行最終步驟以完成線圈的成形。
根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的比較實例與根據(jù)本發(fā)明的第1至第4實例之間的操作時間比、工作環(huán)境條件、固化時間比、線圈尺寸比(絕緣體厚度比)、tanδ比(介電損耗因子比)以及擊穿電壓(BDV)比如下表1所示。
表1


從表1中可以看出在操作時間比、工作環(huán)境條件、固化時間比、線圈尺寸比(絕緣體厚度比)、tanδ比(介電損耗因子比)以及擊穿電壓(BDV)中的任一項上，除了實例1的本發(fā)明的實例2至4都勝過對比實例。
(實例5)在根據(jù)本發(fā)明實施例的實例5中制備了具有用于實際的18kV級線圈的6米鐵芯長度的線圈?？拷€圈導(dǎo)體一側(cè)上的1/3部分包含有容納在其中的加速劑，而其余下的部分不包含加速劑的云母帶被纏繞在線圈導(dǎo)體上。使用如本發(fā)明上述實例1至4一樣的壓板來與線圈導(dǎo)體的直的部分相接觸。尼龍46制成的具有3mm厚度的板被用作與線圈端部接觸的壓板。
與本發(fā)明實例2所描述的相同的聚酯熱縮管在線圈最外部表面上纏繞兩圈以使得在線圈的整個長度上其一半寬度被重疊。
上述線圈依照真空壓力浸漬(VPI)用如環(huán)氧樹脂的樹脂進行浸漬。線圈從浸漬槽中取出然后放置在基底部件上以使得粘在線圈的外表面上的樹脂滴下。聚酯薄膜以底墊層的形式放置在線圈的直的部分。聚酯無紡布放置在線圈的端部。一張縐紙被放置在線圈端部的邊緣。支撐在基底部件上的線圈被容納在壓力槽內(nèi)。先前已被加熱到150℃的聚乙烯蠟被供給線圈容納容器以達到位于線圈之上10cm的水平，然后氮氣未經(jīng)混合地被供應(yīng)到容器以將其中的壓力增加至0.7Mpa。
在完成了用來浸漬線圈的樹脂的固化步驟之后，以加熱化合物形式提供給線圈容納容器的聚乙烯蠟被送回存儲箱。然后，壓力容器中的溫度被降低至大氣壓，線圈被冷卻。其后，線圈被從該槽中被取出，并且從線圈上移走壓盤。然后，執(zhí)行最終步驟以完成線圈的成形。
與尼龍制成的壓盤相接觸的線圈的端部，以與使用鐵板相同的方式提供了平滑和干凈的完成表面。
在通過氮氣施加壓力時被擠出的樹脂粘在充當用于線圈的直的部分的聚酯薄膜上、用于線圈端部的無紡布以及用于線圈端部邊緣的縐紙上，這樣就可以認識到通過聚乙烯蠟的壓力的效果。被擠壓出的樹脂固化，然后由于對于聚乙烯蠟的不可溶性很容易地被移走。
可以認識到本發(fā)明第5實例的線圈與依照傳統(tǒng)方法制造的產(chǎn)品相比，具有相同的線圈尺寸(絕緣體厚度)，但是其能夠提供98％的tanδ比，并且能夠使從樹脂浸漬步驟完成到固化步驟完成的制造時間周期縮短50％，因此提供了優(yōu)越的生產(chǎn)力。
(實例6至11)由線圈容納容器接收以供應(yīng)給線圈的加熱化合物具有對于熱固樹脂的不溶性，以及其在室溫下保持固體狀態(tài)，但在樹脂的固化溫度下是液態(tài)，這是必需的。聚乙烯材料、聚烯烴材料以及聚丙烯材料具有極好的不可溶性。由于其高的熔點這些材料中的聚丙烯被排除在外?；谏鲜鰲l件，實例6至11依照本發(fā)明被準備。
對于聚乙烯材料和聚烯烴材料進入云母帶絕緣層的穿透率、其可分離性和可操作性進行了研究。結(jié)果如下表2所示。
<p>在上述電解槽中，使用金屬條網(wǎng)作為電流分配器，其網(wǎng)眼長為6mm，網(wǎng)眼寬為3.4mm，搭接寬為1.3mm，搭接厚為1mm。該金屬條網(wǎng)經(jīng)軋扁處理。軋制后的自由面積為24％。將氣體擴散電極置于電流分配器的一面上。在電流分配器的另一面上以低歐姆安裝有粗網(wǎng)眼金屬條網(wǎng)作為載體。電流分配器與載體的低歐姆連接通過熔焊實現(xiàn)。此外，該載體還以低歐姆安裝在陰極半電池上。該載體尺寸如下網(wǎng)眼長為13.2mm，網(wǎng)眼寬為6.3mm，搭接寬為2.4mm，搭接厚為1.5mm。載體的自由面積為24％。
電解運行時的電壓為1.44V，電流密度為5kA/m2。由陰極半電池排出的氧中的氫濃度小于1ppm。
實施例4在上述電解槽中，采用金屬條網(wǎng)作為電流分配器，其網(wǎng)眼長為6.2mm，網(wǎng)眼寬為3.4mm，搭接寬為1.1mm，搭接厚為1mm。該金屬條網(wǎng)經(jīng)軋扁處理。壓制后的自由面積為35％。將氣體擴散電極置于電流分配器的一面上。將電流分配器無載體地通過熔焊以低歐姆安裝在陰極半電池上。
電解運行時的電壓為1.55V，電流密度為5kA/m2。由陰極半電池排出的氧中的氫濃度小于1ppm。
表1 結(jié)果一覽表

權(quán)利要求
1.一種制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，該方法包括以下步驟在導(dǎo)體上纏繞云母帶以模制出具有絕緣層的線圈；在真空和壓力條件下用樹脂浸漬線圈；將模制夾具連接到用樹脂浸漬的線圈上；加熱用以浸漬線圈的樹脂，以固化該樹脂，由此制造出絕緣線圈，其中云母帶纏繞步驟、熱縮帶纏繞步驟、真空和壓力條件下的浸漬步驟、利用液體加熱化合物的樹脂加熱/固化步驟以及夾具拆卸/完成步驟被實施，以制造出絕緣線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中所述樹脂加熱/固化步驟包括使用聚烯烴材料和聚乙烯材料的液體加熱化合物中任一個的樹脂固化步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中在固化樹脂時所使用的聚烯烴材料和聚乙烯材料的液體加熱化合物中的任一個，具有不超過135℃的熔點。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中在固化樹脂時所使用的聚烯烴材料和聚乙烯材料的液體加熱化合物中的任一個，具有在150℃的溫度下不超過100Pa·s的粘度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中抗氧化劑和抗靜電劑中的至少一個被添加到在固化樹脂時所使用的聚烯烴材料和聚乙烯材料的液體加熱化合物中的任一個中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中在纏繞步驟，固化反應(yīng)加速劑被保留在云母帶中，使得該固化反應(yīng)加速劑大量地分布在線圈接近于導(dǎo)體的一側(cè)，并且沒有或者少量地分布在線圈遠離導(dǎo)體的一側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中在熱縮帶纏繞步驟，分離帶纏繞在用以將絕緣層模制在線圈的導(dǎo)體上的云母帶的外側(cè)，用于一模制過程的壓板接觸分離帶，以及熱縮帶纏繞在壓板上以固定壓板。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中金屬板和纖維加固層疊板中的任何一個被用作用于線圈的直的部分的壓板。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中塑料板被用作線圈的彎曲部分的壓板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中所述塑料板可以由聚酰胺材料模制而成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中所述熱縮帶由經(jīng)受了分離劑處理的熱塑帶、熱縮管和熱縮布中的任一種模制而成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中在樹脂加熱/固化步驟中，在一支撐線圈的基底部件的底部提供一接收盤，以接收滴下的樹脂。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，其中所述接收盤具有用于線圈的線性部分的金屬膜和耐熱膜中的任一個、用于線圈一端部的彎曲部分的耐熱膜，以及用于線圈該端部邊緣的耐熱膜和無紡布中的任一個。
14.一種制造用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的方法，該方法包括在導(dǎo)體上纏繞云母帶以模制出線圈絕緣層的纏繞步驟；在將一分離帶纏繞在云母帶的外測以及隨后使用于一模制過程的壓板與該分離帶接觸之后，將一熱縮帶纏繞并隨后固定在該壓板上以固定它們的熱縮帶纏繞步驟；在真空和壓力條件下用樹脂浸漬已被纏繞的線圈的真空/壓力浸漬步驟；將一線圈模制夾具連接到用樹脂浸漬的線圈上的夾具連接步驟；加熱用以浸漬線圈絕緣層的樹脂，并使用液體化合物固化所述樹脂的樹脂加熱/固化步驟；以及夾具的夾具拆卸/完成步驟。
15.一種絕緣線圈，其特征在于，該絕緣線圈通過包括以下步驟的方法制造在導(dǎo)體上纏繞云母帶以模制出線圈-導(dǎo)體絕緣層；在將一分離帶纏繞在云母帶的外測以及隨后使用于一模制過程的壓板與該分離帶接觸之后，將一熱縮帶纏繞并隨后固定在該壓板上；在真空和壓力條件下用樹脂浸漬已被纏繞的線圈；將線圈模制夾具連接在用樹脂浸漬的線圈上；加熱用以浸漬線圈的絕緣層的樹脂，以固化該樹脂；以及拆卸該夾具并完成制造過程。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一種用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈，基于一用于旋轉(zhuǎn)電機的絕緣線圈的生產(chǎn)方法而制造，該方法包括以下步驟在線圈導(dǎo)體上纏繞云母帶以模制出絕緣層，在真空和壓力條件下用樹脂浸漬線圈，在用樹脂浸漬的線圈上連接一模制夾具，以及隨后加熱用以浸漬線圈的樹脂，以固化該樹脂，如此制造出絕緣線圈。云母帶纏繞步驟、熱縮帶纏繞步驟、在真空和壓力條件下的浸漬步驟、利用液體加熱化合物的樹脂加熱/固化步驟以及模制夾具拆卸/完成步驟被實施以制造絕緣線圈。
文檔編號H02K3/00GK1625828SQ0380300
公開日2005年6月8日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月31日
發(fā)明者平井久之, 山田利光, 岡野公彥, 小山充彥, 幡野浩 申請人:株式會社東芝