DE19748529A1 - Insulation of electric wound coils of electric machine - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit mehreren Wickeldrähten.The invention relates to an electrical machine with several Winding wires.
Bei einer bekannten elektrischen Maschine sind die Wic keldrähte mit Isolierlack beschichtet und einzel- oder bün delweise in die Nuten des Stators bzw. des Rotors eingelegt. Durch die Lackiertechnologie wie in DE-OS 195 38 189 A1 bzw. DE-OS 195 38 190 A1 beschrieben, ist keine vollständige Po renfreiheit der Lackschicht erzielbar. Darüberhinaus ist die erzielbare Schichtdicke und damit die Spannungsfestigkeit und somit die Lebensdauer der elektrischen Maschine begrenzt. Für Spezialanwendungen, die eine hohe chemische Resistenz er fordern, sind elektrische Maschinen bekannt, deren Wic keldrähte mit einem Thermoplast auf Basis thermoplastischer Fluorpolymere beschichtet sind.In a known electrical machine, the wic Keldwires coated with insulating varnish and single or bunch inserted into the slots of the stator or rotor. Due to the painting technology as in DE-OS 195 38 189 A1 or DE-OS 195 38 190 A1 described, is not a complete Po The paint layer can be achieved without Furthermore, the achievable layer thickness and thus the dielectric strength and thus the life of the electrical machine is limited. For special applications with high chemical resistance electrical machines are known, the wic Keld wires with a thermoplastic based on thermoplastic Fluoropolymers are coated.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrische Maschine zu schaffen, die gegebenenfalls ohne zusätzliche Be schaltungselemente, wie z. B. R-C-Elemente für Umrichterbe trieb sämtlicher Nennspannungsebenen elektrischer Maschinen geeignet ist und die auch bei Schmutz und Nässe teilentla dungsresistent ist, ohne daß Bauvolumen für zusätzliche Iso lationsmaßnahmen zur Verfügung gestellt werden muß.The object of the present invention is an electrical To create machine, which without additional Be circuit elements, such as. B. R-C elements for converter drives all nominal voltage levels of electrical machines is suitable and partially discharged even when dirty and wet is resistant to manure, without the construction volume for additional iso lation measures must be made available.
Eine elektrische Maschine, bei der die Wickeldrähte einzeln in die Nuten eingelegt sind, wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch Anspruch 1 gelöst. Für eine elektrische Maschine, bei der die Wickeldrähte zu wenigstens einem Leiterbündel zusam mengefaßt sind, wird die Aufgabe durch Anspruch 2 gelöst. An electrical machine in which the winding wires are individually are inserted into the grooves, the task is inventively solved by claim 1. For an electrical machine, at which the winding wires together to form at least one conductor bundle are quantified, the object is achieved by claim 2.
Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine wird durch die frei wählbare Schichtdicke der Isolationsschicht auf den Wickeldrähten, die ein- oder mehrlagig ausgebildet sein kann und im Extrusionsverfahren hergestellt ist, die Isolations schicht den jeweiligen Nennspannungen der elektrischen Ma schine angepaßt. Diese Isolierschicht ist porenfrei und kann gegenüber einer Beschichtung mit Isolierlack in einer wesent lich höheren Schichtdicke aufgetragen werden, so daß diese Wickeldrähte fertigungstechnisch weniger Zeitaufwand erfor dern.In the electrical machine according to the invention the freely selectable layer thickness of the insulation layer on the Winding wires, which can be formed in one or more layers and is produced in the extrusion process, the insulation layer the respective nominal voltages of the electrical Ma adapted to the machine. This insulating layer is non-porous and can compared to a coating with insulating varnish in an essential Lich higher layer thickness are applied, so that this In terms of manufacturing technology, winding wires require less time other.
Elektrische Maschinen, die Wicklungsdrähte gemäß den Merkma len der Ansprüche 1 und 2 aufweisen, eignen sich besonders für höhere Spannungsbeanspruchungen, wie sie z. B. bei Umrichter betrieb oder betriebsbedingten Schalthandlungen auftreten, ohne daß zusätzliche Beschaltungselemente ergänzt werden oder zusätzlicher Isolationsaufwand notwendig ist.Electrical machines, the winding wires according to the Merkma len of claims 1 and 2 are particularly suitable for higher stresses such as z. B. with converter operation or operational switching operations occur, without additional wiring elements being added or additional insulation is necessary.
Durch derartige elektrische Maschinen werden Spannungsspitzen bis zum Fünffachen des Scheitelwertes der Maschinennennspan nung beherrscht, ohne daß Teilentladungen oder Isolations schäden auftreten und die Lebensdauer der elektrischen Ma schine beeinträchtigen.Such electrical machines cause voltage peaks up to five times the peak value of the nominal machine chip controlled without partial discharges or insulation damage occur and the lifespan of the electrical Ma affect the machine.
Durch die Porenfreiheit der Isolierschicht der Wickeldrähte der elektrischen Maschine sind die Wicklungen nässebeständig, so daß keine Zusatzisolierungen erforderlich sind, die einer seits die Herstellungskosten der Wicklung verteuern und ande rerseits den Aktivteil der Wicklung verringern.Due to the absence of pores in the insulating layer of the winding wires the windings of the electrical machine are resistant to moisture, so that no additional insulation is required, the one on the one hand, increase the cost of manufacturing the winding and others reduce the active part of the winding.
Eine thermisch höhere belastbare Wicklung der elektrischen Maschine erhält man dadurch, daß die Isolierschicht aus einem Hochtemperaturthermoplast besteht, wobei die aufgeführten Hochtemperaturthermoplaste fertigungstechnisch besonders ge eignet sind. A thermally higher loadable winding of the electrical The machine is obtained by making the insulating layer from one High temperature thermoplastic exists, the listed High-temperature thermoplastics, particularly in terms of production technology are suitable.
Durch die sehr gute Bindung von Thermoplast, insbesondere von den in Anspruch 9 aufgeführten Hochtemperaturthermoplasten mit gegebenenfalls verwendeten Imprägnierharzen sowie durch die gute Verträglichkeit mit allen polaren Lösemitteln, sind bei einer Umstellung auf mit Thermoplast beschichtete Wic keldrähte Änderungen im Produktionsablauf nicht erforderlich.Due to the very good binding of thermoplastic, especially of the high-temperature thermoplastics listed in claim 9 with impregnation resins, if used, and by that are well tolerated by all polar solvents when switching to thermoplastic coated wic tapered wires Changes in the production process are not necessary.
Eine weitere Verbesserung der dielektrischen, thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften der Wicklung der elektri schen Maschine kann erreicht werden, indem anorganische Füll stoffe, dem Thermoplast bzw. Hochtemperaturthermoplast beige mischt werden.Another improvement in dielectric, thermal and / or mechanical properties of the winding of the electri machine can be achieved by using inorganic fillers fabrics, the thermoplastic or high-temperature thermoplastic beige to be mixed.
Zusätzliche Vorteile bzgl. Teilentladungsresistenz sind au ßerdem durch amorphe oder teilkristalline Strukturen dieser Thermoplaste bzw. Hochtemperaturthermoplaste festzustellen.Additional advantages in terms of partial discharge resistance are also also by amorphous or semi-crystalline structures of these Determine thermoplastics or high-temperature thermoplastics.
Für eine mehrlagige Isolierschicht der Wickeldrähte bzw. der Leiterbündel der elektrischen Maschine hat sich als besonders wirtschaftliches Herstellungsverfahren das Co- oder Tandemex trusionsverfahren herausgestellt. Die Beschichtung der Wic keldrähte, die als Runddraht, als Flachdraht oder als Stab wicklung ausgebildet sein können, und deren Isolierschicht aus einem oder mehreren Thermoplasten bzw. Hochtempera turthermoplasten besteht, ist umweltfreundlicher als eine Be schichtung mit Isolierlack, da Thermoplaste bzw. die Hochtem peraturthermoplaste im Gegensatz zu Isolierlacken keine Löse mittel enthalten, die beim Trocknungsvorgang vollständig ver dampfen.For a multi-layer insulation layer of the winding wires or the Conductor bundle of the electrical machine has proven to be special economical manufacturing process the co- or tandemex trusion process highlighted. The coating of the wic keldwires, which as round wire, as flat wire or as rod winding can be formed, and their insulating layer from one or more thermoplastics or high temperature further thermoplastic is more environmentally friendly than a Be layering with insulating varnish, since thermoplastics or the high temperature In contrast to insulating varnishes, thermal thermoplastics have no solvents contain agents that ver during the drying process completely vaping.
Gegenüber den mehrfach notwendigen Beschichtungs- und Trocknungsvorgängen bei einer Isolierlackbeschichtung genügt bei einer Extrusionsbeschichtung der Wickeldrähte mit Thermo plast bzw. Hochtemperaturthermoplast im Regelfall ein einzi ger Beschichtungsvorgang, woraus eine wesentlich höhere Pro duktionsgeschwindigkeit bei der Herstellung von mit Thermo plast bzw. Hochtemperaturthermoplast beschichteten Wic keldrähten resultiert.Compared to the coating and coating required several times Drying processes with an insulating varnish coating are sufficient with an extrusion coating of the winding wires with thermo plast or high-temperature thermoplastic usually a single eng coating process, resulting in a much higher pro production speed in the production of thermo plast or high temperature thermoplastic coated Wic results in the contact wires.
Aufgrund des kürzeren Beschichtungsprozesses ist der Wick lungsdraht darüberhinaus weniger Umlenkungen ausgesetzt, wo durch sich bei Kupferwicklungsdrähten eine für die Herstel lung der elektrischen Maschine günstigere Kupferweichheit er gibt.Due to the shorter coating process, the wick wire also exposed to fewer redirections where by itself with copper winding wires one for the manufacturer development of the electrical machine cheaper copper softness gives.
Die in Anspruch 8 bis 11 beschriebenen speziellen Ausfüh rungsformen der Isolierschicht der Wickeldrähte haben sich bezüglich der an die elektrische Maschine zu stellenden An forderungen als besonders vorteilhaft bezüglich der Teilent ladungsresistenz und Haltbarkeit in rauher Industrieumgebung erwiesen.The special embodiment described in claims 8 to 11 Forms of insulation of the winding wires have changed regarding the type to be placed on the electrical machine requirements as particularly advantageous with regard to the parts Charge resistance and durability in harsh industrial environments proven.
Claims (11)
- a) mehreren Wickeldrähten,
- b) die Wickeldrähte sind mit mindestens einer im Extrusions verfahren in vorgebbarer Schichtdicke aufgebrachten Iso lierschicht porenfrei beschichtet,
- c) die Isolierschicht besteht aus wenigstens einem Thermo plast und/oder Hochtemperaturthermoplast,
- d) der Thermoplast und/oder Hochtemperaturthermoplast weist eine gute Bindung zu Imprägniermitteln auf,
- e) der Thermoplast und/oder Hochtemperaturthermoplast weist eine amorphe oder teilkristalline Struktur auf und/oder es sind Füllstoffe beigemischt.
- a) several winding wires,
- b) the winding wires are coated with at least one insulating layer applied in the extrusion process with a predeterminable layer thickness, without pores,
- c) the insulating layer consists of at least one thermoplastic and / or high-temperature thermoplastic,
- d) the thermoplastic and / or high-temperature thermoplastic has a good bond to impregnating agents,
- e) the thermoplastic and / or high-temperature thermoplastic has an amorphous or partially crystalline structure and / or fillers are added.
- a) mehreren Wickeldrähten, die zu wenigstens einem Leiterbün del zusammengefaßt sind,
- b) das Leiterbündel ist mit mindestens einer im Extrusions verfahren in vorgebbarer Schichtdicke aufgebrachten poren freien Isolierschicht versehen,
- c) die Isolierschicht besteht aus wenigstens einem Thermo plast und/oder Hochtemperaturthermoplast,
- d) der Thermoplast und/oder Hochtemperaturthermoplast weist eine gute Bindung zu Imprägniermitteln auf,
- e) der Thermoplast und/oder Hochtemperaturthermoplast weist eine amorphe oder teilkristalline Struktur auf und/oder es sind Füllstoffe beigemischt.
- a) a plurality of winding wires which are combined to form at least one conductor bundle del
- b) the conductor bundle is provided with at least one pore-free insulating layer applied in the extrusion process with a predefinable layer thickness,
- c) the insulating layer consists of at least one thermoplastic and / or high-temperature thermoplastic,
- d) the thermoplastic and / or high-temperature thermoplastic has a good bond to impregnating agents,
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