在電動發(fā)電機中用于定子繞組的線棒到線棒連接的可調(diào)絕緣罩的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及一種用于形成定子繞組的線棒到線棒連接的裝置，并且更具體地涉及一種用于形成線棒到線棒連接的絕緣罩。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)電機是一種類型電動發(fā)電機，其包括圓筒形定子和位于該定子的中央開口內(nèi)的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子由渦輪機械旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子繞組攜帶產(chǎn)生磁場的電流。當轉(zhuǎn)子磁場切割定子繞組時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)在附近的定子繞組內(nèi)產(chǎn)生電流。定子電流被供應到安裝到發(fā)電機框架上的多個主要且中性的電引線，然后通過輸配系統(tǒng)供應到電力負載。
[0003]定子芯包括數(shù)千個薄鋼疊片，所述薄鋼疊片可以在豎直取向上被堆疊并被夾緊在一起，以形成設置在發(fā)電機框架內(nèi)的圓筒狀定子芯。各疊片均限定中央開口，并且因此當被堆疊時，軸向開口延伸穿過芯。疊片可以由多個穿過芯從端部到端部延伸的軸向貫通螺栓保持在一起。
[0004]在大部分發(fā)電機中，定子繞組包括設置在徑向槽內(nèi)完全圍繞定子芯的圓周延伸的定子線線棒。各定子線棒均進一步延伸超出芯的端面。某些線棒端部包括合并的線棒頭部，其被成形為將緊密徑向?qū)实膬蓚€線棒端部(線棒端部對)放置成超過芯端面。這些線棒端部對中的幾個圍繞芯的圓周被設置。在各線棒端部對中，兩個線棒端部被電連接，以形成線棒端部連接。線棒端部連接被分成幾個屬于不同繞組相的交替組。
[0005]每個組均包括幾個當被連接在一起時形成一個相繞組的線棒端部連接。
[0006]在一個繞組相組的任何兩個相鄰的線棒端部連接之間存在比較低的電壓。但定子繞組的全電壓可以存在于不同相組的相鄰端部連接之間。在現(xiàn)代發(fā)電機中，定子繞組電壓可以達到高達30千伏的值。
[0007]為了避免相鄰線棒端部連接之間的電擊穿，這些端部連接彼此絕緣。此外，在運行期間，絕緣技術(shù)和材料一定不能惡化，在運行期間也不能降低繞組，特別是可能經(jīng)受高電動力負載的端部繞組的機械強度。在包括高電壓測試、高負載運行和瞬態(tài)短路電流的各種發(fā)電機運行條件下在延長周期期間，電絕緣布置必須保持完整無缺。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)公開了用于定子繞組線棒的端部連接的至少兩個電絕緣布置。連續(xù)帶布置包括許多圈電絕緣帶，其采用絕緣和粘結(jié)物質(zhì)浸漬并被熱處理。
[0009]屏障布置包括安裝在相鄰線棒端部連接之間以防止這些端部連接之間的擊穿電流的流動的各種幾何形狀的絕緣構(gòu)件或屏障。
【附圖說明】
[0010]基于附圖在以下描述中對本發(fā)明進行說明，附圖示出了:
[0011]圖1是定子芯的端視圖的圖示，其描繪了定子線棒端部和用于定子線棒端部的絕緣罩。
[0012]圖2是圖1的可調(diào)節(jié)絕緣罩的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的透視圖。
[0013]圖3和圖4是用于與圖2的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件一起使用的一個互鎖機構(gòu)的近視圖。
[0014]圖5是定子芯的端視圖的圖示，其描繪了第一構(gòu)件和第二構(gòu)件。
[0015]圖6是可調(diào)節(jié)絕緣罩的另一實施例的分解圖。
[0016]圖7是可調(diào)節(jié)絕緣罩的又一實施例的視圖。
[0017]圖8是用于與圖2的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件一起使用的對準結(jié)構(gòu)的視圖。
[0018]圖9和圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的絕緣罩的視圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明人已經(jīng)認識到，現(xiàn)有技術(shù)的帶布置的使用使發(fā)電機組裝、拆卸和維修工藝復雜化，并且不提供具有所需機械剛度的端部繞組結(jié)構(gòu)。這種方法需要一系列可能難以執(zhí)行的組裝步驟，并且不會產(chǎn)生基于實地觀察的一致結(jié)果。還需要大量的不被強制(positively)鎖定在一起并且必須在樹脂粘合件固化期間被暫時夾緊的單個部件。此外，固化必須在進入后續(xù)步驟之前完成。最后一步通常包括用帶捆扎線棒端部以在發(fā)電機運行期間在唯一存在的鎖定機構(gòu)(樹脂粘合)出現(xiàn)故障的情況下，提供用于固定所述組件的最終冗余的鎖定機構(gòu)。顯然該方法需要大量時間和許多步驟來執(zhí)行。
[0020]在現(xiàn)有技術(shù)的屏障結(jié)構(gòu)可以在高電壓發(fā)電機中使用，但要求在修理期間必須被移除并且然后重新安裝的附加部件。
[0021]本發(fā)明的一個實施例包括用于電動發(fā)電機的線棒到線棒端部連接的可調(diào)節(jié)兩部分絕緣罩，還包括用于可移除地接合兩部分的強制鎖定部件。所述罩減少了組裝罩所需要的單個零件的數(shù)量，從而簡化了組裝/重新組裝的整體復雜性，并減少了組裝/重新組裝的時間。
[0022]如圖1所示，在一個實施例中，本發(fā)明的電介質(zhì)絕緣罩10包括兩個接口連接部件12和14，其包圍兩個電連接的定子線棒繞組端部18和20的端部區(qū)域。線棒繞組端部18和20從定子芯端面24延伸。罩10也使連接的線棒端部絕緣以抵抗來自也從端面24延伸的近側(cè)線棒端部的飛弧。
[0023]罩10通過化學工藝被附連到線棒繞組端部，所述化學工藝例如是環(huán)氧樹脂浸漬的滌綸布被插入線棒繞組端部和罩10之間，接著是罩10的樹脂涂覆。
[0024]在定子線棒繞組端部18和20中的每個內(nèi)的冷卻劑通道30也被示出。導電板34接近各線棒繞組端部的端部區(qū)域電連接兩個線棒繞組端部。
[0025]在圖1的結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件12和14被構(gòu)造成通過朝向端面24的軸向中心線徑向移位構(gòu)件12和/或在相反的方向上，即遠離端面24的軸向中心線徑向移位構(gòu)件14，來包圍線棒繞組端部18和20的端部區(qū)域。因此，如圖1和圖2所示，當在線棒繞組端部18和20的端部區(qū)域周圍就位時，構(gòu)件12根據(jù)各種方案和結(jié)構(gòu)嵌套在構(gòu)件14內(nèi)或聯(lián)接到構(gòu)件14或與構(gòu)件14相配合。
[0026]構(gòu)件12和14由設置在每個重疊或互鎖區(qū)域40內(nèi)的互鎖機構(gòu)互鎖成可拆卸的接合。參見圖2。
[0027]互鎖機構(gòu)的一個實施例以接合構(gòu)造在圖3的近視圖并且以脫離構(gòu)造在圖4的近視圖中被示出。在本實施例中互鎖機構(gòu)包括在腿部或側(cè)壁14B的面向內(nèi)的表面上的多個錐形脊(齒)或突起50，所述錐形脊(齒)或突起與腿部或側(cè)壁12B的面向外的表面上的相應的錐形脊(齒)或突起52相配合。
[0028]錐形脊50和52也可被稱為棘齒，因為它們允許構(gòu)件14和其側(cè)壁14B相對于構(gòu)件12朝向定子的中心線的運動。該方向在圖3中由箭頭60示出。但棘齒的形狀和配合構(gòu)造防止逆著箭頭60的方向的運動。但是應該注意的是，構(gòu)件12可以被朝向構(gòu)件14徑向向內(nèi)移位或構(gòu)件14可以被朝向構(gòu)件12徑向向外移位。也參照圖5。
[0029]錐形脊50和52的使用額外確保了罩10已經(jīng)被正確安裝，因為當脊50和52嚙合時，將聽到獨特的“啪嗒(snap) ”聲。該“啪嗒”聲表示強制鎖定狀態(tài)，即線棒端部18和20已被捕獲在電介質(zhì)絕緣罩10內(nèi)。
[0030]上述脊50和52可被設置在構(gòu)件12和14的一個腿部或側(cè)壁上。在另一個實施例中，相應的多個錐形脊也被設置在構(gòu)件14的側(cè)壁14A的面向內(nèi)的表面上，用于與構(gòu)件12的側(cè)壁12A的面向外的表面上的多個錐形脊配合。該附加的多個脊的在附圖中未示出。
[0031]為構(gòu)件12和14提供強制互鎖功能的其他幾何形狀，通常被稱為接合幾何形狀可代替所示的脊被使用。例如，構(gòu)件中的第一構(gòu)件可在其表面中設置有凹陷或設有在其中形成的完整貫通壁開口，并且構(gòu)件中的第二構(gòu)件可以設有突起，該突起在組裝期間當構(gòu)件被拉到一起時沿第一構(gòu)件的壁滑動，但然后在到達組裝位置時落入凹陷或開口內(nèi)，以將兩個構(gòu)件鎖定在一起。
[0032]構(gòu)件壁的自然彈性可提供推動突起進入凹陷或開口中的力，或突起可由彈簧或彈性體材料，例如彈簧加載銷機構(gòu)，推向其組裝位置。在本實施例中，兩個構(gòu)件可以被組裝成僅單個幾何形狀，或可選擇的多個組裝幾何形狀可通過包括一個以上凹陷/開口和/或一個以上的突起來實現(xiàn)。
[0033]其它接合幾何形狀對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的，因此可以被采用以提供互鎖功能。這些接合幾何形狀中的某些可以協(xié)作以允許構(gòu)件12和14 一起并朝向組裝狀態(tài)的相對運動，但防止在相反方向上的運動。
[0034]可以看出，形狀互鎖以允許一個構(gòu)件相對于另一個構(gòu)件在第一方向上的位移，但不允許在第二方向上的位置，并且形狀提供了強制鎖定機構(gòu)。
[0035]為了提供構(gòu)件12和14之間的長期剛性接合，在棘齒互鎖已經(jīng)被實現(xiàn)之后，粘合材料，例如清漆或環(huán)氧樹脂被刷在構(gòu)件12和14的重疊側(cè)壁上。粘合劑材料(參照圖1中的附圖標記74)被涂敷并被允許固化以提供用于將構(gòu)件12和14保持在期望的位置的額外的結(jié)構(gòu)支撐。
[0036]可替代地，在構(gòu)件12和14接合之前，粘合材料可被涂敷到互鎖錐形脊50和52。在接合之后，粘合材料固化以將錐形脊50和52剛性地粘在一起。
[0037]圖5示出了在圍繞線棒繞組端部18和20的下部位置就位的構(gòu)件12，和在與構(gòu)件12鎖定之前，在朝向發(fā)電機的中心線的方向上延伸的構(gòu)件14。
[0038]如在圖1和圖2中進一步所示，在一個實施例中，通風通道70和72 (也稱為通氣口)被固定到構(gòu)件12和14的相應連接段12C和14C或與其一體形成。當與現(xiàn)有技術(shù)的線棒端部罩相比時，具有一體冷卻劑通道的這個實施例減少了組件數(shù)量。
[0039]芯冷卻劑的一部分通過通風通道70和72離開定子芯并且被捕獲在冷卻劑增壓室(未不出)內(nèi)。額外排出的芯冷卻劑咼開冷卻劑通道30。
[0040]在另一個實施例中，通風通道70和72不與構(gòu)件12和14 一體形成，但當空間允許時，通風通道70和72相反使用粘合劑(例如，環(huán)氧樹脂粘合材料)、膠粘材料或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的另一復合接合材料，被代替附連到側(cè)壁12A，12B，14A和14B或連接段12C和14C中的任一者。
[0041]圖7示出了包括構(gòu)件90和92的另一個實施例，其中通風通道不固定到構(gòu)件90和92或與其一體形成。
[0042]在采用構(gòu)件90和92的應用中，在構(gòu)件90和92就位后，通風通道70和72被安裝，由此允許通風通道70和72的定制安裝。如有需要，通風通道70和72可被調(diào)整和定位成容納構(gòu)件90和92、線棒繞組端部18和20及連接板34。通風通道70和72使用粘合劑(例如環(huán)氧樹脂粘合材料)、膠粘材料或本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的另一種復合接合材料被固定在適當位置。墊片和/或滌綸材料可以被用于正確定位通道70和72。因此，本實施例允許通風通道70和72的定制安裝和定位。
[0043]在另一實施例中，構(gòu)件80和82被水平移位以圍繞線棒端部18和20接合。參見圖6的分解圖。構(gòu)件80和82包括互鎖或重疊區(qū)域86和88 (線棒端部