CN115912737A - 一种含热应力松弛层的定子线圈及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含热应力松弛层的定子线圈及其制作方法，上述的含热应力松弛层的定子线圈包括线圈、热应力松弛层及绝缘层；所述热应力松弛层绕设于所述线圈的外侧；所述绝缘层绕设于所述热应力松弛层的外侧；其中，所述线圈由铜扁线绕制形成；所述热应力松弛层由聚四氟乙烯薄膜半叠包绕制形成。本发明提供的含热应力松弛层的定子线圈在线圈和绝缘层设置热应力松弛层，该热应力松弛层能够允许线圈与绝缘层可以产生细微的位移，形成应力释放层，能够有效缓解线圈和铁芯之间产生的热应力，进而消除整浸电机的安全隐患，延长电机的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高压定子线圈技术领域，具体涉及一种含热应力松弛层的定子线圈及其制作方法。
背景技术
整浸(GVPI)技术是一种先进的发电机绝缘处理技术，是电机制造发展方向之一，随着整浸电机的单机容量逐级提高，对于长铁芯的电机，整体浸渍技术遇到因金属材料和非金属材料线性膨胀系数不同而引起的热应力问题，定子绕组中的铜导体、主绝缘材料和铁芯材料的膨胀系数不同，当电机运行，定子温度发生变化时，在主绝缘材料中将会产生剪切力、拉升力等热应力。
对于传统的多胶模压工艺制作的发电机或者由VPI(真空压力浸渍)工艺制作的单根线棒，由于绕组与定子铁芯并没有粘结在一起，绕组可以通过相对于铁芯槽的伸缩运动来缓解此种应力。但是，整浸发电机的定子绕组与定子铁芯是粘结在一起的，彼此不能发生相对运动，此种热应力有可能导致主绝缘层的破坏，进而导致发电机线圈对地绝缘的失效。
因此，现有的高压电机定子线圈绝缘结构，存在着上述缺陷，需要研发一种新的高压电机定子线圈结构，以缓解整浸发电机中的定子线圈的热应力，进而延长定子线圈的使用寿命。
发明内容
基于上述表述，本发明提供了一种含热应力松弛层的定子线圈及其制作方法，以解决现有技术中的整浸发电机中的定子线圈中存在热应力、极易对主绝缘层造成损坏的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种含热应力松弛层的定子线圈，包括：线圈、热应力松弛层及绝缘层；
所述热应力松弛层绕设于所述线圈的外侧；
所述绝缘层绕设于所述热应力松弛层的外侧；
其中，所述线圈由铜扁线绕制形成；
所述热应力松弛层由聚四氟乙烯薄膜半叠包绕制形成。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步的，所述聚四氟乙烯薄膜的厚度为0.0035～0.05mm。
进一步的，所述聚四氟乙烯薄膜半叠包形成的所述热应力松弛层的厚度为0.007～0.01mm。
进一步的，所述绝缘层由环氧少胶粉云母带半叠包绕制形成。
进一步的，所述环氧少胶粉云母带的厚度不低于1.6mm。
进一步的，所述绝缘层与所述线圈的间隙填充有环氧酸酐树脂漆。
进一步的，所述含热应力松弛层的定子线圈还包括防晕层；
所述防晕层绕设于所述主绝缘层的外侧。
进一步的，所述防晕层由半导体低阻防晕带半叠包绕制形成。
第二方面，本发明还提供一种用于制作如第一方面中任一项所述的含热应力松弛层的定子线圈的制作方法，包括：
通过单玻璃丝包薄膜绕包烧结铜扁线或薄膜绕包云母绕包铜扁线绕制形成线圈；
在所述线圈的外表面半叠包一层聚四氟乙烯薄膜，以在所述线圈外侧形成热应力松弛层；
在所述热应力松弛层的外表面半叠包六层环氧少胶粉云母带，以在所述热应力松弛层外侧形成绝缘层。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，在所述形成绝缘层之后，还包括：
在所述绝缘层的外表面半叠包一层半导体低阻防晕带，以在所述绝缘层外侧形成绝缘层作为防晕层，得到绕组；
采用绝缘树脂按照真空压力浸渍工艺浸渍所述绕组；
将浸渍后的所述绕组放置于烘箱中，并在110℃～140℃的温度下烘焙2小时；
将所述烘箱的温度升至150℃～170℃，继续烘焙12个小时，得到含热应力松弛层的定子线圈。
与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
本发明提供的含热应力松弛层的定子线圈通过设置线圈、热应力松弛层及绝缘层，其中，热应力松弛层绕设于线圈的外侧，绝缘层绕设于热应力松弛层的外侧，即热应力松弛层设置于线圈和绝缘层之间。相较于现有技术，本发明提供的含热应力松弛层的定子线圈在线圈和绝缘层设置热应力松弛层，该热应力松弛层能够允许线圈与绝缘层可以产生细微的位移，形成应力释放层，能够有效缓解线圈和铁芯之间产生的热应力，进而消除整浸电机的安全隐患，延长电机的使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例提供的含热应力松弛层的定子线圈的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的用于制作含热应力松弛层的定子线圈的制作方法示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、线圈；2、热应力松弛层；3、绝缘层；4、防晕层。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
第一方面，如图1所示，本发明实施例提供了含热应力松弛层2的定子线圈1，包括：线圈1、热应力松弛层2及绝缘层3，热应力松弛层2绕设于线圈1的外侧，绝缘层3绕设于热应力松弛层2的外侧。
其中，线圈1由铜扁线绕制形成；热应力松弛层2由聚四氟乙烯薄膜半叠包绕制形成。
具体地，如图1所示，在线圈1的外层依次绕制有热应力松弛层2及绝缘层3，热应力松弛层2绕设于线圈1的外侧，热应力松弛层2由聚四氟乙烯薄膜半叠包1层绕制形成；绝缘层3绕设于热应力松弛层2的外侧，即热应力松弛层2设置于线圈1和绝缘层3之间。本发明实施例提供该定子线圈1结构能够在保证10.5kV级及以上定子线圈1绝缘性能满足的要求下，利用热应力松弛层2，使得定子线圈1绝缘层3相对于线圈1铜扁线增加了可蠕动的空间，有效保护线圈1的绝缘层3。
需要说明的是，上述的半叠包是指绕线时重叠一半绕包。
相较于现有技术，本发明提供的含热应力松弛层2的定子线圈1通过设置线圈1、热应力松弛层2及绝缘层3，在线圈1和绝缘层3设置热应力松弛层2，该热应力松弛层2能够允许线圈1与绝缘层3可以产生细微的位移，形成应力释放层，能够有效缓解线圈1和铁芯之间产生的热应力，进而消除整浸电机的安全隐患，延长电机的使用寿命。
在可选的实施例中，聚四氟乙烯薄膜的厚度为0.0035～0.05mm。
对应的，聚四氟乙烯薄膜半叠包形成的热应力松弛层2的厚度为0.007～0.01mm，即，在聚四氟乙烯薄膜厚度为0.0035mm时，对应的半叠包一层聚四氟乙烯薄膜形成的热应力松弛层2的厚度为0.007mm。
在可选的实施例中，绝缘层3由环氧少胶粉云母带半叠包绕制形成，在具体的示例中，绝缘层3可由6层环氧少胶粉云母带半叠包形成。
其中，单层环氧少胶粉云母带的厚度不低于1.6mm。
在可选的实施例中，绝缘层3与线圈1的间隙填充有环氧酸酐树脂漆。
在可选的实施例中，含热应力松弛层2的定子线圈1还包括防晕层4；防晕层4绕设于主绝缘层3的外侧。
在可选的实施例中，防晕层4由半导体低阻防晕带半叠包绕制形成。通过设置防晕层4进行防晕处理，能够消除电晕、提高电气性能和延长定子线圈的使用寿命。
第二方面，本发明实施例还提供一种用于制作如上述第一方面中的含热应力松弛层2的定子线圈1的制作方法，包括：
步骤S1：通过单玻璃丝包薄膜绕包烧结铜扁线或薄膜绕包云母绕包铜扁线绕制形成线圈1。
步骤S2：在线圈1的外表面半叠包一层聚四氟乙烯薄膜，以在线圈1外侧形成热应力松弛层2。
步骤S3：在热应力松弛层2的外表面半叠包六层环氧少胶粉云母带，以在热应力松弛层2外侧形成绝缘层3。
在可选的实施例中，在步骤3形成绝缘层3之后，还包括以下步骤：
步骤S4：在绝缘层3的外表面半叠包一层半导体低阻防晕带，以在绝缘层3外侧形成绝缘层3作为防晕层4，得到绕组。
步骤S5：采用绝缘树脂按照真空压力浸渍工艺浸渍绕组。
步骤S6：将浸渍后的绕组放置于烘箱中，并在110℃～140℃的温度下烘焙2小时，此处的温度可以选择为130℃。
步骤S7：将烘箱的温度升至150℃～170℃，此处的温度可以选择为160℃，继续烘焙12个小时以上，得到含热应力松弛层的定子线圈1。
具体地，由于该制作方法适用于制作上述实施例所示的含热应力松弛层的定子线圈1，该定子线圈1的具体结构参照上述实施例，上述定子线圈1具有的有益效果，该制作方法同样具有，在此不再赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种含热应力松弛层的定子线圈，其特征在于，包括：线圈、热应力松弛层及绝缘层；
所述热应力松弛层绕设于所述线圈的外侧；
所述绝缘层绕设于所述热应力松弛层的外侧；
其中，所述线圈由铜扁线绕制形成；
所述热应力松弛层由聚四氟乙烯薄膜半叠包绕制形成。
2.根据权利要求1所述的含热应力松弛层的定子线圈，其特征在于，所述聚四氟乙烯薄膜的厚度为0.0035～0.05mm。
3.根据权利要求2所述的含热应力松弛层的定子线圈，其特征在于，所述聚四氟乙烯薄膜半叠包形成的所述热应力松弛层的厚度为0.007～0.01mm。
4.根据权利要求1所述的含热应力松弛层的定子线圈，其特征在于，所述绝缘层由环氧少胶粉云母带半叠包绕制形成。
5.根据权利要求3所述的含热应力松弛层的定子线圈，其特征在于，所述环氧少胶粉云母带的厚度不低于1.6mm。
6.根据权利要求1所述的含热应力松弛层的定子线圈，其特征在于，所述绝缘层与所述线圈的间隙填充有环氧酸酐树脂漆。
7.根据权利要求1所述的含热应力松弛层的定子线圈，其特征在于，所述含热应力松弛层的定子线圈还包括防晕层；
所述防晕层绕设于所述主绝缘层的外侧。
8.根据权利要求7所述的含热应力松弛层的定子线圈，其特征在于，所述防晕层由半导体低阻防晕带半叠包绕制形成。
9.一种用于制作如权利1至8任一项所述的含热应力松弛层的定子线圈的制作方法，其特征在于，包括：
通过单玻璃丝包薄膜绕包烧结铜扁线或薄膜绕包云母绕包铜扁线绕制形成线圈；
在所述线圈的外表面半叠包一层聚四氟乙烯薄膜，以在所述线圈外侧形成热应力松弛层；
在所述热应力松弛层的外表面半叠包六层环氧少胶粉云母带，以在所述热应力松弛层外侧形成绝缘层。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，在所述形成绝缘层之后，还包括：
在所述绝缘层的外表面半叠包一层半导体低阻防晕带，以在所述绝缘层外侧形成绝缘层作为防晕层，得到绕组；
采用绝缘树脂按照真空压力浸渍工艺浸渍所述绕组；
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