Обмотка статора электрической машины и способ ее изготовления

Обмотка статора электрической машины и способ ее изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Обмотка статора электрической машины, содержащая проводники, с пазовой и лобовой частям!!, корпусную изоляцию пазовой части и прилегающих участков лобовой части, выполненную • из слоев терморективной пропитанной изоляции, соединенных со слоями корпусной изоляции лобовой части, выполненной из слоев эластичной изоляции» встык с зубчатым расположением стыков слоев по высоте обмотки, отличающаяся тем,что,с цепью повышения качества 'изготавлйваемлс изделий за счет обеспечения монолитности корпусной изоляции пазовойи Лобовой частей при ее соединениии упрощения технологии, она содержит элемент перехода изоляции, выполненный из слоев терморективной пропитанной изоляции со стороны паэовой части и слоев эластичной изоляции со стороны лобовой части, имеющий в сечении вдоль проводников форму трапеции, обращенной большим основанием к поверхности проводников, и расположенный между корпусной изоляцией пазовой и лобовой частей,причем соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей проводников выполнено на элементе перехода изоляции по спирали, а соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей со слоями изоляции элемента перехода изоляции выполнено по конусным поверхностям боковых сторон элемента перехода изоляции,2.Обмотка по п. 1, отлича- >&ю щ а я с я тем, что.соединение слоевкорпусной изоляции пазовой и лобовой частей выполнено по архимедовой спирали.3.Способ изготовления обмотки статора электрической мащины, включающий наложение слоев корпусной изоляции из термореактивной !1ропитанной изоляции на пазовую и прилегающие к ней участки лобовой части и эластич-* ной изоляции на лобовую часть проводников обмотки с соединением слоев корпусиОй изоляции пазовой и побовой частей встык и зубчатым размещением стыков слоев по высоте обмотки, о тличающийся тем,что перед наложением корпусной изоляции пазовой и лобовой частей обмотки изготавливают заготовку элемента пере-(ЛX)^ю:АЭ^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (ll) !дц 1! 02 К 15/04; Н 02 К 3/32 (21) 3434479/24-07 (22) 12.05.82 (46) 15.03.84. Бил, В 1О (72) М.Ф.Матросов, В.А.Зиннер, Ф.Р.Коренцвит и E..К.Яшенкова (71) Производственное объединение "у алэлектротяжмаш" им. В.И.Ленина (53) 621 313.1.045.048,1.002.2(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

В 457143, кл. Н 02 К 3/38, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 733065,. кл. Н 02 К 15/12, 1978.

3. Патент Швейцарии Ф 422971, кл. 21 d 51, 1966.

4. Авторское свидетельство СССР

Ф 365007, кл. Н 02 К 15/12, 1970.

5. Авторское свидетельство СССР

У 692010, кл. Н 02 К 15/04, 1977.

6. Бпюменкранц Д.М.Технология крупного электромашиностроения, т. 3, Крупные машины . Л., Энергоиздат, 1981. с. 36-38.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (54) ОБМОТКА CTATOPA ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

МАШИНЫ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ. (57) 1. Обмотка статора электрической машины, содержащая проводники с пазовой и лобовой частяьш, корпусную изоляцию пазовой части и прилегающих участков лобовой части, выполненную из слоев терморективной пропитанной изоляции, соединенных со слоями корпусной изоляции лобовой части, выполненной из слоев эластичной изоляции, встык с зубчатым расположением стыков слоев по высоте обмотки, отличающаяся тем,что,с целью повышения качестве изготавлйваewx изделий за счет обеспечения монолитности корпусной изоляции пазовой и лобовой частей при ее соединении и упрощения технологии, она содер- . жит элемент перехода изоляции, выполненный из слоев терморективной пропитанной изоляции со стороны пазовой части и слоев эластичной изоляции со стороны лобовой части,-имеющий в сечении вдоль проводников форму трапеции, обращенной большим основанием к поверхности проводников, и расположенный между корпусной изо" ляцией пазовой и лобовой частей,причем соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей проводников выполнено на элементе перехода изоляции по спирали, а соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей со слоями изоляции элемента перехода изоляции выполнено по конусным поверхностям боковых сторон элемента перехода изоляции, 2. Обмотка по п. 1, отличающаяся тем, что.соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей выполнено по архимедовой спирали.

3. Способ изготовления обмотки статора электрической машины, включающий наложение слоев корпусной изоляции из термореактивной пропитанной изоляции на пазовую н прилегающие к ней участки лобовой части и эластич" ной изоляции на лобовую часть проводников обмотки с соединением слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей встык и зубчатым размещением стыков слоев по высоте обмотки, о тл и ч а ю шийся тем,что перед наложением корпусной изоляции nasoвой и лобовой частей обмотки изготавливают заготовку элемента пере!

ОВ)239 хода изоляции в виде полотна трапецеидальной формы, по крайней мере, из двух слоев изоляции с выполнением каждого из слоев из терморективной пропитанной изоляции и эластичной изоляции, соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей производят при изготовлении заготовки элемента перехода изоляции путем соединения термореактивной пропитанной и эластичной изоляции слоя встык со смецением стыков слоев по ширине заготовки, перед намоткой располагают заготовку элемента перехода изоляции большим основанием полотна на лобовую часть проводников термореактивной пропитанной изоляцией к пазовой части проводников, а эластичной изоляцией — к лобовой части, и наматывают полотно с образованием в сечении вдоль проводникон обмотки трапеции, а наложение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей проводников произво" дят с заходом каждого;слоя изоляции на конусы, образованные боковыми сторонами элемента перехода изоляции.

4. Способ ло п. 3, о т л и ч а ю. щ и и с я тем, что стык слоев на заготовке элемента перехода изоляции располагают под углом к основаниям полотна.

5. Способ по п. 3, о т л и ч а ющ и Й с я тем,что полотно заготовки выполняют с плавно уменьшающейся толщинои пт средней части заготовки к ее боковым сторонам, например, складыванием основ термореактивной пропитаннои и эластичной изоляций в несколько слоев со смещением слоев от боковых сторон к середине заготовки.

Изобретение относится к конструкции и технологии изготовления обмоток статоров электрических машин и может быть использовано в электротехнической промышленности при изготовлении двухслойных высоковольтных об° моток статоров электрических машин с многослойной корпусной изоляцией, Известна двухслойная обмотка статора электрической машины,содержащая катушки с термореактивной корпусной изоляцией по всей ее длине, а между витками проводников в лобовой части катушек размещены прокладки из пластичного несклеивающегося15 материала, например фторолона. Часть катушек такой обмотки, равная одному шагу обмотки, выполнена разъемной из нижних и верхних полусекций, имеющих паяные соединения в головках (!) . 20

Данная обмотка обладает относительно высокой технологической сложностью изготовления и малой ремонтоспособностью. Это связано с необхот л->5 мостью проведения паяльных работ и . изолировке мест паек при укладке обмотки в пазы сердечника статора, а также при замене поврежденных катушек обмотки. Ремонт такой обмотки, особенно с заменой катушек, требует относительно длительного времени и больших затрат труда и материальных средств, Известна обмотка статора электрической машины, содержащая катушки с термореактивной многослойной корпусной изоляцией в пазовых частях катушек и с термопластичной изоляцией головок. Эти два вида изоляции между собой на лобовой части катушек образуют конусообразный стык конструкции "прямой конус",у которого основание обращено в сторону пазовой части (2j .

Иэ недостатков обмотки такой конструкции следует отметить относитель. но малую надежность, связанную с уменьшением электрической прочности изоляции в области стыка изоляций, где имеется повышенная вероятность образования щели во время укладки обмотки, обычно выполняемой с поднятием шаговых катушек из паза сердечника статора, так как прочность соединения разнородных видов изоляции в этом случае определяется силами их адгезии по: относительно малой конусообразной поверхности, по кото3 10802 рой проходит один из коротких путей возможного пробоя изоляции. Все это повышает вероятность пробоя корпусной изоляции обмотки, уменьшая ее надежность, и уменьшает величину допустимой деформации изоляции при укладке обмотки, усложняя производство.

))

Наиболее близка к предлагаемой обмотка статора электрической маши- 10 ны, содержащая проводники с пазовой и лобовой частями, корпусную изоля- . цию пазовой части и прилегающих участков лобовых частей, выполненную иэ слоев термореактивной пропитанной 15 изоляции, соединенных со слоями кор-.. пусной изоляции лобовой части,выполненной из слоев эластичной изоляции, встык с зубчатым расположением стыков слоев по высоте обмотки j3) .

Недостатком данной обмотки является технологическая сложность ее изготовления, связанная с одновременным на,ложением слоев изоляции в пазовых и лобовых частях обмотки для получе- 25 ния стыка зубчатой формы в корпусной изоляции обмотки. Причем допуск иа место расположения границы, раз. деляющей оба вида изоляции в чередующихся слоях, зависит от ширины лен- З0 ты и перекрытия ее витков внутри каждого вида, что также затрудняет выдерживание требуемых размеров изоляции в области стыка, приводит к неравномерностям толщины изоляции и 35 к уменьшению монолитности изоляции.

Известен способ изготовления обмотки электрической машины,при ко тором на обмотку наносят изоляционную ленту, а затем обмотку укладыва- 40 ют в пазы сердечника статора и пропитывают термореактивным компаун- . дом с последующим о гверждением (4j, Недостатком. известного способа изгетовления двухслойной обмотки ста- 45 тора электрической машины является то, что обмотка, изготовленная таким. способом, совершенно неремонтоспособна, так как после отверждения связующего изоляции она не может быть выну-50 та из пазов беэ повреждения и повторно использована.

Известен способ изготовления обмоток электрических машин,по которому катушки обмотки укладывают в пазы 55 сердечника статора до отверждения корпусной изоляции в лобовой части, „

i но после отверждения термореактивной иэо39 4 ляции в пазовой части. Затем производят полное отверждение термореактивной корпусной изоляции лобовой части катушек обмотки Я

Из недостатков такого способа следует отметить, во-первых, относительно большую технологическую сложность производства в связи с необходимостью термообработки обмотки статора после ее укладки в пазы сердечника статора, что представляет определенную сложность, особенно,для гстаторов больших габаритов. Во-вторых, обмотка статора, имеющая термореактивную корпусную изоляцию в пазовых и лобовых частях катушек, а также в их головках, неремонтоспособна, так как повредившиеся катушки такой обмотки практически не могут быть извлечены из пазов без повреждения изоляции остальных катушек обмотки.

Известен способ изготовления обмотки статора электрической машины, по которому.на прямолинейные участки ее. катушек наносят обкатыванием на стенке гильзовую изоляцию из полотна термореактивного материала, которую на ее торцах подрезают иа конус (" прямой конус"). Затем на головки наносят изоляцию as лент эластичного материала, которую заканчивают на конус на криволинейном участке лобовой части и на оставшийся участок между двумя конусообразными поверхностямг наносят слои лент эластичного материала (6)

Этот способ обладает недостаточной ремонтосцособностью, так как при пробое корпусной изоляции в пазовой части для восстановления изоляции необходимо снимать кроме поврежден.ной изоляции, также и эластичную изоляцию на лобовой части катушки; стык разнородных видов изоляции,размещенный на прямолинейном участке подвергается воздействию сил кручения и изгиба с наибольшим возможным моментом при подъеме из паза сердечника статора сторон шаговых катушек.

Это также увеличивает вероятность повреждения изоляции на месте стыка и уменьшает надежность обмотки.

Известен также способ изготовления обмотки статора электрической машины, включающий наложение слоев корпусной изоляции as термореактивной пропитанной изоляции на пазовую и прилегающие к ней участки лобовой час1086239 ти и эластичной изоляции на лобовую часть проводников обмотки с соединением слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей встык и зубчатым размещением стыков слоев по высоте 5 обмотки (3) .

Из недостатков данного способа следует отметить его технологическую сложность, которая затрудняет его механизирование и контролирование за соблюдением требований чертежа при напожении изоляции в связи с::одновременным наложением изоляции в пазовых частях и головках катушек, Притом оформление стыка последовательным на-15 ложением витков ленточного материала в чередующихся слоях разного вида изоляции в области стыка приводит к трудностям выдерживания границы перехода одного вида изоляции в другой на предусмотренном месте,что приводит к снижению качества изготав. ливаеьых изделий.

Цель изобретения — повышение качества изготавливаемых иэделий за счет обеспечения:монолитности корпусной изоляции пазовой и лобовой части при ее соединении и упрощении технологии.

Поставленная цель достигается тем, что в обмотке статора электрической машины, содержащей проводники с пазовой и лобовой частями, корпусную изоляцию пазовой части и прилегающих участков лобовой части, выполненную из слоев термореактивной пропитанной изоляции, соединенных со слоями корпусной изоляции лобовой части, выполненной из-слоев эластичной ,изоляции, встык с зубчатым располо40 жением стыков слоев по высоте обмотки, содержится также элемент перехода изоляции, выполненный из слоев термореактивной пропитанной изоляции со стороны пазовой части и слоев элас45 тичной изоляции со стороны лобовой части, имеющий в сечении вдоль проводников форму трапеции, обращенной

/ большим основанием к поверхности проводников, и расположенный между корпусной изоляцией пазовой и лобовой частей, причем соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей проводников выполнено на элементе перехода изоляции по спирали, а соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей со слоями изоляции элемента перехода изоляции выполнено по конусным поверх-ностям боковых сторон элемента перехода изоляции.

Причем соединение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей выполнено по архимедовой спирали.

Согласно способу изготовления обмотки статора электрической машины, включающему наложение слоев корпусной изоляции из термореактивной пропитамной изоляции на пазовую и прилегающие к ней участки лобовой части и эластичной изоляции на лобовую часть проводников обмотки с соединением слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей встык и. зубчатым размеще". кием стыков слоев по высоте обмотки, перед наложением корпусной изоляции пазовой и лобовой частей обмотки изготавливают заготовку элемента перехода изоляции в виде полотна трапецеидальной формы,по крайней ме ре, из двух слоев изоляции с выполнением каждого из слоев из; термореактивной пропитанной изоляции и эластичной изоляции соединение слоев кор пусной изоляции пазовой и лобовой частей производят при изготовлении заготовки элемента перехода изоляции путем соединения термореактивной пропитанной и эластичной изоляций слоя встык со смещением стыков слоев по ширине заготовки, перед намоткой располагают заготовку элемента переход» да изоляции большим основанием полотна на лобовую часть проводников тер мореактивной пропитанной изоляцией к пазовой части проводников,а эластичной изоляцией — к лобовой части,п наматывают полотно с образованием в сечении вдоль проводников обмотки трапеции,а наложение слоев корпусной изоляции пазовой и лобовой частей ripe» водников производят с заходом каждого слоя изоляции на конусы,образованные боковыми сторонами элемента перехода изоляции. !

Кроме того, стык слоев на заготовке элемента перехода изоляции распо лагают под углом к основаниям полотна, а полотно заготовки выполняют с плавно уменьшающейся толщиной от средней части. заготовки к ее боковым сторонам, например, складыванием основ термореактивной пропитанной и эластичной изоляций в несколько слоев со смещением слоев от боковых сторон к середине заготовки, ! 080239 Я

На ф фиг. 1 показана часть двухслой- ундом, а корпусная эластичная изоной обмотки статора электрической ляция лобовых частей — на основе машины, уложенной в пазы сердечника . эластомеров. статора статора, на фиг.2 — лобовая часть Соединение слоев корпусной изообмотки статора, вид сбоку, на фиг.3- 5 ляции 8,)0 пазовой и лобовой частей выносной элемент 1 (фиг.2); на фиг.4- может быть также выполнено по архисечение А-А на фиг.3; на фиг.5 — заго- медовой спирали. тонка элемента перехода изоляции; Изготовление обмотки статора на фиг.6 — сечение Б-Б на фиг.5;на электрической машины осуществляют в фиг.7 — процесс намотки заготовки !0 следующей технологической последоваэлемента перехода изоляции на про- тельности Изго зготавливают заготовку водники, на фиг.8- процесс наложения 16 элемента )1 перехода изоляции в слоев корпусной изоляции. виде полотна трапециедальной фориз двух слоев

Обмотка статора электрической мы, по крайней мере, из в с машины (фиг.l и 2) содержит проводки-t5 йзоляции с выполнением каждого из ки 1 катушек, которые включают в се- слоев из термореактивной п опитанной бы лобовые 2 части и пазовые .3 час- изоляции 12 и эластичной изоляции 13. ти. Лобовые части включают в себя Соединение слоев корпусной и эласголовки 4. Обмотка уложена в пазы . тичной изоляции 8,10 пазовой 3 и сердечника 5 статора электрической . 2п лобовой 2 частей производят п и изводят при машины так,что в каждом пазу размеще- изготовлении заготовки 16 элемента ны пазовые части 3 нижней полусек- !! перехода изоляции путем соединения ции 6 одной катушки и верхней полу- термореактивной пропитанной и элассекции 7 другой катушки. тичной изоляций 12, 13 (фиг. 5,6)

Обмотка содержит также корпусную 25 BcTbIK co смещением стыков )7 слоев изоляцию 8 пазовой 3 части и приле- по ширине заготовки 16. Стык 17 сло гающих участков 9 лобовых частей,вы- ев на заготовке 16 может быть располненную из слоев термореактивной положен под углом к основаниям 18 пропитанной изоляции, и корпусную изо-. 19 полотна. ляцию 10 лобовой 2 части, выполненнуюзо Заготовку 16 элемента 11 перехода из слоев эластичной изоляции.между изоляции располагают большим основакорпусной изоляцией 8,10 пазовой 3 нием 18 на лобовую часть проводнии лобовой 2 частей расположен элемент ков термореактивной пропитанной

11 перехода изоляции, выполненный изоляцией 12 к пазовой части 3 произ слоев термореактивной пропитанной одников l,а эластичной изоляцией 1335 изоляции 12 со стороны пазовой 3 час- к лобовой 2 части и наматывают полотти и слоев эластичной изоляции 13 но образованием в сечении вдоль просо стороны лобовой 2 части и имеющий водников 1 обмотки трапеции (фиг.7). в сечении вдоль проводников 1 форму Затем производят намотку слоев корпусI трапеции, обращенной большим осно40 ной изоляции 8 10 пазовой 3 и лобо1 ваиием к поверхности проводников 1. вой 2 частей проводников ).Намотку

Соединение слоев корпусной изоляции осуществляют с заходом каждого слоя

8,10 пазовой 3 и лобовой 2 частей 20 изоляции (фиг.8 ) на конусы проводников 1 выполнено на элементе 14, 15; образованные боковыми сторо1! перехода изоляции встык с зубча- нами элемента ll перехода изоляции

45 тым и спиральным расположением Дня обеспечения соединения слоев стыков слоев по высоте обмотки. корпусной изоляции 8,10 пазовой 3 и

Соединение слоев корпусной изоля- лобовой,2 частей по архимедовой спи))ации 8,.10 пазовой 3 и лобовой 2 час- ли стык 17 слоев на заготовке 16 элетей проводников I со слоями изоля- мента 11 перехода изоляции располага. ции 12 и 13 элемента )1 перехода ют под углом к основаниям 18,19 полот50 изоляций выполнено по конусным по- на (фиг 5) ° верхностям . боковых сторон 14 и 15 элемента )) перехода изоляции. Полотно заготовки 16 (фиг.6) можно выполнить также с плавно уменьшаюКорпусная термореактивная изоля- 55 щейся толщиной от средней части загоция пазовых частей может быть вы- товки 16 к ее боковым сторонам 20

В полнена на основе слюденитовых бу- . например, складыванием основ термомаг,пропитанньм. эпоксидным компа9 !0802 изоляций в несколько слоев со смещением слоев от боковых сторон 20 к середине заготовки.

Изобретение позволяет повысить ка-. чество изготавливаемых иэделий эа счет 5 обеспечения монолитности изоляции, так как стык разных видов изоляций

12 и 13 в каждом слое выполняется на заготовке 16 с последующей ее намоткой. Выполнение стыков на полот- 1О не заготовки 16 может быть выполнено точнее и с меньшим количеством измерений, так как на полотне заготовки четко устанавливается место стыка.

Выполнение стыков разных видов изо-1 ляций на заготовке элемента перехода изоляции позволяет уменьшить допуск на толщину корпусной изоляции 12 и

13 и ее составных частей. в области зубчатого стыка 17 за счет того,что толщина каждого зубца стыка определяется толщиной основы каждого изоляционного материала 12,13 в средней части заготовки 16, которая может быть выполнена точнее. 25

Изобретение позволяет также создать возможность напожения корпусной изоляции на пазовых 3 частях и" головках 4 катушек независимо друг от друга эа счет того, что слои изо- . .ляции,наложенные на эти участки,соединяются между собой на лобовой части

2 не через зубчатый стык, образованный при изолировке этих частей,а через участок изоляции, выполненный из отдельного полотна заготовки,с дополнительными стыками по конус,ам

14, 15, обращенным друг к другу внутренними поверхностями и размещенными rto обе стороны от зубчатого стыка, притом каждый стык размещен

40 . внутри материала одного вида. Решение .этой задачи позволяет упростить про-; цесс механизации наложения корпус1

39 10 ной изоляции, т.е. упростить технологию и уменьшить трудоемкость производства. Эта также улучшает ремонтоспособность обмотки, потому что корпусная изоляция,12 или 13 на лю-. бой пазовой 3 части или в головке 4 может быть заменена без повреждения изоляции на других участках катушек 1,чем упрощается и ускоряется процесс ремонта корпусной изоляции катушки и всей обмотки. Выполнение каждого дополнительного стыка по конусам внутри одного из видов материалов позволяет обеспечить необходимые плотности напожения изоляции, ацгеэию и надежность в зоне этих стыков.

Выполнение заготовки с толщиной каждой ocHQBbl материапа 12 или 13 в средней части заготовки меньше толщины этой основы на участках, прилегакцих к этой средней части, и выполнение заготовки с плавно изменяющейся толщиной обеспечивает лучшее прилегание слоев изоляции и устранение пустот в зоне стыков.

Выполнение -обмотки с корпусной .. изоляцией на основе слюденитовых бумаг, пропитанных эпоксидным компаундом в пазовой части и на ;.основе эластомеров в лобовой части 2, обеспечивает возможность выдерживать необходимые электрические и механические

/ показатели такой изоляу{ни.

Выполнение у заготовки стыка слоев изоляционных материалов под углом к основаниям заготовки 16 позволяет распределить вдоль проводников деформацию эластичной изоляции 12 в зоне зубчатого стыка при укладке в nat зы сердечника 5 статора и эксплуата ции обмотки, что улучшает надежность катушки и всей обмотки.

IA802 39! 080239

1080239!

10802 39

4Ье. б

/У фж7

ВНИИПК Заказ 1372/54 Тирах б67 Иодшвепое

Филиал ППП "Патеат", г.Узгород, уа.Проехав, Ф