对电机的有源部件的线圈绕组的绝缘的制作方法

1.本发明涉及一种用于将旋转电机的有源部件(即定子或转子)的线圈绕组绝缘的方法和用于执行该方法的设备。


背景技术：

2.更具体地，本发明涉及将旋转电机的有源部件的线圈绕组绝缘，其中通过所谓的真空压力浸渍(英文vacuum pressure impregnation，简称vpi)利用绝缘树脂浸渍线圈绕组。在真空压力浸渍时，有源部件首先在真空中被脱气，并且然后被浸入绝缘树脂中。最后，绝缘树脂和浸入绝缘树脂中的有源部件经受过压，以将绝缘树脂压入有源部件的抽真空的、至此尚未用绝缘树脂填充的空腔中。在此，必须防止：在浸渍后，较大量绝缘树脂又从有源部件流出。树脂的流出一方面具有产生较差绝缘值的缺点，但另一方面还具有更严重的缺点，即产生在突然减压的情况下会容易损坏或破坏的绝缘。这种损坏能够通过绝缘部中的缩孔而形成，即由于封闭的空腔引起，该空腔通过流出的树脂形成并且在电机运行中在机器所经受的高的工艺气体压力下的气体扩散到所述空腔中，进而在所述空腔中充斥这样高的工艺气体压力。在电机环境中压力快速下降的情况下，扩撒到缩孔中的气体无法足够快地泄漏，使得在缩孔中通过保留在那里的气体形成过压，该过压导致绝缘部的破裂或脱层。
3.在特定树脂的情况下，浸渍后能够通过所谓的促进剂来减少绝缘树脂的流出，其中，促进剂是引入待浸渍的线圈绕组中的并在浸渍过程期间使绝缘树脂凝胶化进而防止流出的材料。然而，这种促进剂无法在所有绝缘树脂中使用，特别是无法在如下特定树脂中使用，该特定树脂对于特定快速运转电机的绕组的绝缘是必需的并且在通过工艺气体冷却时必须耐高压。


技术实现要素：

4.本发明所基于的目的是：提出一种利用真空压力浸渍来用于将旋转电机的有源部件的线圈绕组绝缘的改进的方法以及一种用于执行该方法的设备。
5.根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的方法和具有权利要求7的特征的设备来实现。
6.本发明的有利的设计方案是从属权利要求的主题。
7.在根据本发明的、用于将旋转电机的有源部件的线圈绕组绝缘的方法中，有源部件首先在槽状的浸渍容器中通过真空压力浸渍被绝缘树脂浸渍。然后，将还一直填充有绝缘树脂的浸渍容器连同布置在其中的有源部件一起引入烘烤炉中，并且将绝缘树脂中的有源部件置于围绕有源部件的纵轴线的旋转中。在有源部件旋转期间，将绝缘树脂从浸渍容器导出，并且然后将炉温度升高到预设的烘烤温度，并且在预设的烘烤持续时间期间保持到烘烤温度。在烘烤持续时间到期后，才结束有源部件的旋转
8.在根据本发明的方法中，在真空压力浸渍之后，通过在绝缘树脂固化期间将源部
件置于旋转并保持旋转，绝缘树脂从有源部件的流出显着减少。在此，特别有利地，有源部件已经被置于旋转中，而有源部件还被浸入绝缘树脂中，并且在绝缘树脂从浸渍容器中排出期间和在烘烤炉中烘烤期间维持旋转。由此，特别地防止：在绝缘树脂的排出与烘烤开始之间经过如下时间，在该时间中有源部件不旋转并且在该时间中相应地能够流出更多的绝缘树脂，因为例如有源部件仅在绝缘树脂被排出后才被运输至烘烤炉，然后被定位在烘烤炉中，并且最后必须连接于旋转驱动器。
9.在根据本发明的方法的一个设计方案中，浸渍容器中的有源部件通过链传动装置被置于旋转中。特别地能够提出：有源部件通过两个链条保持在浸渍容器中，并且经由两个链条中的至少一个链条被置于旋转中，其中，有源部件经由两个链条被悬挂在有源部件载体处。根据本发明的方法的该设计方案考虑：根据本发明，有源部件在旋转开始时仍浸入到绝缘树脂中。链传动装置匹配本发明的该方面，因为其通过链条将驱动力矩简单地传递到有源部件上，此外，链条在被绝缘树脂污染的情况下还能够被便宜地更换。此外，根据本发明的方法的该设计方案同时能够实现将有源部件经由链条适宜地悬挂在有源部件载体处，以便在真空压力浸渍和有源部件的随后旋转期间将有源部件保持在浸渍容器中。
10.在根据本发明的方法的另一设计方案中，在引入填充有绝缘树脂的浸渍容器和布置在浸渍容器中的有源部件之前，将烘烤炉预加热到小于烘烤温度的预加热温度。由此，能够有利地将烘烤炉预加热到绝缘树脂具有适合于排出绝缘树脂的粘度的温度。
11.在根据本发明的方法的另一设计方案中，在烘烤持续时间到期之后，根据预设的温度下降曲线将炉温度降低到最终温度。在此，能够提出：在炉温度达到最终温度之后，结束有源部件的旋转。根据本发明的方法的该设计方案能够实现均匀地且受控地冷却有源部件和在线圈绕组处的绝缘树脂，以便能够避免绝缘树脂中因温度差引起的应力，该应力会损害绝缘部。
12.用于执行本发明的方法的根据本发明的设备包括：浸渍容器，浸渍容器设计用于容纳有源部件并且填充有绝缘树脂，直至有源部件完全被浸入绝缘树脂中；至少一个能够与有源部件连接的第一链轮；和有源部件载体，有源部件载体设计用于将有源部件保持在浸渍容器中，并且有源部件载体对于每个第一链轮具有第二链轮，第二链轮能够经由链条与第一链轮连接，其中，至少一个第二链轮能够由驱动器驱动，以便将有源部件置于围绕其纵轴线的旋转中。根据本发明的设备实现执行具有上面已经提出的优点的根据本发明的方法。
13.在根据本发明的设备的一个设计方案中，每个第一链轮能够经由至少一个连接元件能松脱地与有源部件连接。由此，能够有利地多次使用第一链轮，以便将有源部件的线圈绕组绝缘。
14.根据本发明的设备的另一设计方案设有两个第一链轮，第一链轮能够在有源部件的沿着有源部件的纵轴线相对置的侧处与有源部件连接，并且能够经由第一链轮将有源部件利用相应的链条被悬挂在有源部件载体处，以便将有源部件保持在浸渍容器中。在此，能够提出：能够调节两个第二链轮之间的间距。这能够实现将有源部件以上面已经提出的方式通过两个链条悬挂在有源部件载体处。此外，两个第二链轮的间距的可调节性有利地能够实现：将第二链轮的间距匹配第一链轮的间距或匹配有源部件的轴向扩展，并且将根据本发明的设备因此用于不同的轴向扩展的有源部件。
15.在根据本发明的设备的另一设计方案中，浸渍容器具有容器底部，容器底部具有排水管，排水管通入可通过闭锁装置封闭的容器开口中。由此，有利地尤其简化了绝缘树脂从浸渍容器中的流出。
16.根据本发明的设备的另一设计方案设有载体插入件，载体插入件具有网格状布置的壁，并且能够在有源部件载体处布置成，使得当浸渍容器中的有源部件浸入绝缘树脂中时，壁伸入到有源部件之上的绝缘树脂中。由此，能够有利地减少浸渍容器中的绝缘树脂的摇动(尤其在将填充有绝缘树脂的浸渍容器运输到烘烤炉中期间)。
附图说明
17.下面根据结合附图对实施例的描述，更清楚地解释本发明的上面描述的特性、特征和优点以及如何实现他们的方式和方法。在此示出：
18.图1示出根据本发明的用于将有源部件的线圈绕组绝缘的设备的一个实施例与布置在其处或其中的有源部件的立体图，
19.图2示出图1所示的有源部件和与有源部件连接的第一链轮的立体图，
20.图3示出根据本发明的用于将有源部件的线圈绕组绝缘的方法的一个实施例的流程图。
21.彼此相对应的部件在附图中设有相同的附图标记。
具体实施方式
22.图1示出根据本发明的、用于将旋转电机的有源部件5的线圈绕组3绝缘的设备1的一个实施例的立体图。设备1包括浸渍容器7、有源部件载体9和两个第一链轮11、12。
23.图2示出图1中所示的有源部件5和与有源部件5连接的第一链轮11、12的立体图。
24.有源部件5具有叠片组13，叠片组围绕有源部件5的纵轴线15环形伸展。纵轴线15限定轴向方向。叠片组13具有轴向伸展的槽17，线圈绕组3的直线部段穿过所述槽伸展，直线部段在叠片组13的两个轴向端部处通过线圈绕组3的相应的绕组头连接成线圈。槽17通过(未示出的)槽封闭楔被封闭。
25.第一链轮11、12布置在有源部件5的轴向相对置的侧上，并且分别围绕纵轴线15伸展。每个第一链轮11、12固定地布置在承载盘19、20处，承载盘通过构造为连接杆的连接元件21与叠片组13连接。承载盘19、20通过螺纹连接23可松脱地与连接元件21连接。
26.浸渍容器7槽形地构造并且具有容器底部，容器底部具有排水管25。排水管25在浸渍容器7的最底点处通入可通过闭锁装置27封闭的容器开口29中。浸渍容器7填充有绝缘树脂30，从而有源部件5完全浸入到绝缘树脂30中。
27.有源部件载体9包括布置在载体腿31上的载体框架33。两个载体梁35、36布置在载体框架33上，在载体梁处分别设置第二链轮37、38。每个第二链轮37、38经由链条39、40与第一链轮11、12连接。载体梁35、36能够固定在载体框架33处的不同的位置处，从而第二链轮37、38的间距能够匹配第一链轮11、12的间距或有源部件5的轴向扩展。
28.载体插入件41插入有源部件载体9中，载体插入件具有网格状布置的壁43。壁43伸入到有源部件5上部的绝缘树脂30中。
29.有源部件5利用链39、40悬挂在有源部件载体9处。至少一个第二链轮37、38能够通
过(未示出的)驱动器被驱动，以便将有源部件5置于围绕纵轴线15的旋转中。
30.图3示出根据本发明的、用于利用图1所示的设备1将有源部件5的线圈绕组3绝缘的方法的一个实施例的流程图100，方法具有方法步骤101至107。
31.在第一方法步骤101中，浸渍容器7中的有源部件5通过真空压力浸渍被绝缘树脂30浸渍。为此，承载盘19、20利用连接元件21固定在有源部件5处。例如利用起重机将有源部件载体9提升超过有源部件5，直至每个第一链轮11、12能够挂入在第二链轮37、38处悬挂的链条39、40中。在第一链轮11、12挂入后，有源部件载体9与悬挂在其处的有源部件5被提升，并且在浸渍容器7之上下降，使得有源部件5由有源部件载体9保持在浸渍容器7中。然后，浸渍容器7和有源部件载体9彼此连接，例如通过螺纹连接装置连接。然后，将浸渍容器7和有源部件载体9与悬挂在其处的有源部件5移入到压力容器中。压力容器被封闭并被抽真空，并且在被抽真空的压力容器中在预设的脱气持续时间期间将有源部件脱气。同时，绝缘树脂30被加热到预加热温度，例如加热到约70℃。然后，将被抽真空的压力容器中的加热过的绝缘树脂30通过容器开口29泵入浸渍容器7中，直至浸渍容器7中的绝缘树脂30的填充水平达到预设值，在预设值的情况下，有源部件5完全浸入绝缘树脂30中。然后，有源部件5在浸渍持续时间期间被绝缘树脂30浸渍。然后，将压力容器中的压力在过压持续时间期间增加到过压，并且随后再减小到正常压力。
32.在第二方法步骤102中，首先，将载体插入件41插入载体框架33中。随后，将还一直填充有绝缘树脂30的浸渍容器7和有源部件载体9与悬挂在其处的有源部件5引入到预加热到预加热温度的烘烤炉中。
33.在第三方法步骤103中，通过由驱动器(例如经由万向轴)驱动至少一个第二链轮37、38，将绝缘树脂30中的有源部件5置于围绕纵轴线15的旋转中，例如置于以大致每分钟三转的角速度的旋转中。
34.在第四方法步骤104中，绝缘树脂30从浸渍容器7被泵出，而有源部件5继续保持旋转。可选地，在绝缘树脂30被泵出之后，将大面积的收集槽推到敞开的容器开口29下方，以便将例如从有源部件5滴落的尾随的绝缘树脂30收集并将其大面积地分布，以便在第五方法步骤105中的烘烤期间避免绝缘树脂30的自燃。
35.在第五方法步骤105中，炉温度被升高到预设的烘烤温度，例如大约170℃，并且在预设的烘烤持续时间(例如大约八小时)期间保持到烘烤温度。
36.在第六方法步骤106中，根据预设的温度下降曲线将炉温度逐渐降低到最终温度。
37.在第七方法步骤107中，在炉温度达到最终温度之后，结束有源部件5的旋转。然后，将冷却的设备1拆卸，并且检查并且必要时清洁或更换设备1的与绝缘树脂30接触的所有部件(浸渍容器7、链轮11、12、37、38、链条39、40、承载盘19、20和载体插入件41)。
38.尽管详细地通过优选的实施例详细阐明和描述本发明，但本发明不比所公开的实例限制，并且本领域技术人员在不脱离本发明的保护范围的情况下能够从中推导出其他的变体方案。