DE1926356A1 - Verfahren zum Impraegnieren und massgerechten Aushaerten der Staenderwicklungsstaebe elektrischer Hochspannungsmaschinen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

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SIi₁-UaTS AKTIJiNGESELLSGHAi¹T Erlangen, den

Werner-von-Sieaiens-Str. 50

Unser Zeichen; PLA 69/0704 Bu/Pl

Verfahren zum Imprägnieren und maßgerechten Aushärten der Ständerwicklungsstäbe elektrischer Hochspannungsmaschinen und Vorrichtung zur "Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Imprägnieren und rnaßgerechten Aushärten der vorzugsweise aus glimmerhaltigen Bändern oder Bahnen mit geringem Klebergehalt bestehenden Bewicklung zur Isolierung von einen geraden Nutteil und demgegenüber abgebogene Wickelkopfteile aufweisenden Stäben der Ständerwicklung elektrischer Hochspannungsmaschinen, insb. Turbogeneratoren, bei welchem die mit der Bewicklung versehenen Stäbe in einen Tränk- und Härteformrahmen eingelegt werden, innerhalb des letzteren getränkt und in einer die äußeren Abmaße der fertigen Isolierhülse maßgerecht festlegenden Weise ausgehärtet werden, wobei der Prozeß des Einlegens der Stäbe in ihren lOrmrahtnen derart durchgeführt wird, daß durch Zusammenfügen von Abstandshalter und Füllstücke aufweisenden lOrmrahmenteilen um die Stäbe herum den Nutäbmessungen des später mit den Stäben zu versehendem Ständerblechpaketes entsprechende Aufnahmekanäle gebildet werden und nach durchgeführter Tränkung und Härtung der Verband der Formrahmenteile unter Öffnung der Aufna.hmekanäle wieder gelöst und die Stäbe auf diese Weise von ihrem Pormrahmen befreit werden.

Kin derartiges Verfahren ist bereits vorgeschlagen worden (ältere Anmeldung P 16 13 441.1). Bei diesem vorgeschlagenen Verfahren, das nicht nur zur Isolierung von Wicklungsstäben sondern auch von Spulen oder Halbspulen (Wicklungselementen) geeignet ist, werden die Wicklungselemente in die Aufnahmekanäle des Tränk- und Härteformrahmens mit einem gegenseitigen Abstand eingelegt, welcher kleiner als der Abstand der Wicklungselemente im-Ständerblechpaket ist bzw. nur einen Teil der Zahnbreite ausmacht und werden die Wicklungseletnente zusammen mit den die Aufnohmekanrile definierenden Abstandshaltern und Püllstücken lagenweine zu einem Pormverband gestapelt und fixiert, wobei anschlie ßend an den Tränk- und Härteprozeß die Fixierung des Pormver-

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binden beseitigt und in entsprechender Weise die Wicklungselemente sowie Abstandshalter und Piillstiicke lagenweise wieder abgetragen werden. Dieses bereits vorgeschlagene Verfahren ist insb. zur Herstellung von hochwertigen, kontinuierlichen, glimmerhaltige Bänder oder Bahnen enthaltenden Isolierungen mit geringem Klebergehalt geeignet. Die Beschädigungsgefahr der Stabisolierung beim Einlegen der Stäbe in oder heim Herausnehmen aus dem Formrahmen ist praktisch ausgeschlossen, da die Stäbe beginnend beim ungetränkten Zustand bis zum fertig ausgehärteten Zustand in derselben Tränk- und Härteform verbleiben, ein Einbringen getränkter Stäbe in Pressen nicht erforderlich ist und die Stäbe nach durchgeführter Tränkung und Härtung unter Demontage.des Tränk- und Härteformrahmens sich leicht aus ihrem Formverband entfernen lassen.

Dieses bereits vorgeschlagene Formtränkverfahren läßt sich mit besonderem Vorteil bei kleineren und mittelgroßen Ständerwicklungsstäben für Turbogeneratoren anwenden. Die vorliegende Erfindung geht von der Überlegung aus, daß "bei großen Ständerwicklungsstäben mit hohem Eigengewicht, wie sie für Turbogeneratoren größerer Leistungen erforderlich sind, das bereits vorgeschlagene Verfahren eine sehr große Tränkanlage, einen großen Härteofen und Hebezeuge für entsprechende Gewichte erforderlich macht. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren auch zur Tränkung und Härtung großer Standerwicklungsstäbe für Turbogeneratoren geeignet zu machen, ohne daß die Tränkanlage und der Härteofen in ihrer Höhe und Breite vergrößert werden müßten und Hebezeuge für größere Gewichte erforderlich sind.

Die Erfindung geht davon aus," daß Ständerwicklungsstäbe für Turbogeneratoren großer Leistung dann, wenn sie mit ihrer noch nicht getränkten Isolierungs-Bewicklung versehen sind, praktisch schon die Endfonn besitzen und in sich verhältnismäßig starr sind. Das Formtränkverfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß in Anwendung auf Stäbe, deren von der äußeren Isolierungs-Bewicklung umhüllte Teile eine in sich starre- praktisch der Endfprm entsprechende Form aufweisen,zunächst je ein Stab in je einen Formrahmen eingelegt wird und fiJi€Ürbel äußer den die Uutabme saun gen

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des Stabes definierender] Formwandteiien weitere 'Blegungs-Form-Wnndteile vorgesehen werden, durch welche lediglich die gekrümm-; ton Stabseiten im Übergangsbereich zwischen Nut- und Wickelkopfteil fixiert werden, daß nach dementsprechend durchgeführter Stabeinzeltränkung die Stäbe mit ihren Iorrarahmen zu mehreren su einer Härtungseinheit vereinigt werden, innerhalb welcher sie mit ihren Formrahmen achsparallel zueinander befestigt und ihre bislang nicht" fixierten Wickelkopf'teile und Stabenden durch an je einem Ende der Härtungseinheit den Stäben gemeinsame Zusatz-Formrahmen fixiert werden,"wöna.ch die so gebildete Härtungseinheit dem Aushärtprozeß unterzogen wird. " ■

Die durch die Erfindung "erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dnß durch eine sinvolle Vereinigung der an sich 'bekannten Einzelstahtränkung mit einer Mehrstabaushärtung der Aufwand zur Isolierung" von großen Ständerwicklüngsstäben klein gehalten werden kann und trotzdem eine maßgerechte Poi*mtränkutig bis zu den Dclialtverhlndungsenden erzielbar ist." '

In diesem Zusammenhang ist Gegenstand der Erfindung auch eine vor teilhafte Vorrichtung zur Durchführung* den angegeberien Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Zusammenstellung und zum Transport der Härtungseinheit' ein Ausbackwagen öder -schlitten vorgesehen ist, dessen Bodenplatte an beläen Enden· Aufbauten für die Zusatzformrahmen trägt. Diese Züsatzformrähmen weisen zweckmäßig dem gewünschten Verlauf der Wickelkopfteile entsprechende gekrümmte Auflageflächen auf, mit welchen die Stabunterseiten zur Anlage bringbar sind.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen: · '

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die Einzelteile eines Tr,änk- und Härteformrahmens-gemäß der Erfindung für einen einzelnen Ständervriöklungsstab; '^: · . : ^?: , *

Fig.^: ? einen Querschnitt durch den ^ränk-,und Härteformrahmen

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nacli Fig. 1 mit eingelegtem Stab in einem. Querschnitt durch, den Nutöereich des Stabes;

Fig. 5 einen Ausbackwagen schematisch und perspektivisch mit mehreren aufgespannten Stäben und an beiden Enden des Wagens angeordneten Zusatz-Formrahmen zur endgültigen Fixierung und Formung der Wickelkopfteile der Stäbe. Der besseren Übersichtlichkeit, wegen ist lediglich der vordere Stab ganz dargestellt, von den. übrigen Stäben nur der Wickelkopfteil.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung verwirklicht ein Verfahren zum Imprägnieren und maßgerechten Aushärten der vor-

k zugsweise aus glimmerhaltigen Bändern oder Bahnen mit geringem Klebergehalt bestehenden Bewicklung I (vgl. Fig. 2) zur Isolierung von einen geraden Nutteil N und demgegenüber abgebogene Wickelkopfteil W (vgl. Fig. 3) aufweisenden Ständerwicklungsstäben, allgemein mit S bezeichnet. Es handelt sich hierbei um Ständerwicklungsstäbe für elektrische Hochspannungsmaschinen großer Leistungen, insb. von Turbogeneratoren, die dann, wenn sie mit der noch nicht getränkten und ausgehärteten kontinuierlichen Isolierung I umbandelt sind, praktisch schon die Endform aufweisen und in sich verhältnismäßig starr sind. Diese Stäbe S werden einzeln in die jeweiligen, aus Fig. 1 und 2 näher ersichtlichen Tränk- und Härteformrahmen, allgemein mit R bezeichnet, eingelegt. Der im Ausführungsbeispiel verwendete Formrahmen R ist aus

) den folgenden Einzelteilen zusammengesetzt: den Rahmenteilen 1, ausgebildet als.Stahlprofilstäbe, welche mit den U-förmigen, gleichfalls aus Stahlprofilstabteilen zusammengesetzten Abstandshaltern 1a zu einem Grundrahmen verschweißt sind, wobei die Abstandshalter 1a über die Länge des Grundrahmens gleichmäßig verteilt sind; den Distanzleisten 2, welche in den Grundrahmen 1,1.-: zusammen mit dem Bodenblech als Füllstücke und Begrenzungselemente einlegbar sind und einen den Nutabmessungen des später müden Stäben S zu versehenden Ständerblechpaketes entsprechenden Aufnahmekanal K definieren; aus an beiden Emlen des Formrahmens R in diesen einfügbaren Radiusklötzen 4» welche als Biegungsformwrmdteile die Krümmung des einzulegenden Stabes auf seiner einen Seite begrenzen, während die Radiusklötze 5·ί air andere

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Biegungsformwandteile die Stabkrümmung auf seiner anderen Seite begrenzen. Die letzteren sind mit dem Formblech 5 baulich, vereinigt, wobei die Einheit 5, 5a nach dem Einlegen des Stabes auf die Staboberseite gelegt wird. Ferner besteht der Formrahmen E. aus Spanneisen 6, welche nach dem Einlegen des Stabes in gegenüberliegende Aussparungen 7 der jeweiligen IT-förmigen Abstandshalter 1a eingeschoben werden können, und zwar unter Zwischenfügung von Spannwinkeln 8, die als kleine Winkelstücke ausgebildet sind und oberhalb der Spa.nneisen 6 in die Bohrungen 7 unter Fixierung der Spanneisen 6 eingetrieben werden können, wie es Fig. 2 näher zeigt. Durch die verstärkten Linien 9 ist in Fig. 1 angedeutet, daß der Formrahmen R dann, wenn der Tränkvorga.ng beendet ist, mitsamt dem Stab auf dem Ausbackwageh 10 nach Fig. 3 fixiert werden kann, was weiter unten noch erläutert wird.

Wie der Stab im Inneren der Isolierhülse I im einzelnen aufgebaut int, ist für die Erfindung nicht wesentlich; er kann in üblicher V/eise Massivteilleiter 11 und Kühlrohre 12 aufweisen, die durch eine nicht dargestellte Teilleiter- .bzw. Kühlrohrisolation gegeneinander isoliert sind. Wenn der Stab S mit seiner kontinuierlichen Isolier-Bewicklung I versehen ist, wird er in der bereits beschriebenen Weise in den Form- und Tränkrahmen R eingelegt, wonnch dieser Ra.hmen geschlossen wird. Hierbei sind der Uutbereich ΙΓ des Stabes und lediglich die gekrümmten Stabbereiche 13 (vgl. Fig. 3) fixiert. Die so gebildete Einheit aus Einzelstab S und Einzelforrarahmen R kann nunmehr in den Tränkbehälter eingebracht werden, und der Stab kann der üblichen Vakuumtränkung unterzogen werden. Der Kleber der glimmerhaltigen Bänder oder Bahnen für die Isolierung I ist hierbei so ausgewählt, daß er sich vollständig in das zur Imprägnierung verwendete Harz-Härter-System einbauen läßt. Kleber und Harz-Härter-System bestehen zweckmäßig aus Epox idharzverbindungen. Der Einzelformrahmen R und Einzelstab S läßt fiich bequem in die Vakuumränkanlage einbringen ,.und aus dieser.. ■ wieder herausnehmen. Das Herausnehmen erfolgt nach erfolgter - : Tränkung, bevor die Härtung einsetzt. Nunmehr werden mehrere ge?- trünkto Kinzelstäbe S mitsamt ihren Forrarahmen R, nachdem dos, _n übf-rnchünsige Elnrz abgetropft ist, auf den Ausbackwagen 14 f.emäfi

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Pig. 3 gespannt. Hierbei bilden die Stäbe S und zugehörigen Formrahmen R eine Härtungseinheit, innerhalb welcher sie mit ihren Forrnrahmen R, wie ersichtlich, achsparallel zueinander befestigt und ihre bislang nicht fixierten Wickelkopfteile W und Stabenden S1 durch an je einem Ende der Härtungseinheit den Stäben S gemein same Zusatz-Formrahmen Rz fixiert werden. Statt des Ausbackwagens 14 könnte naturgemäß auch ein Schlitten o. dgl. verwendet sein. Der Ausbackwagen 14 weist ein Fahrgestell 14a auf mit Bodenplatte 14b. An letzterer sind an beiden. Enden Aufbauten für die Zusatzformrahmen Rz befestigt und sind die einzelnen Stäbe S mittels ihrer Formrahmen R und der Fixierteile 9 angeschraubt oder verkeilt. Die Zusatzformrahmen Rz bestehen a.us Grund rahmen te ilen mit Fixierklötzen 15 a für die Stabenden und Wickelkopfformteilen 16, welche dem gewünschten Stabverlauf im Wickelkopfbereich W entsprechen und an den Grundrahmenteilen 15 befestigt sind. Die Fixierklötze 15a können im oberen Querbalken des Rahmens 15 horizontal verschieblich und fixierbar gelagert sein. Die Wickelkopf forinteile 16 bestehen aus einem bei den angewendeten Ausbacktemperaturen formstabilen Material, sie können beispielsweise aus Blech gebogen sein. Mit den gekrümtiten Auflageflächen· 16a der Wickelkopfformteile 16 sind im dargestellten Au sführung.sbei spiel die Wickelkopfbereiche W von 4 Stäben zur Anlage gebracht. Die in Fig. 3 dargestellte Härtungseinheit kann in den Ofen eingefahren und dem Härtungsprozeß unterzogen werden, lach Beendigung dieses Prozesses und Abkühlung können die einzelnen Stäbe S vom Ausbackwagen 14 entfernt und die jeweiligen Formrahmen R demontiert werden unter Freigabe der nunmehr fertig getränkten und ausgehärteten Stäbe S. Hierbei sind auch die Wickelkopfbereiche Vv^T und Stabenden S1 auf ihre endgültige Form und ihr endgültiges Maß gebracht, so daß die fertig behandelten Stäbe in das Ständer blechpaket eingelegt werden können.

;j Ansprüche
3 Figuren

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Claims (3)

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   Verfahren zum Imprägnieren und maßgerechten Aushärten der vorzugsweise rus glimmerhaltigen Bändern oder Bahnen mit geringem Klebergehalt bestehenden Bewicklung zur Isolierung von einen geraden Nutteil und demgegenüber abgebogene Wickelkopfteile aufweisenden Stäben der Ständerwicklung elektrischer Hochspo.nnungsmasch.incn, insb. Turbogeneratoren, bei welchem die mit der Bewicklung versehenen Stäbe in einen Tränk- und Härteformrahmen eingelegt werden, innerhalb des letzteren getränkt und in eip^c ΰie äußeren Abmaße der fertigen Isolierhülse maßgerecht festlegenden Weise ausgehärtet werden, wobei der Prozeß des Einlegens der Stäbe in ihren Formrahmen derart durchge- . führt wird, daß durch Zusammenfügen von Abstandshalter und lull stücke, aufweisenden Formrahmenteilen um die Stäbe.herum den ITutabmessungen des später mit den Stäben zu versehenden Ständerblechpa.ketes entsprechende Aufnahmekanäle gebildet werden und nach durchgeführter Tränkung und Härtung der Verband der Formrahmenteile unter Öffnung der Aufnahmekanale wieder gelöst und die Stäbe auf diese Weise von ihrem Formrahmen befreit werden, dadurch gekennzeichnet, daß in Anwendung auf Stäbe, deren von der äußeren Isolierungs-Bewicklung umhüllte Teile eine in sich starre, praktisch der Endform entsprechende Form aufweisen, zunächst je ein Stab in je einen lOrmrahmen eingelegt wird und hierbei außer den die Nutabmessungen des Stabes definierenden Formwandteilen weitere Biegungs-Form-Wandteile vorgesehen werden, durch welche lediglich die gekrümmten Stabseiten im Itbergnngsbereich zwischen Nut- und Wickelkopfteil fixiert werden, daß nach dementsprechend durchgeführter Stabeinzeltränkung die Stäbe mit ihren Formrahmen zu mehreren zu einer Härtungseinheit vereinigt werden, innerhalb welcher sie mit ihren Formrahmen achsparallel zueinander befestigt und ihre bislang nicht fixierten Wickelkopfteile und Stabenden durch an je einem Ende der Härtungseinheit den Stäben gemeinsame.Zusatz-Forinrahmen fixiert werden, wonach die so gebildete Härtungßeinheit dom Aushärtprozeß unterzogen wird.

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2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zusammenstellung, und zum Transport der Härtungseinheit ein Ausbackwagen oder -schlitten vorgesehen ist, dessen Bodenplatte an beiden Enden Aufbauten für die Zusatzformrahraen trägt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzformrahmen dem gewünschten Verlauf der Wickelkopfteile entsprechende gekrümmte Aufiageflachen aufweisen, mit welchen die Stabunterseiten zur Anlage bringbar sind.

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