專利名稱：一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電機(jī)絕緣領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能的開發(fā)和利用發(fā)展非常迅速，風(fēng)力發(fā)電的應(yīng)用技術(shù)已日趨成熟。日本福島核電站事件之后，全球風(fēng)電市場(chǎng)成為新的關(guān)注點(diǎn)。中國(guó)風(fēng)電發(fā)展迅速，發(fā)展的主要?jiǎng)右騺?lái)自政府支持與鼓勵(lì)、現(xiàn)有的和新建的風(fēng)場(chǎng)需求增加、材料成本的優(yōu)勢(shì)。隨著風(fēng)電經(jīng)濟(jì)性的進(jìn)一步提升和風(fēng)電并網(wǎng)消納問(wèn)題的逐步解決，同時(shí)在政府政策的強(qiáng)力支持下，中國(guó)將繼續(xù)引領(lǐng)世界風(fēng)電的發(fā)展。 永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有能適應(yīng)低風(fēng)速，耗能較少、后續(xù)維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。從綜合情況來(lái)看，我國(guó)低風(fēng)速的三類風(fēng)區(qū)占到全部風(fēng)能資源的50%左右，更適合使用永磁風(fēng)電機(jī)組，因此，作為風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)將是我國(guó)風(fēng)力發(fā)電機(jī)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)目前最普遍采用的繞組形式有兩種成型繞組和散嵌繞組。低壓電機(jī)主要使用散嵌繞組，高壓電機(jī)主要使用成型繞組。成型繞組焊接點(diǎn)多，容易產(chǎn)生薄弱點(diǎn)；在電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方面，由于線規(guī)選材范圍小，使優(yōu)化方案不能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。與成型繞組比較，散嵌繞組具有成本低、故障點(diǎn)少(焊接點(diǎn)少)、線規(guī)選材范圍大、設(shè)計(jì)方案易優(yōu)化等優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外風(fēng)電大公司，例如德國(guó)ENERC0N,丹麥Vestas,西班牙Gamesa等公司制造的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)均有使用散嵌繞組的案例，說(shuō)明了散嵌繞組在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中的廣泛應(yīng)用。作為風(fēng)力發(fā)電裝備的最關(guān)鍵部件，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的研制尤為關(guān)鍵，電機(jī)運(yùn)行的可靠性和運(yùn)行壽命主要取決于絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其材料的應(yīng)用。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用的特殊地理環(huán)境(戈壁、草原、海邊等)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)所用絕緣結(jié)構(gòu)及其絕緣材料有著特殊要求，如防震、耐鹽霧及在低壓、大電流絕緣結(jié)構(gòu)的機(jī)械強(qiáng)度和因力學(xué)性能下降引發(fā)的絕緣性能衰退以及特殊環(huán)境下運(yùn)行絕緣結(jié)構(gòu)的耐候性問(wèn)題等。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用的變流器，一般分為兩種可控整流和不可控整流。使用不可控整流變流器發(fā)電效率低。使用可控整流變流器發(fā)電效率高，所以當(dāng)今國(guó)內(nèi)外主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)選用可控整流變流器，但是使用可控整流變流器會(huì)產(chǎn)生脈沖尖峰電壓(2000V-2500V)，在此電壓下，易發(fā)生電暈現(xiàn)象。電暈產(chǎn)生熱效應(yīng)和臭氧、氦的氧化物等，使線圈內(nèi)局部溫度升高，導(dǎo)致膠粘劑變質(zhì)、碳化，股線絕緣和云母變白，進(jìn)而使股線松散、短路，絕緣老化。另外由于熱固性絕緣表面與槽壁接觸不良或不穩(wěn)定時(shí)，在電磁振動(dòng)的作用下，將引起槽內(nèi)間隙火花放電。這種火花放電造成的局部溫升將使絕緣表面受到嚴(yán)重侵蝕。這一切都將對(duì)電機(jī)絕緣造成極大的損害。大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)使用可控整流變流器，就要考慮尖峰脈沖電壓產(chǎn)生的電暈問(wèn)題，這就要求絕緣結(jié)構(gòu)的防電暈?zāi)芰σ獜?qiáng)，具體來(lái)說(shuō)就要求絕緣結(jié)構(gòu)的放電起始電壓、熄滅電壓要高于脈沖尖峰電壓，這樣在尖峰脈沖電壓時(shí)才不會(huì)產(chǎn)生電暈，絕緣結(jié)構(gòu)才會(huì)不受電暈的損害。散嵌繞組通常不涉及防電暈問(wèn)題，但由于我們使用可控整流變流器，就需要我們必須考慮防電暈的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種防暈?zāi)芰?qiáng)、絕緣性能好的用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，包括槽內(nèi)絕緣組件及端部絕緣組件，其中，槽內(nèi)絕緣組件包括槽楔、槽絕緣、槽底墊條、中間絕緣及散嵌線繞組，所述的槽楔設(shè)在散嵌線繞組的一端，所述的散嵌線繞組由上繞組及下繞組構(gòu)成，所述的中間絕緣設(shè)在上繞組及下繞組之間，所述的槽絕緣設(shè)在散嵌線繞組的外側(cè)，所述的槽底墊條設(shè)在槽絕緣的下部；端部絕緣組件包括端部相間絕緣件、端部絕緣、綁扎繩、軟端箍及繞組端部密封件，所述的端部相間絕緣件設(shè)在發(fā)電機(jī)端部的各繞組之間，所述的端部絕緣包裹在繞組外偵U，所述的繞組端部密封件設(shè)在散嵌線繞組的非出線端，所述的軟端箍經(jīng)綁扎繩綁扎在端部絕緣的外側(cè)。所述的槽楔由二苯醚D350材料制作得到。所述的槽絕緣由兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料層構(gòu)成，復(fù)合材料層之間夾設(shè)有五層云母帶。所述的槽底墊條由二苯醚D350材料制作得到。所述的中間絕緣為兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料或四層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料。所述的散嵌線繞組由200級(jí)耐電暈漆包銅圓線繞制得到。所述的端部相間絕緣件由兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料層構(gòu)成。所述的端部絕緣由半疊包二層云母帶及一層無(wú)堿玻璃纖維帶構(gòu)成，疊包的云母帶深入到槽絕緣端部15-20_。所述的繞組端部密封件為無(wú)堿玻璃纖維布，表面涂刷樹脂。所述的綁扎繩為聚酯纖維繩。所述的軟端箍為無(wú)堿玻璃纖維繩。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)放電起始電壓、熄滅電壓高于脈沖尖峰電壓，在脈沖尖峰電壓時(shí)不會(huì)產(chǎn)生電暈，防暈?zāi)芰?qiáng)；(2)絕緣材料耐熱等級(jí)是H級(jí)，耐熱性能好；(3)絕緣電阻大于100G Ω，絕緣性能好；(4)在2500V電壓下測(cè)量介質(zhì)損耗,小于3%,介質(zhì)損耗少；(5)電壓10000V時(shí)，一分鐘，絕緣結(jié)構(gòu)沒(méi)有被擊穿，介電強(qiáng)度性能好；[0031](6)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電容大，采用直流高壓測(cè)試儀(直流高壓發(fā)生儀)測(cè)量，泄漏電流很小(μ A級(jí))；(7)滿足技術(shù)要求的同時(shí)，成本最低。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為槽內(nèi)絕緣組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為端部絕緣組件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為軟端箍、2為綁扎繩、3為端部絕緣、4為槽絕緣、5為繞組端部密封件、6為槽楔、7為中間絕緣、8為散嵌線繞組、81為上繞組、82為下繞組、9為槽底墊條、10為端部 相間絕緣件。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，包括槽內(nèi)絕緣組件及端部絕緣組件，其中，槽內(nèi)絕緣組件包括槽絕緣4、槽底墊條9、槽楔6、中間絕緣7及散嵌線繞組8，槽楔6設(shè)在散嵌線繞組8的一端，散嵌線繞組8由上繞組81及下繞組82構(gòu)成，中間絕緣7設(shè)在上繞組81及下繞組82之間，槽絕緣4設(shè)在散嵌線繞組8的外側(cè)，槽底墊條9設(shè)在槽絕緣4的下部。端部絕緣組件包括端部相間絕緣件10、端部絕緣3、綁扎繩2、軟端箍I及繞組端部密封件5，端部相間絕緣件10設(shè)在發(fā)電機(jī)端部的各繞組之間，端部絕緣3包裹在繞組外側(cè)，繞組端部密封件5設(shè)在散嵌線繞組8的非出線端，軟端箍I經(jīng)綁扎繩2綁扎在端部絕緣3的外側(cè)。散嵌線繞組8為200級(jí)耐電暈漆包銅圓線，槽絕緣4由兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料層(NHN)構(gòu)成，槽絕緣4的下部設(shè)有二苯醚D350材料制作得到的槽底墊條9。復(fù)合材料層之間夾設(shè)有五層云母帶中間絕緣7在同相間用兩層ΝΗΝ，異相間用四層ΝΗΝ。端部相間絕緣件10的每個(gè)繞組端部用用2層NHN隔開，槽楔6采用二苯醚D350 (H級(jí))制作得到。繞組端部密封件11為無(wú)堿玻璃纖維布，表面涂刷樹脂。綁扎繩2為聚酯纖維繩。軟端箍I為無(wú)堿玻璃纖維繩，端部絕緣3由半疊包二層云母帶及一層無(wú)堿玻璃纖維帶構(gòu)成，疊包的云母帶深入到槽絕緣端部15-20_。本實(shí)用新型所采用的散嵌繞組說(shuō)明漆包銅圓線，熱級(jí)為200級(jí)的厚漆膜耐電暈漆包銅圓線，標(biāo)稱直徑為I. 2mm。本實(shí)用新型所采用的絕緣材料說(shuō)明聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱NHN);厚O. 2mm,耐熱等級(jí)H級(jí)，耐壓10000V。H級(jí)及以上(含風(fēng)電用)真空壓力浸潰用少膠粉云母帶(耐電暈)(簡(jiǎn)稱云母帶)厚O. 14mm,耐熱等級(jí)H級(jí),耐壓5000V。本實(shí)用新型所采用的輔助材料說(shuō)明槽楔二苯醚D350，耐熱等級(jí)H級(jí)。[0047]槽底墊條二苯醚D350，耐熱等級(jí)H級(jí)。絕緣浸潰VPI浸潰H級(jí)無(wú)溶劑絕緣樹脂兩次，烘焙兩次。無(wú)堿玻璃纖維帶厚O. 2mm，用于端部絕緣的綁扎。聚酯纖維繩Φ20，用于端部綁扎。無(wú)堿玻璃纖維繩Φ20，綁扎繞組出線端部。無(wú)堿玻璃纖維布厚O. 2mm,用于繞組端部密封。繞組表面涂刷樹脂用于繞組端部密封。制作時(shí)，放入槽絕緣4前先在槽底放入槽底墊條。槽絕緣4為兩層NHN夾五層云 母帶，云母帶的玻璃布面朝向繞組；層間絕緣同相間用二層NHN，異相間用四層NHN。繞組兩端部分別半疊包二層云母帶、一層無(wú)堿玻璃纖維帶(先疊包云母帶)，每個(gè)繞組端部用二層端部相間絕緣隔開。疊包云母帶時(shí)要深入槽絕緣端部?jī)?nèi)15_20mm，繞組端部不得高于定子鐵芯內(nèi)徑。每個(gè)繞組端部用綁扎繩綁緊相連。軟端箍用無(wú)堿玻璃纖維繩綁扎于繞組出線端部?jī)扇Σ⒂媒壴K綁扎緊。繞組非出線端部平包無(wú)堿玻璃纖維布(兩層)，并用繞組表面涂刷樹脂粘糊嚴(yán)密(以防漏掉浸潰漆)。VPI浸潰H級(jí)無(wú)溶劑絕緣樹脂兩次，烘焙兩次。
權(quán)利要求1.一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，該絕緣機(jī)構(gòu)包括槽內(nèi)絕緣組件及端部絕緣組件，其中， 槽內(nèi)絕緣組件包括槽楔、槽絕緣、槽底墊條、中間絕緣及散嵌線繞組，所述的槽楔設(shè)在散嵌線繞組的一端，所述的散嵌線繞組由上繞組及下繞組構(gòu)成，所述的中間絕緣設(shè)在上繞組及下繞組之間，所述的槽絕緣設(shè)在散嵌線繞組的外側(cè)，所述的槽底墊條設(shè)在槽絕緣的下部; 端部絕緣組件包括端部相間絕緣件、端部絕緣、綁扎繩、軟端箍及繞組端部密封件，所述的端部相間絕緣件設(shè)在發(fā)電機(jī)端部的各繞組之間，所述的端部絕緣包裹在繞組外側(cè)，所述的繞組端部密封件設(shè)在散嵌線繞組的非出線端，所述的軟端箍經(jīng)綁扎繩綁扎在端部絕緣的外側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的槽絕緣由兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料層構(gòu)成，復(fù)合 材料層之間夾設(shè)有五層云母帶。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的中間絕緣為兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料層或四層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的散嵌線繞組為200級(jí)耐電暈漆包銅圓線繞制的繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的端部相間絕緣件為兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的端部絕緣由半疊包二層云母帶及一層無(wú)堿玻璃纖維帶構(gòu)成，疊包的云母帶深入到槽絕緣端部15-20_。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的繞組端部密封件為無(wú)堿玻璃纖維布，表面涂刷樹脂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的綁扎繩為聚酯纖維繩。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的軟端箍為無(wú)堿玻璃纖維繩。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于大型永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)散嵌繞組定子的絕緣機(jī)構(gòu)，包括槽內(nèi)絕緣組件及端部絕緣組件，槽內(nèi)絕緣組件包括槽楔、槽絕緣、槽底墊條、中間絕緣及散嵌線繞組，槽楔設(shè)在散嵌線繞組的一端，散嵌線繞組由上繞組及下繞組構(gòu)成，中間絕緣設(shè)在上繞組及下繞組之間，槽絕緣設(shè)在散嵌線繞組的外側(cè)，槽底墊條設(shè)在槽絕緣的下部；端部絕緣組件包括端部相間絕緣件、端部絕緣、綁扎繩、軟端箍及繞組端部密封件，端部相間絕緣件設(shè)在發(fā)電機(jī)端部的各繞組之間，端部絕緣包裹在繞組外側(cè)，繞組端部密封件設(shè)在散嵌線繞組的非出線端，軟端箍經(jīng)綁扎繩綁扎在端部絕緣的外側(cè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有防暈?zāi)芰?qiáng)、絕緣性能好、介質(zhì)損耗少、介電強(qiáng)度性能好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K3/38GK202651942SQ20122023843
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者賈大江, 呂先明, 李勇, 鄭健, 徐建新, 楊明 申請(qǐng)人:上海萬(wàn)德風(fēng)力發(fā)電股份有限公司