一种凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法
阅读说明：本技术 一种凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法 (Insulation method for rotor winding of salient-pole wound generator ) 是由 郭季强 张燕 王逸文 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法,包括以下步骤：在第一个磁极的绕线通道上均匀地涂刷一层绝缘胶；将绝缘纸压贴在涂好绝缘胶的第一个磁极的绕线通道上；将四张绝缘纸一一对应地贴放在两对绕组支撑上；在第一个磁极的绕线通道和两对绕组支撑上自内向外绕制第一层绕组；在第一层绕组的表面均匀地涂刷绝缘胶,再自外向内绕制第二层绕组至最外层绕组,第二层绕组的导线与第一层绕组的导线交错叠齐；每绕完一层绕组即涂刷一层绝缘胶；对转子绕组进行测量直流电阻、绝缘电阻以及耐电压试验；将转子放入烘箱进行绝缘胶的烘焙固化。本发明能使转子绕组之间的气隙充满绝缘胶,保证转子绕组在旋转时极高的粘结强度和绝缘的可靠性。(The invention discloses an insulation method of a rotor winding of a salient pole wound generator, which comprises the following steps: uniformly brushing a layer of insulating glue on a winding channel of the first magnetic pole; pressing and pasting the insulating paper on the winding channel of the first magnetic pole coated with the insulating glue; the four pieces of insulation paper are correspondingly attached to the two pairs of winding supports one by one; winding a first layer of windings from inside to outside on a winding channel of the first magnetic pole and the two pairs of winding supports; uniformly coating insulating glue on the surface of the first layer of winding, winding the second layer of winding from outside to inside to the outermost layer of winding, and overlapping the conducting wires of the second layer of winding and the conducting wires of the first layer of winding in a staggered manner; coating a layer of insulating glue after winding a layer of winding; carrying out direct current resistance, insulation resistance and voltage resistance test on the rotor winding; and (4) putting the rotor into an oven to bake and solidify the insulating glue. The invention can fill the air gap between the rotor windings with insulating glue, and ensure the extremely high bonding strength and insulation reliability of the rotor windings during rotation.)
技术领域
本发明涉及一种凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法。
背景技术
现有的同步发电机多采用凸极绕线式转子作为励磁源，这种绕线式转子是通过将铜导体缠绕在转子的各个磁极上，在铜导体通电的条件下使转子产生感应电势所需的磁场，从而实现同步发电机的电枢绕组产生感应电动势，进而对外输出电压的功能。基于同步发电机的工作原理，产生感应电动势的必须条件是同步发电机的转子以某一固定旋转速度旋转，而转子的旋转速度取决于发电机的极数，极数越多，转子旋转的速度越低，极数越少，转子旋转的速度越高。随着科学的发展，目前对于同步发电机的单机容量要求越来越大，这样就要求同步发电机的转子越做越大。凸极绕线式转子在工作中要克服的是在高速旋转的情况下，其绕组的绝缘以及绕组本身不会因为巨大的离心力而被损坏。
目前常用的对于转子绕组的绝缘固化方法多采用真空浸漆方法。真空浸漆方法主要是通过抽真空使浸漆灌产生负压力，而将环氧树脂绝缘漆从储漆灌浸入到转子所在的浸漆灌，且渗透到转子绕组的气隙里，通过绝缘漆本身的粘度附着在绕组表面，通过烘箱加热后线圈表面的绝缘漆得到固化，从而使绕组表面形成一层坚固的漆膜，进而起到强化绝缘的作用。为确保绝缘漆流动性好，本方法要求绝缘漆的粘度较小，而较小的粘度不能保证很好的绝缘漆附着，为保证绝缘漆的挂漆量通常需要重复浸漆两次以上。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，它能使转子绕组之间的气隙充满绝缘胶，提高转子绕组的整体性和机械强度，同时提高发电机的绝缘质量，保证转子绕组在旋转时极高的粘结强度以及绝缘的可靠性，延长发电机的使用寿命。
本发明的目的是这样实现的：一种凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，包括以下步骤：
步骤一，在转子铁心的第一个磁极的绕线通道上均匀地涂刷一层绝缘胶；
步骤二，将绝缘纸压贴在涂好绝缘胶的第一个磁极的绕线通道上，并使绝缘纸的两头伸出转子铁心的驱动侧端面和非驱动侧端面的长度相等，然后将两对绕组支撑一一对应地固定在第一个磁极的两端，再将绕线模固定在转子铁心上并对准第一个磁极；
步骤三，将一根长绝缘套管和一根短绝缘套管依次从导线的首端套入，并将短绝缘套管和长绝缘套管远离导线的首端，然后将导线的首端固定在第一个磁极的靠近转子铁心的非驱动侧，同时将四张绝缘纸一一对应地贴放在两对绕组支撑上；
步骤四，采用绕线机在压贴好绝缘纸的第一个磁极的绕线通道和两对绕组支撑上自内向外绕制第一层绕组，绕制时要一直将短绝缘套管和长绝缘套管往后挪；
步骤五，在第一层绕组的表面均匀地涂刷绝缘胶，使绝缘胶填满导线间的空隙，再自外向内绕制第二层绕组至最外层绕组，第二层绕组的导线与第一层绕组的导线交错叠齐；每绕完一层绕组即涂刷一层绝缘胶，依次循环直至绕制到最外层绕组的倒数第二匝；
步骤六，绕制最外层绕组的倒数第二匝时，将预留的所述短绝缘套管放置在靠近转子铁心的非驱动端处，绕制最外层绕组的最后一匝时，将预留的所述长绝缘套管也放置在靠近转子铁心的非驱动端处，并且长绝缘套管的向着转子铁心的驱动端的一端与短绝缘套管的向着转子铁心的驱动端的一端齐平，再用薄铜皮包紧长绝缘套管和短绝缘套管并将薄铜皮焊牢，然后在最外层绕组的表面涂刷一层绝缘胶，最后将导线剪断，并留一定长度的导线的末端；
步骤七，拆除第一个磁极上的绕线模，重复步骤一至步骤六，进行第二个磁极的绕组绕制，直至完成剩余磁极的绕组绕制；
步骤八，在每个磁极的绕组端部进行端部绝缘绑扎；
步骤九，在相邻磁极的绕组的直线段之间沿转子铁心的长度方向间隔地安装若干压线块，并在每个压线块与绕组的表面之间塞一张绝缘纸；
步骤十，将相邻磁极的导线的首端和导线的末端进行串联焊接，并最终引出两条线作为正负极引线，正负极引线分别焊接一根软电缆线，所有的焊接接头均用玻璃丝带半叠包，然后套好绝缘套管，再对所有的绑扎处和接头处均匀涂刷绝缘胶；
步骤十一，对转子绕组进行测量直流电阻、绝缘电阻以及耐电压试验；
步骤十二，将试验合格后的转子放入烘箱进行绝缘胶的烘焙固化；
步骤十三，对固化好的转子绕组的表面喷涂环氧漆后转入下道工序。
上述的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，其特征在于，所述绝缘胶采用在常温25℃下的粘度达到70000毫帕秒环的氧树脂绝缘胶。
上述的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，其中，所述绝缘纸的耐热温度为180℃。
上述的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，其中，所述长绝缘套管、短绝缘套管和绝缘套管均采用硅胶绝缘套管。
上述的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，其中，所述导线采用耐热温度为180℃或220℃的带有聚酯亚胺或聚酰亚胺绝缘膜的漆包圆铜线。
上述的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，其中，进行步骤一时，绝缘胶涂刷前将绝缘胶的温度保持在30～40℃。
上述的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，其中，进行步骤四时，将绕线机的张力装置的压力调节至0.5Mpa。
上述的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，其中，进行步骤十一的耐压试验时，以两倍的额定电压加1000伏持续1分钟。
上述的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，其中，进行步骤十二时，固化温度为150～160℃，烘烤时间为16～36小时。
本发明的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法具有以下特点：
1)本发明采用了带有聚酯亚胺或聚酰亚胺绝缘膜的漆包圆铜线，其自身具备良好的绝缘特性，耐热温度为180℃或220℃，并采用两层芳纶纸中间夹有聚酯薄膜的绝缘纸垫于导线下面与转子铁心隔绝，该绝缘纸耐温可达180℃，增强了绕组与转子铁心之间的绝缘水平，同时也很好地保护了导线的绝缘膜；还采用在常温25℃下的粘度达到70000毫帕.秒的环氧树脂绝缘胶，该绝缘胶在固化后为转子提供良好的绝缘性能及极高的粘结强度，使磁极上的转子绕组能够承受较大的离心力而不松散；
2)本发明的绝缘方法通过在绕制绕组的过程中对绕组的表面进行涂刷绝缘胶，确保绕组的每处间隙都充满绝缘胶，由于绝缘胶的粘度大，因此在固化过程中绝缘胶不会流失，从而保证固化后的绕组能粘结成整体，提升了绕组的绝缘性能及机械强度，另外固化后绕组表面加涂的防腐油漆能有效隔绝潮气渗入绕组，很好地保护了绕组在使用过程中的绝缘性能，延长发电机的使用寿命。
附图说明
图1是进行本发明的绝缘方法的步骤五时的状态图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
本发明的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，采用绝缘纸、绝缘胶、绝缘套管、带有张力装置的转子绕线机和烘箱。其中，绝缘纸为两层芳纶纸中间夹有聚酯薄膜的复合绝缘纸，该绝缘纸的耐热温度为180℃；绝缘胶采用无溶剂、不含稀释剂、无刺激性气味且在常温25℃下的粘度达到70000毫帕.秒的环氧树脂绝缘胶；绝缘套管采用硅胶套管；绕组的导线采用带有聚酯亚胺或聚酰亚胺绝缘膜的漆包圆铜线，耐热温度为180℃或220℃。
本发明的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法包括以下步骤：
步骤一，在转子铁心33的第一个磁极的绕线通道上用毛刷均匀地涂刷一层绝缘胶，涂刷前通过保温设备将绝缘胶的温度保持在30～40℃；
步骤二，将绝缘纸压贴在涂好绝缘胶的第一个磁极的绕线通道上，并使绝缘纸的两头伸出转子铁心的驱动侧端面和非驱动侧端面的长度相等，然后将两对绕组支撑34通过销钉一一对应地固定在第一个磁极的两端，再将绕线模32固定在转子铁心33上并对准第一个磁极；
步骤三，将一根长度为150mm的长绝缘套管和一根长度为20mm短绝缘套管依次从导线的首端套入，并将短绝缘套管和长绝缘套管远离导线的首端，然后将导线的首端固定在第一个磁极的靠近转子铁心33的非驱动侧，同时将四张绝缘纸一一对应地贴放在两对绕组支撑34上；长绝缘套管和短绝缘套管均采用硅胶套管；
步骤四，采用绕线机在压贴好绝缘纸的第一个磁极的绕线通道和两对绕组支撑34上自内向外绕制第一层绕组，第一层绕组通过绕线模32的排线块使导线相切布置，绕制时将绕线机31的张力装置的压力调节至0.5Mpa；绕制时要一直将短绝缘套管和长绝缘套管往后挪；
步骤五，在第一层绕组的表面采用毛刷或抹刀均匀地涂刷绝缘胶，使绝缘胶填满导线间的空隙，再自外向内绕制第二层绕组至最外层绕组，第二层绕组的导线与第一层绕组的导线交错叠齐；每绕完一层绕组30即采用毛刷或抹刀35涂刷一层绝缘胶(见图1)，依次循环直至绕制到最外层绕组的倒数第二匝；
步骤六，绕制最外层绕组的倒数第二匝时，将预留的短绝缘套管放置在靠近转子铁心的非驱动端处，绕制最外层绕组的最后一匝时，将预留的长绝缘套管也放置在靠近转子铁心的非驱动端处，并且长绝缘套管的向着转子铁心的驱动端的一端与短绝缘套管的向着转子铁心的驱动端的一端齐平，再用0.3毫米厚的薄铜皮包紧长绝缘套管和短绝缘套管并将薄铜皮焊牢，然后在最外层绕组的表面采用毛刷或抹刀涂刷一层绝缘胶，最后将导线剪断，并留200毫米长的导线的末端，完成第一磁极的绕组绕制；
步骤七，拆除第一个磁极上的绕线模，重复步骤一至步骤六，进行第二个磁极的绕组绕制，直至完成剩余磁极的绕组绕制；
步骤八，用玻璃丝绑扎管在每个磁极的绕组端部进行端部绝缘绑扎，绕组端部无通风道的每个磁极绑扎两道，绕组端部有通风道的每个磁极绑扎四道，每道两圈；
步骤九，端部绝缘绑扎后，在相邻的磁极的绕组的直线段之间沿转子铁心的长度方向间隔地安装若干压线块，并在每个压线块与绕组的表面之间塞一张绝缘纸，保证压线块与绕组之间的绝缘；压线块能将转子绕组压实，防止绕组变形或松散；
步骤十，将相邻的磁极的导线的首端和导线的末端进行串联焊接，并最终引出两条线作为正负极引线，正负极引线分别焊接一根软电缆线，所有的焊接接头均用玻璃丝带半叠包，然后套好绝缘套管，再对所有的绑扎处和接头处均匀涂刷绝缘胶；
步骤十一，对转子绕组进行测量直流电阻、绝缘电阻以及耐电压试验，耐电压试验时，设置为2倍的额定电压加1000伏持续1分钟；
步骤十二，将试验合格后的转子放入烘箱进行绝缘胶的烘焙固化，固化温度为150～160℃，烘烤时间为16～36小时；
步骤十三，对固化好的转子绕组的表面喷涂环氧漆后转入下道工序。
本发明的凸极绕线式发电机转子绕组的绝缘方法，改变了传统绝缘固化的方法，采用了预绝缘的圆形漆包铜导线作为转子的绕组，夹有聚酯薄膜的预成型复合绝缘纸垫于铜导线下面使导线与转子铁心隔绝，在将漆包铜导线缠绕在转子磁极过程中同时向绕组表面涂刷高粘度的环氧树脂绝缘胶，最后通过热烘箱将转子绕组进行烘焙，将环氧树脂绝缘胶固化，以达到转子所需的绝缘性能以及转子在高速旋转状态下的绕组的强度性能，本发明的绝缘方法提升了转子绕组的绝缘性能，提高了转子绕组的机械强度。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
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