CN109075646A - 电机以及用于拆卸和制造电机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机，包括：电导体(1)；围绕导体(1)的主绝缘(2)；围绕主绝缘(2)的外电晕屏蔽(3)；具有凹槽的叠片芯(4)，导体(1)被插入该凹槽中；以及导电层(16)，其被布置在外电晕屏蔽(3)的径向外侧，并且被设计成将外电晕屏蔽(3)与叠片芯(4)以导电方式连接；其中主绝缘(2)、外电晕屏蔽(3)、导电层(16)和叠片芯(4)的粘合以这样的方式彼此协调，即使得最低粘合出现在导电层(16)的表面处。

Description

电机以及用于拆卸和制造电机的方法

背景技术

高压电机，诸如例如发电厂中用于产生电能的涡轮发电机，经受高的机械应力、热应力和电应力。涡轮发电机尤其包括叠片堆和电导体绕组。这些导体由主绝缘包围，该主绝缘使这些导体关于彼此、关于叠片堆和关于周围环境电绝缘。为了避免在高压电机的操作期间在主绝缘与叠片堆之间的界面处的局部放电，在主绝缘与叠片堆之间设置弱导电和接地的外电晕屏蔽。

为了制造高压电机，可以在浸渍过程中通过具有施加真空的整体沉浸，而将叠片堆与绕组一起沉浸在包含浸渍树脂的浴池中。在这种情况下，主绝缘和外电晕屏蔽通过浸渍树脂进行浸渍。在浸渍之后，特别是在施加压力的情况下，浸渍树脂被固化。

如果为了修复目的将绕组从叠片堆移除，则外电晕屏蔽的残留物可能保持附留在叠片堆上。在将新的绕组附接到叠片堆之前，必须从叠片堆移除该残留物。为此，通常采用机械方法、或者与激光技术相关的方法。然而，这些方法需要消耗较长时间，因此成本过高。而且，在采用这些方法的情况下，存在损坏叠片堆的风险。

因此，本发明的目的是提供一种电机、一种用于拆卸电机的方法以及一种用于制造电机的方法，其中电机的电导体能够容易地从电机移除。

US 6,140,733公开了一种用于大型电机的导体绕组配置。

发明内容

该目的通过权利要求1、13和14的特征实现。关于该目的的优选配置在其他的专利权利要求中限定。

根据本发明的电机包括：电导体；包围导体的主绝缘，包围主绝缘的外电晕屏蔽；具有槽的叠片堆，导体被引入该槽中；以及导电层，其被布置在外电晕屏蔽的径向外侧，并且被配置成将外电晕屏蔽导电地连接到叠片堆；其中主绝缘、外电晕屏蔽、导电层和叠片堆的粘合以这样的方式彼此协调，即使得最低粘合出现在导电层的表面处。

由于设置了导电层，当从槽中移除具有主绝缘和外电晕屏蔽的电导体时，将在导电层的表面处发生分离。这防止了外电晕屏蔽的残留物保持附留到叠片堆。而且，与常规电机的情况相比，电导体与主绝缘和外电晕屏蔽可以一起更容易地从槽中移除。

根据本发明，导电层具有比外电晕屏蔽更低的电阻率。这有利地确保了外电晕屏蔽被电连接到接地的叠片堆，并且因此同样被接地。

导电层优选包括润滑漆和/或带，其中该带包括特氟隆、聚乙烯、聚乙烯衍生物、聚甲醛和/或聚甲醛衍生物。在这样的情况下，润滑漆可以例如通过喷涂而被施加在叠片堆的表面上和/或外电晕屏蔽的径向外表面上。由于设置了润滑漆和/或带，可以特别容易地将电导体与主绝缘和外电晕屏蔽一起移除。

润滑漆优选包括聚乙酸乙烯酯、环氧树脂、酚醛清漆、特氟隆和/或酚醛清漆环氧树脂。有利地，这些化合物在浸渍期间不会被浸渍树脂侵蚀，并且不会与浸渍树脂发生化学反应。作为结果，可以特别容易地将电导体与主绝缘、外电晕屏蔽和浸渍树脂一起移除。润滑漆优选耐高温高达130℃。作为结果，润滑漆有利地在浸渍期间不受侵蚀。润滑漆优选包括石墨。由于石墨的原因，润滑漆是导电的，并且同时具有对外电晕屏蔽和/或叠片堆的低粘附性。

优选地，上述带包括涂层，该涂层包括硅树脂。作为结果，可以有利地减少该带对外电晕屏蔽和/或叠片堆的粘合。优选地，这样的带包括一种织物(特别是具有扁平纱线的织物)和/或一个膜。扁平纱线使织物与叠片堆接触良好，作为结果，有利地减少了浸渍树脂在织物与叠片堆之间的渗透。织物优选是可浸渍的，和/或该膜优选是开孔的和/或以使得在两个相邻的匝之间设置间隙的方式被缠绕到外电晕屏蔽上。由于设置了开孔和/或间隙，就像织物的情况一样，浸渍树脂可以从外部径向渗入外电晕屏蔽中并渗入主绝缘中。带优选地包括膜的两个层片，其中膜以使得两个层片相对于彼此偏移的方式而被开孔。由于设置了两个层片，可以特别容易地将电导体与主绝缘和外电晕屏蔽一起移除。此外，有利地，这使浸渍树脂从主绝缘到膜与叠片堆之间的空间的回流更加困难，由此使得该膜粘附到叠片堆的可能性降低。

优选地，上述带包括炭黑颗粒、石墨颗粒、碳纤维和/或半导电颗粒，特别是SiC颗粒、金属氧化物颗粒和/或金属氧化物涂覆的云母颗粒和/或氧化铝颗粒。利用这些颗粒，可以特别容易地实现该带的导电性。在这种情况下，颗粒优选以渗滤的方式存在于该带中，这意味着它们从带的一个平面侧到带的另一平面侧形成连续网络。

叠片堆具有以不同程度突出到槽中的薄片，其中仅该薄片中的一部分薄片与带接触，其中该部分薄片由深突出到槽中的薄片形成。因此，在该薄片的另一部分与带之间布置了空腔，浸渍树脂在浸渍期间可以在该空腔中扩散。然后，浸渍树脂可以从空腔渗入外电晕屏蔽中并渗入主绝缘中。电导体的尺寸、主绝缘的尺寸、外电晕屏蔽的尺寸和槽的尺寸优选被选择成使得带被压在叠片堆上。作为结果，在浸渍期间，浸渍树脂不能在深突出的薄片与带之间渗透，由此提供了在深突出的薄片与带之间的粘附，甚至还保持了带与叠片堆在浸渍期间的导电连接。

主绝缘和外电晕屏蔽优选通过浸渍树脂进行浸渍以及浸渍树脂被固化，其中没有浸渍树脂位于导电层将外电晕屏蔽导电地连接到叠片堆的位置处。

在根据本发明的用于拆卸电机的方法中，电导体、主绝缘和外电晕屏蔽从槽中被移除，其中该移除包括分离外电晕屏蔽和导电层、和/或分离导电层和叠片堆。

根据本发明的用于制造电机的方法包括以下步骤：将电导体、包围导体的主绝缘和包围主绝缘的外电晕屏蔽引入电机的叠片堆的槽中，其中导电层被设置在外电晕屏蔽的径向外侧，并且被配置成将外电晕屏蔽导电地连接到叠片堆；用浸渍树脂浸渍主绝缘和外电晕屏蔽；固化浸渍树脂。在这种情况下，导电层可以在导体与主绝缘和外电晕屏蔽一起被引入到槽中之前而被施加在叠片堆上。备选地，导电层可以在导体与主绝缘和外电晕屏蔽一起被引入到槽中之前而在外侧被径向地施加在外电晕屏蔽上。

附图说明

下面参考示意性附图来解释根据本发明的电机的优选实施例，在附图中：

图1至图6示出了根据本发明的各种电机，以及

图7至图9示出了膜的各种绕组。

具体实施方式

从图1至图6可以看出，电机包括：电导体1；包围导体1的主绝缘2；施加在主绝缘2上并包围主绝缘2的外电晕屏蔽3；以及叠片堆4，多个槽被引入该叠片堆4中。具有主绝缘2和外电晕屏蔽3的电导体1被引入到叠片堆4的槽中。外电晕屏蔽3是弱导电的并且接地，并且因此被配置成避免主绝缘2与叠片堆4之间的局部放电。可以在电导体1与主绝缘2之间设置弱导电的内部电位控制10，以避免电导体1与主绝缘2之间的局部放电。叠片堆包括以不同程度突出到槽中的薄片6。薄片6被区分为暴露薄片7和后退薄片8，暴露薄片7深突出到槽中，后退薄片8比暴露薄片6更少突出到槽中。

根据图1至图4以及图5的电机包括导电层16，该导电层16被布置在外电晕屏蔽3的径向外侧，并且被配置成将外电晕屏蔽3导电地连接到叠片堆4。导电层16具有比外电晕屏蔽3更低的电阻率。主绝缘2、外电晕屏蔽3、导电层16和叠片堆4的粘合彼此以这样的方式彼此协调，即使得最低粘合出现在导电层16的表面处。由此实现的是，当移除具有主绝缘2和外电晕屏蔽3的电导体1时，在导电层16与外电晕屏蔽3之间和/或在导电层16与叠片堆4之间发生分离。

作为示例，导电层16可以包括润滑漆。润滑漆16可以被布置在叠片堆4的表面处和/或外电晕屏蔽3的表面处。润滑漆包括聚乙酸乙烯酯、环氧树脂、酚醛清漆、特氟隆和/或酚醛清漆环氧树脂。此外，润滑漆包括石墨。可以理解，润滑漆也可以被施加在电导体1的表面上。

根据图2至图4的电机的导电层16包括导电带5，其中带5包括特氟隆、聚乙烯、聚乙烯衍生物、聚甲醛和/或聚甲醛衍生物。为了其导电性，带5包括炭黑颗粒、石墨颗粒、碳纤维和/或半导电颗粒，特别是SiC颗粒、金属氧化物颗粒和/或金属氧化物涂覆的云母颗粒和/或氧化铝颗粒。带5可以包括导电涂层，该导电涂层包括硅树脂。为了其导电性，涂层包括炭黑颗粒、石墨颗粒、碳纤维和/或半导电颗粒，特别是SiC颗粒、金属氧化物颗粒和/或金属氧化物涂覆的云母颗粒和/或氧化铝颗粒。从图2中可以看出，主绝缘2、外电晕屏蔽3以及在设置带5的情况下的带5，可以在后退薄片8的区域中松弛。

从图2至图4中可以看出，仅薄片6的一部分与带5接触，其中该部分由深突出到槽中的薄片6形成，即由暴露薄片7形成。在电机的制造期间，浸渍树脂9可以渗透到后退薄片8与带5之间的空腔中，并且可以从此处渗透到外电晕屏蔽3中并渗透到主绝缘2中。这由图4中的路径13所图示。电导体1的尺寸、主绝缘2的尺寸、外电晕屏蔽3的尺寸以及槽的尺寸被选择成使得带5被压在叠片堆4上。作为结果，在电机的制造期间，浸渍树脂9无法到达带5与叠片堆之间的接触点。这由图4中的路径14所图示。在将电导体1与主绝缘2和外电晕屏蔽3一起移除期间，已经渗透在叠片堆4与带5之间的空腔中的浸渍树脂9不会导致任何干扰，因为暴露薄片7不含浸渍树脂，并且因此确保了带5与叠片堆4之间的减弱的机械连接或不存在机械连接。

根据图3的电机的带5包括织物，其中该织物包括特氟隆、聚乙烯、聚乙烯衍生物、聚甲醛和/或聚甲醛衍生物。织物以这样的方式制成，使得它能够通过浸渍树脂9来浸渍。该织物还可以包括扁平纱线。

根据图4的电机的带5包括膜，其中该膜包括特氟隆、聚乙烯、聚乙烯衍生物、聚甲醛和/或聚甲醛衍生物。为了能够发生浸渍树脂9的浸渍，该膜被开孔有穿孔15、和/或以使得在两个相邻的匝之间设置间隙的方式而被缠绕到外电晕屏蔽3上。这种类型的一些示例在图7至图9中示出，其中带还可以包括根据图9的点粘合膜。根据图4的电机包括膜的内层片11和外层片12，其中膜以这样的方式被开孔：使得两个层片11、12的穿孔15以彼此偏移的方式布置。

根据图5的电机的外电晕屏蔽3包括：直接施加在主绝缘2上的外电晕屏蔽内层片18、被布置在外电晕屏蔽内层片18的径向外侧的外电晕屏蔽外层片19、以及被布置在外电晕屏蔽内层片18与外电晕屏蔽外层片19之间的云母带20。外电晕屏蔽内层片18和外电晕屏蔽外层片19是弱导电的。云母带20包括云母，该云母带20是电绝缘的，并且引起外电晕屏蔽内层片18与外电晕屏蔽外层片19的机械解耦。为了电连接外电晕屏蔽内层片18与外电晕屏蔽外层片19，设置导电接触带21，其在云母带20的内侧上和外侧上径向地交替地布置。在移除具有主绝缘2和外电晕屏蔽3的电导体1期间，将在云母带20的区域中发生分离，由此外电晕屏蔽3的一部分保持附留到叠片堆4。为了防止这种情况，导电层16可以设置在外电晕屏蔽3与叠片堆4之间。在设置导电层16的情况下，不需要设置云母带20、接触带21和外电晕屏蔽外层片19，从而使得电机具有简单的结构。图6示出了这样的电机，其中外电晕屏蔽3仅包括外电晕屏蔽内层片18。这里，导电层16由膜形成，其中该膜的两个层片11、12被设置。

作为示例，浸渍树脂包括环氧树脂。环氧树脂包括例如双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、酚醛清漆、脂族环氧树脂和/或脂环族环氧树脂。此外，环氧树脂优选包括环状羧酸酐，特别是马来酸酐、邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐和/或六氢邻苯二甲酸酐。

作为示例，主绝缘2和/或外电晕屏蔽3包括云母，特别是以云母纸的形式的云母。为了外电晕屏蔽3的导电性，云母可以涂覆有金属氧化物，特别是半导体金属氧化物。

在用于拆卸电机的一个示例性方法中，电导体1、主绝缘2和外电晕屏蔽3从槽中移除，其中移除包括分离外电晕屏蔽3和导电层16和/或分离导电层16和叠片堆4。

作为示例，用于制造电机的方法如下进行：将电导体1、包围导体1的主绝缘2、以及包围主绝缘2的外电晕屏蔽3引入电机的叠片堆4的槽中，其中导电层16设置在外电晕屏蔽3的径向外侧，并且被配置成将外电晕屏蔽3导电地连接到叠片堆4；用浸渍树脂浸渍主绝缘2和外电晕屏蔽3；固化浸渍树脂。

尽管已经借助于优选的示例性实施例来更具体地说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例的限制，并且本领域技术人员可以在不脱离本发明的保护范围的情况下从其中得出其他变型。

Claims (14)

1.一种电机，包括：

一个电导体(1)；包围所述导体(1)的一个主绝缘(2)；包围所述主绝缘(2)的一个外电晕屏蔽(3)；具有多个槽的一个叠片堆(4)，所述导体(1)被引入所述多个槽中；以及一个导电层(16)，所述导电层(16)被布置在所述外电晕屏蔽(3)的径向外侧并且被配置为将所述外电晕屏蔽(3)导电地连接到所述叠片堆(4)，

其中所述主绝缘(2)、所述外电晕屏蔽(3)、所述导电层(16)和所述叠片堆(4)的粘合以这样的方式彼此协调：使得最低粘合出现在所述导电层(16)的一个表面处，其中所述导电层(16)具有比所述外电晕屏蔽(3)低的电阻率。

2.根据权利要求1所述的电机，

其中所述导电层(16)包括润滑漆和/或一条带(5)，其中所述带(5)包括特氟隆、聚乙烯、聚乙烯衍生物、聚甲醛和/或聚甲醛衍生物。

3.根据权利要求2所述的电机，

其中所述润滑漆包括聚乙酸乙烯酯、环氧树脂、酚醛清漆、特氟隆和/或酚醛清漆环氧树脂。

4.根据权利要求2或3所述的电机，

其中所述润滑漆包括石墨。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的电机，

其中所述带包括一个涂层，所述涂层包括硅树脂。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的电机，

其中所述带(5)包括一个织物、特别是具有多条扁平纱线的一个织物，和/或包括至少一个膜。

7.根据权利要求6所述的电机，

其中所述织物是可浸渍的，并且所述膜是带开孔的、和/或以使得在两个相邻的匝之间设置间隙的方式被缠绕到所述外电晕屏蔽(3)上。

8.根据权利要求6或7所述的电机，

其中所述带(5)包括所述膜的两个层片(11、12)，其中所述膜以这样的方式被开孔：使得所述两个层片(11、12)相对于彼此偏移的方式被开孔。

9.根据权利要求2至8中任一项所述的电机，

其中所述带(5)包括多个炭黑颗粒、多个石墨颗粒、多个碳纤维和/或多个半导电颗粒，特别是多个SiC颗粒、多个金属氧化物颗粒和/或多个金属氧化物涂覆的云母颗粒和/或多个氧化铝颗粒。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的电机，

其中所述叠片堆具有以不同程度突出到所述多个槽中的薄片(6)，其中仅所述薄片(6)的一部分与所述带(5)接触，其中所述部分由深入突出到所述槽中的薄片(6)形成。

11.根据权利要求10所述的电机，

其中所述电导体(1)的尺寸、所述主绝缘(2)的尺寸、所述外电晕屏蔽(3)的尺寸以及所述多个槽的尺寸被选择成使得所述带(5)被压在所述叠片堆(4)上。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电机，

其中所述主绝缘(2)和所述外电晕屏蔽(3)由浸渍树脂浸渍，并且所述浸渍树脂被固化，其中浸渍树脂没有被置于所述导电层(16)将所述外电晕屏蔽(3)导电地连接到所述叠片堆(4)的位置处。

13.一种用于拆卸根据权利要求1至11中任一项所述电机的方法，

其中所述电导体(1)、所述主绝缘(2)和所述外电晕屏蔽(3)从所述多个槽中被移除，其中所述移除包括将所述外电晕屏蔽(3)和所述导电层(16)分离、和/或将所述导电层(16)和所述叠片堆(4)分离。

14.一种用于制造根据权利要求1至11中任一项所述电机的方法，包括以下步骤：

-将一个电导体(1)、包围所述导体(1)的一个主绝缘(2)以及包围所述主绝缘(2)的一个外电晕屏蔽(3)引入所述电机的一个叠片堆(4)的多个槽中，其中一个导电层(16)被设置在所述外电晕屏蔽(3)的径向外侧并且被配置为将所述外电晕屏蔽(3)导电地连接到所述叠片堆(4)；

-用浸渍树脂浸渍所述主绝缘(2)和所述外电晕屏蔽(3)；

-固化所述浸渍树脂。