专利名称：一种真空压力浸渍定子线圈端部绝缘成型方法
技术领域：
本发明涉及一种真空压力浸渍定子线圈端部绝缘成型方法，用于将真空压力浸渍后的发电机定子线圈进行固化，使得固化得更致密，达到所需的绝缘厚度，避免线圈在加热 过程中变形而受损，属于电机制造技术领域。
背景技术：
在能源领域，主力电网所采用的大型发电机中，定子线圈的绝缘直接关系到发电 机的运行可靠性、寿命和技术经济指标，属于核心部件。目前，大型发电机定子线圈主绝缘 技术发展方向主要在于定子线圈主绝缘减薄，提高导热系数，以提高发电机运行经济指标。 这些课题的共同目标在于如何制造满足一定设计厚度的更加致密的绝缘。大型发电机定子线圈截面大都为是个圆角的矩形。原有的绝缘成型工艺是将线圈 装入按照一定绝缘压缩量制造的矩形热压模具内进行模压固化，对于不同线圈采用不同的 模具，固定模具成本很高。每只模具单独加热，这种加热方式下模具与线圈温差较大，导致 线圈表面和内层的树脂固化速度不均勻，尤其是对于真空压力浸渍线圈而言，固定模具的 制造方式不利于线圈的大量快速制造。
发明内容
本发明的目的是提供一种真空压力浸渍定子线圈端部绝缘成型方法，将真空压力 浸渍后的定子线圈即胶化线圈进行固化，通过能够有效阻止VPI定子线圈端部受热变形、 刚性更好、可以反复使用的活动模具与有足够收缩力的模具收紧绑扎带配合使用，使线圈 端部绝缘较好的成型固化。为了达到上述目的，本发明提供了一种真空压力浸渍定子线圈端部绝缘成型方 法，其特征在于，具体步骤为第一步、按照定子线圈端部四个面的形状切割衬垫铝板，衬垫铝板的厚度为 Imm 3mm、宽度介于胶化线圈宽度和绝缘处理后的定子线圈宽度之间，衬垫铝板的两头比 定子线圈端部各长出25 IOOmm ；将2 6mm厚的未硫化氯丁橡胶板剪成长条状，未硫化氯 丁橡胶板的长度和衬垫铝板一致，紧贴衬垫铝板第一层未硫化氯丁橡胶板的宽度比衬垫铝 板宽度小1 5mm，第二层未硫化氯丁橡胶板比第一层未硫化氯丁橡胶板宽度小8 15mm， 第三层未硫化氯丁橡胶板比第二层未硫化氯丁橡胶板宽度再小8 15mm，以此类推，最外 面一层未硫化氯丁橡胶板宽度为15 30mm ；第二步、采用30 50支1500 2500丹尼尔的热收缩聚酯纤维纱作为经纱，每支 纱支由300 400根无捻的耐温等级为155°C 180°C的聚酯纤维组成；采用5 10支的 捻度为0. 5-2的无碱玻璃纤维纱作为纬纱，每支纱由100 200根无碱玻璃纤维纱组成；采 用平纹方式编织成厚度为0. 25mm 0. 4mm的纤维编织热收缩带；第三步、将未硫化氯丁橡胶板从宽到窄叠放在衬垫铝板上，绕包聚四氟乙烯薄膜， 制成未硫化的烘压垫条；将按照定子线圈端部四个面制作的四条未硫化的烘压垫条，放到对应的定子线圈端部表面，衬垫铝板紧贴定子线圈端部表面，绕包纤维编织热收缩带1 3 层；将定子线圈送入烘房加热至120°C 160°C，保温2h 6h，进行烘压垫条硫化处理，冷 却至室温，拆掉纤维编织热收缩带和聚四氟乙烯薄膜得到外侧呈光滑圆弧状的硫化氯丁橡 胶板，将硫化氯丁橡胶板按照定子线圈端部的长度进行切割，在硫化氯丁橡胶板锯断的位 置处将衬垫铝板向硫化氯丁橡胶板一侧翻折90°，将衬垫铝板端面修剪成与硫化氯丁橡胶 板一致的弧形得到硫化好的烘压垫条，将硫化好的烘压垫条用聚四氟乙烯粘带绕包一层用 手按压粘紧；第四步、将四片硫化好的烘压垫条夹在绕包好聚四氟乙烯薄膜绝缘脱模材料的定 子线圈端部表面，用纤维编织热收缩带半叠包缠绕在硫化好的烘压垫条外，缠绕层数1 3 层，与定子线圈一起在烘房中加热，定子线圈绝缘固化温度140°C 190°C，保温时间4h 10h，固化后冷却至室温，拆除纤维编织热收缩带和烘压垫条得到绝缘处理后的定子线圈。本发明的优点是1)制造出适合线圈形状的烘压垫条，烘压垫条可反复使用，四 片烘压垫条在硫化过程中自然收紧成圆弧形，使得热收缩带收紧时压力均勻，采用四片垫 条的方式模具刚性更好，保证线圈受热不易变形。2)编织出适当收缩力的热收缩带，代替进 行模具加压，改变绕包方式加压压力可调控，绕包均勻则收缩力均勻。
图1为定子线圈主视图；图2为未硫化的烘压垫条主视图；图3为未硫化的烘压垫条侧视图；图4为硫化后的烘压垫条主视图；图5为硫化后的烘压垫条侧视图；图6为线圈端部绝缘成型截面示意图。
具体实施例方式以下结合实施例来具体说明本发明。实施例1如图1所示，为定子线圈主视图，定子线圈经过真空压力浸渍处理后，需要固化处 理，其中，定子线圈中部8采用传统固定模具进行固化，定子线圈端部7采用如下方法进行 固化。第一步、按照定子线圈端部7四个面的形状切割衬垫铝板1，衬垫铝板1的厚度为 1mm、宽度介于胶化线圈4宽度和绝缘后的定子线圈5宽度之间，衬垫铝板1的两头比定子 线圈端部7各长出50mm ；将2厚的未硫化氯丁橡胶板2剪成长条状，未硫化氯丁橡胶板2的 长度和衬垫铝板1 一致，紧贴衬垫铝板1第一层未硫化氯丁橡胶板2的宽度比衬垫铝板1 宽度小1mm，第二层未硫化氯丁橡胶板2比第一层未硫化氯丁橡胶板2宽度小8mm，第三层 未硫化氯丁橡胶板2比第二层未硫化氯丁橡胶板2宽度再小8mm，以此类推，最外面一层未 硫化氯丁橡胶板2宽度为15mm ；第二步、采用30支1500丹尼尔的热收缩聚酯纤维纱(上海华翔机电有限公司生 产，由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维)作为经纱，每支纱支由300根无捻的耐温等级为155°C的聚酯纤维组成；采用支数5支捻度为1. OZ的无碱玻璃 纤维纱作为纬纱，每支纱支由100根无碱玻璃纤维纱(上海耀华复合材料有限公司生产，型 号为ET-100)组成；采用平纹方式编织成厚度为0. 25mm的纤维编织热收缩带6 ；纤维编织 热收缩带6的效果是采用20N的张紧力拉伸定长200mm宽38mm热收缩带，150°C半小时 后，收缩力大于170N，整个保温过程收缩力维持恒定。
第三步、将未硫化氯丁橡胶板2从宽到窄叠放在衬垫铝板1上，绕包聚四氟乙烯薄 膜，制成未硫化的烘压垫条；将按照定子线圈端部7四个面制作的四条未硫化的烘压垫条， 放到对应的定子线圈端部绝缘5表面，衬垫铝板1紧贴线圈表面，绕包纤维编织热收缩带61 层；将定子线圈送入烘房加热至120°C，保温6h，进行烘压垫条硫化处理，冷却至室温，拆掉 纤维编织热收缩带6和聚四氟乙烯薄膜得到外侧呈光滑圆弧状的硫化氯丁橡胶板4，将硫 化氯丁橡胶板4按照定子线圈端部7的长度进行切割，在硫化氯丁橡胶板4锯断的位置处 将衬垫铝板1向硫化氯丁橡胶板4 一侧翻折90°，将衬垫铝板1端面修剪成与硫化氯丁橡 胶板4 一致的弧形得到硫化好的烘压垫条，将硫化好的烘压垫条用聚四氟乙烯粘带(上海 沪西胶管厂生产)绕包一层用手按压粘紧；第四步、将四片硫化好的烘压垫条夹在绕包好聚四氟乙烯薄膜绝缘脱模材料的定 子线圈端部绝缘5表面，用纤维编织热收缩带6半叠包缠绕在硫化好的烘压垫条外，缠绕层 数1层，与定子线圈一起在烘房中加热，定子线圈绝缘固化温度140°C，保温时间10h，固化 后冷却至室温，拆除纤维编织热收缩带6和烘压垫条得到绝缘处理后的定子线圈。实施例2如图1所示，为定子线圈主视图，定子线圈经过真空压力浸渍处理后，需要固化处 理，其中，定子线圈中部8采用传统固定模具进行固化，定子线圈端部7采用如下方法进行 固化。第一步、按照定子线圈端部7四个面的形状切割衬垫铝板1，衬垫铝板1的厚度为 2mm、宽度介于胶化线圈4宽度和绝缘后的定子线圈5宽度之间，衬垫铝板1的两头比定子 线圈端部7各长出75mm ；将4mm厚的未硫化氯丁橡胶板2剪成长条状，未硫化氯丁橡胶板2 的长度和衬垫铝板1 一致，紧贴衬垫铝板1第一层未硫化氯丁橡胶板2的宽度比衬垫铝板 1宽度小3mm，第二层未硫化氯丁橡胶板2比第一层未硫化氯丁橡胶板2宽度小12mm，第三 层未硫化氯丁橡胶板2比第二层未硫化氯丁橡胶板2宽度再小12mm，以此类推，最外面一层 未硫化氯丁橡胶板2宽度为22mm ；第二步、采用40支2000丹尼尔的热收缩聚酯纤维纱(上海华翔机电有限公司生 产)作为经纱，每支纱支由300根无捻的耐温等级为180°C的聚酯纤维组成；采用支数8支 捻度为1. OZ的无碱玻璃纤维纱作为纬纱，每支纱支由150根无碱玻璃纤维纱(上海耀华复 合材料有限公司生产，型号为ET-100)组成；采用平纹方式编织成厚度为0. 33mm的纤维编 织热收缩带6 ；纤维编织热收缩带6的效果是采用20N的张紧力拉伸定长200mm宽38mm 热收缩带，150°C半小时后，收缩力达到190N，整个保温过程收缩力维持恒定。第三步、将未硫化氯丁橡胶板2从宽到窄叠放在衬垫铝板1上，绕包聚四氟乙烯薄 膜，制成未硫化的烘压垫条；将按照定子线圈端部7四个面制作的四条未硫化的烘压垫条， 放到对应的定子线圈端部绝缘5表面，衬垫铝板1紧贴线圈表面，绕包纤维编织热收缩带62 层；将定子线圈送入烘房加热至140°C，保温4h，进行烘压垫条硫化处理，冷却至室温，拆掉纤维编织热收缩带6和聚四氟乙烯薄膜得到外侧呈光滑圆弧状的硫化氯丁橡胶板4，将硫 化氯丁橡胶板4按照定子线圈端部7的长度进行切割，在硫化氯丁橡胶板4锯断的位置处 将衬垫铝板1向硫化氯丁橡胶板4 一侧翻折90°，将衬垫铝板1端面修剪成与硫化氯丁橡 胶板4 一致的弧形得到硫化好的烘压垫条，将硫化好的烘压垫条用聚四氟乙烯粘带(上海 沪西胶管厂生产)绕包一层用手按压粘紧；第四步、将四片硫化好的烘压垫条夹在绕包好聚四氟乙烯薄膜绝缘脱模材料的定 子线圈端部绝缘5表面，用纤维编织热收缩带6半叠包缠绕在硫化好的烘压垫条外，缠绕层 数2层，与 定子线圈一起在烘房中加热，定子线圈绝缘固化温度160°C，保温时间7h，固化后 冷却至室温，拆除纤维编织热收缩带6和烘压垫条得到绝缘处理后的定子线圈。实施例3如图1所示，为定子线圈主视图，定子线圈经过真空压力浸渍处理后，需要固化处 理，其中，定子线圈中部8采用传统固定模具进行固化，定子线圈端部7采用如下方法进行 固化。第一步、按照定子线圈端部7四个面的形状切割衬垫铝板1，衬垫铝板1的厚度为 3mm、宽度介于胶化线圈4宽度和绝缘后的定子线圈5宽度之间，衬垫铝板1的两头比定子 线圈端部7各长出IOOmm ；将6mm厚的未硫化氯丁橡胶板2剪成长条状，未硫化氯丁橡胶板 2的长度和衬垫铝板1 一致，紧贴衬垫铝板1第一层未硫化氯丁橡胶板2的宽度比衬垫铝板 1宽度小5mm，第二层未硫化氯丁橡胶板2比第一层未硫化氯丁橡胶板2宽度小15mm，第三 层未硫化氯丁橡胶板2比第二层未硫化氯丁橡胶板2宽度再小15mm，以此类推，最外面一层 未硫化氯丁橡胶板2宽度为30mm ；第二步、采用50支2500丹尼尔的热收缩聚酯纤维纱(上海华翔机电有限公司生 产)作为经纱，每支纱支由400根无捻的耐温等级为180°C的聚酯纤维组成；采用支数10支 捻度为1. OZ的无碱玻璃纤维纱作为纬纱，每支纱支由200根无碱玻璃纤维纱(上海耀华复 合材料有限公司生产，型号为ET-100)组成；采用平纹方式编织成厚度为0. 4mm的纤维编织 热收缩带6 ；纤维编织热收缩带6的效果是采用20N的张紧力拉伸定长200mm宽38mm热 收缩带，150°C半小时后，收缩力达到250N，整个保温过程收缩力维持恒定。第三步、将未硫化氯丁橡胶板2从宽到窄叠放在衬垫铝板1上，绕包聚四氟乙烯薄 膜，制成未硫化的烘压垫条；将按照定子线圈端部7四个面制作的四条未硫化的烘压垫条， 放到对应的定子线圈端部绝缘5表面，衬垫铝板1紧贴线圈表面，绕包纤维编织热收缩带63 层；将定子线圈送入烘房加热至160°C，保温2h，进行烘压垫条硫化处理，冷却至室温，拆掉 纤维编织热收缩带6和聚四氟乙烯薄膜得到外侧呈光滑圆弧状的硫化氯丁橡胶板4，将硫 化氯丁橡胶板4按照定子线圈端部7的长度进行切割，在硫化氯丁橡胶板4锯断的位置处 将衬垫铝板1向硫化氯丁橡胶板4 一侧翻折90°，将衬垫铝板1端面修剪成与硫化氯丁橡 胶板4 一致的弧形得到硫化好的烘压垫条，将硫化好的烘压垫条用聚四氟乙烯粘带(上海 沪西胶管厂生产)绕包一层用手按压粘紧；第四步、将四片硫化好的烘压垫条夹在绕包好聚四氟乙烯薄膜绝缘脱模材料的定 子线圈端部绝缘5表面，用纤维编织热收缩带6半叠包缠绕在硫化好的烘压垫条外，缠绕层 数3层，与定子线圈一起在烘房中加热，定子线圈绝缘固化温度190°C，保温时间4h，固化后 冷却至室温，拆除纤维编织热收缩带6和烘压垫条得到绝缘处理后的定子线圈。
权利要求
一种真空压力浸渍定子线圈端部绝缘成型方法，其特征在于，具体步骤为第一步、按照定子线圈端部(7)四个面的形状切割衬垫铝板(1)，衬垫铝板(1)的厚度为1mm～3mm、宽度介于胶化线圈(4)宽度和绝缘后的定子线圈(5)宽度之间，衬垫铝板(1)的两头比定子线圈端部(7)各长出25～100mm；将2～6mm厚的未硫化氯丁橡胶板(2)剪成长条状，未硫化氯丁橡胶板(2)的长度和衬垫铝板(1)一致，紧贴衬垫铝板(1)第一层未硫化氯丁橡胶板(2)的宽度比衬垫铝板(1)宽度小1～5mm，第二层未硫化氯丁橡胶板(2)比第一层未硫化氯丁橡胶板(2)宽度小8～15mm，第三层未硫化氯丁橡胶板(2)比第二层未硫化氯丁橡胶板(2)宽度再小8～15mm，以此类推，最外面一层未硫化氯丁橡胶板(2)宽度为15～30mm；第二步、采用30～50支1500～2500丹尼尔的热收缩聚酯纤维纱作为经纱，每支纱支由300～400根无捻的耐温等级为155℃～180℃的聚酯纤维组成；采用支数5～10支捻度为1.0Z的无碱玻璃纤维纱作为纬纱，每支纱支由100～200根无碱玻璃纤维纱组成；采用平纹方式编织成厚度为0.25mm～0.4mm的纤维编织热收缩带(6)；第三步、将未硫化氯丁橡胶板(2)从宽到窄叠放在衬垫铝板(1)上，绕包聚四氟乙烯薄膜，制成未硫化的烘压垫条；将按照定子线圈端部(7)四个面制作的四条未硫化的烘压垫条，放到对应的定子线圈端部绝缘(5)表面，衬垫铝板(1)紧贴线圈表面，绕包纤维编织热收缩带(6)1～3层；将定子线圈送入烘房加热至120℃～160℃，保温2h～6h，进行烘压垫条硫化处理，冷却至室温，拆掉纤维编织热收缩带(6)和聚四氟乙烯薄膜得到外侧呈光滑圆弧状的硫化氯丁橡胶板(4)，将硫化氯丁橡胶板(4)按照定子线圈端部(7)的长度进行切割，在硫化氯丁橡胶板(4)锯断的位置处将衬垫铝板(1)向硫化氯丁橡胶板(4)一侧翻折90°，将衬垫铝板(1)端面修剪成与硫化氯丁橡胶板(4)一致的弧形得到硫化好的烘压垫条，将硫化好的烘压垫条用聚四氟乙烯粘带绕包一层用手按压粘紧；第四步、将四片硫化好的烘压垫条夹在绕包好聚四氟乙烯薄膜绝缘脱模材料的定子线圈端部绝缘(5)表面，用纤维编织热收缩带(6)半叠包缠绕在硫化好的烘压垫条外，缠绕层数1～3层，与定子线圈一起在烘房中加热，定子线圈绝缘固化温度140℃～190℃，保温时间4h～10h，固化后冷却至室温，拆除纤维编织热收缩带(6)和烘压垫条得到绝缘处理后的定子线圈。
全文摘要
本发明提供了一种真空压力浸渍定子线圈端部绝缘成型方法，其特征在于，具体步骤为制作纤维编织热收缩带；制作未硫化的烘压垫条，将烘压垫条硫化；将硫化好的烘压垫条夹在绕包好聚四氟乙烯薄膜绝缘脱模材料的定子线圈端部表面，用纤维编织热收缩带半叠包缠绕在硫化好的烘压垫条外，加热固化。本发明制造出适合线圈形状的烘压垫条，烘压垫条可反复使用，四片烘压垫条在硫化过程中自然收紧成圆弧形，使得热收缩带收紧时压力均匀，模具刚性更好，线圈受热不易变形。编织出适当收缩力的热收缩带，代替进行模具加压，改变绕包方式加压压力可调控，绕包均匀则收缩力均匀。
文档编号H02K15/12GK101882846SQ20101021898
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者吴晓蕾, 柳成行, 缪莉霞, 金雯静, 陈梁, 韩磊 申请人:上海电气电站设备有限公司