一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(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，本發(fā)明具有防暈?zāi)芰?、絕緣性能好、介質(zhì)損耗少、介電強度性能好等優(yōu)點。
【專利說明】—種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機絕緣領(lǐng)域，尤其是涉及一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]風能的開發(fā)和利用發(fā)展非常迅速，風力發(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，全球風電市場成為新的關(guān)注點。
[0003]中國風電發(fā)展迅速，發(fā)展的主要動因來自:政府支持與鼓勵、現(xiàn)有的和新建的風場需求增加、材料成本的優(yōu)勢。隨著風電經(jīng)濟性的進一步提升和風電并網(wǎng)消納問題的逐步解決，同時在政府政策的強力支持下，中國將繼續(xù)引領(lǐng)世界風電的發(fā)展。
[0004]永磁風力發(fā)電機具有能適應(yīng)低風速，耗能較少、后續(xù)維護成本低等優(yōu)點。從綜合情況來看，我國低風速的三類風區(qū)占到全部風能資源的50%左右，更適合使用永磁風電機組，因此，作為風力發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備，永磁風力發(fā)電機將是我國風力發(fā)電機未來的發(fā)展趨勢。
[0005]發(fā)電機、電動機目前最普遍采用的繞組形式有兩種:成型繞組和散嵌繞組。低壓電機主要使用散嵌繞組，高壓電機主要使用成型繞組。成型繞組焊接點多，容易產(chǎn)生薄弱點；在電機優(yōu)化設(shè)計方面，由于線規(guī)選材范圍小，使優(yōu)化方案不能實現(xiàn)最優(yōu)化。與成型繞組比較，散嵌繞組具有成本低、故障點少(焊接點少)、線規(guī)選材范圍大、設(shè)計方案易優(yōu)化等優(yōu)點。
[0006]國外風電大公司，例如:德國ENERC0N,丹麥:Vestas,西班牙:Gamesa等公司制造的大型風力發(fā)電機均有使用散嵌繞組的案例，說明了散嵌繞組在風力發(fā)電機中的廣泛應(yīng)用。
[0007]作為風力發(fā)電裝備的最關(guān)鍵部件，風力發(fā)電機的研制尤為關(guān)鍵，電機運行的可靠性和運行壽命主要取決于絕緣結(jié)構(gòu)的設(shè)計及其材料的應(yīng)用。由于風力發(fā)電機使用的特殊地理環(huán)境(戈壁、草原、海邊等)，風力發(fā)電機所用絕緣結(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)的機械強度和因力學(xué)性能下降引發(fā)的絕緣性能衰退以及特殊環(huán)境下運行絕緣結(jié)構(gòu)的耐候性問題等。
[0008]大型風力發(fā)電機使用的變流器，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，所以當今國內(nèi)外主流風力發(fā)電機選用可控整流變流器，但是使用可控整流變流器會產(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，在電磁振動的作用下，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重侵蝕。這一切都將對電機絕緣造成極大的損害。大型風力發(fā)電機使用可控整流變流器，就要考慮尖峰脈沖電壓產(chǎn)生的電暈問題，這就要求絕緣結(jié)構(gòu)的防電暈?zāi)芰σ獜姡唧w來說就要求絕緣結(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才不會產(chǎn)生電暈，絕緣結(jié)構(gòu)才會不受電暈的損害。
[0009]散嵌繞組通常不涉及防電暈問題，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題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明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?、絕緣性能好的大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0012]一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)，包括槽內(nèi)絕緣組件及端部絕緣組件，其中，
[0013]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；
[0014]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)。
[0015]所述的槽楔由二苯醚D350材料制作得到。
[0016]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。
[0017]所述的槽底墊條由二苯醚D350材料制作得到。
[0018]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。
[0019]所述的散嵌線繞組由200級耐電暈漆包銅圓線繞制得到。
[0020]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。
[0021]所述的端部絕緣由半疊包二層云母帶及一層無堿玻璃纖維帶構(gòu)成，疊包的云母帶深入到槽絕緣端部15-20_。
[0022]所述的繞組端部密封件為無堿玻璃纖維布，表面涂刷樹脂。
[0023]所述的綁扎繩為聚酯纖維繩。
[0024]所述的軟端箍為無堿玻璃纖維繩。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0026](I)放電起始電壓、熄滅電壓高于脈沖尖峰電壓，在脈沖尖峰電壓時不會產(chǎn)生電暈，防暈?zāi)芰姡?br> [0027](2)絕緣材料耐熱等級是H級，耐熱性能好；
[0028](3)絕緣電阻大于100G Ω，絕緣性能好；
[0029](4)在2500V電壓下測量介質(zhì)損耗,小于3%,介質(zhì)損耗少；
[0030](5)電壓10000V時，一分鐘，絕緣結(jié)構(gòu)沒有被擊穿，介電強度性能好；[0031](6)風力發(fā)電機電容大，采用直流高壓測試儀(直流高壓發(fā)生儀)測量，泄漏電流很小(μ A級)；
[0032](7)滿足技術(shù)要求的同時，成本最低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為槽內(nèi)絕緣組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為端部絕緣組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]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。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0038]實施例
[0039]一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(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?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)。
[0040]散嵌線繞組8為200級耐電暈漆包銅圓線，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的每個繞組端部用用2層NHN隔開，槽楔6采用二苯醚D350 (H級)制作得到。繞組端部密封件11為無堿玻璃纖維布，表面涂刷樹脂。綁扎繩2為聚酯纖維繩。軟端箍I為無堿玻璃纖維繩，端部絕緣3由半疊包二層云母帶及一層無堿玻璃纖維帶構(gòu)成，疊包的云母帶深入到槽絕緣端部15-20_。
[0041]本發(fā)明所采用的散嵌繞組說明:漆包銅圓線，熱級為200級的厚漆膜耐電暈漆包銅圓線，標稱直徑為1.2mm。
[0042]本發(fā)明所采用的絕緣材料說明:
[0043]聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料(簡稱NHN):厚0.2mm,耐熱等級H級，耐壓10000V。
[0044]H級及以上(含風電用)真空壓力浸潰用少膠粉云母帶(耐電暈)(簡稱云母帶):厚0.14mm,耐熱等級H級,耐壓5000V。
[0045]本發(fā)明所采用的輔助材料說明:
[0046]槽楔:二苯醚D350，耐熱等級H級。[0047]槽底墊條:二苯醚D350，耐熱等級H級。
[0048]絕緣浸潰:VPI浸潰H級無溶劑絕緣樹脂兩次，烘焙兩次。
[0049]無堿玻璃纖維帶:厚0.2mm，用于端部絕緣的綁扎。
[0050]聚酯纖維繩:Φ20，用于端部綁扎。
[0051]無堿玻璃纖維繩:Φ20，綁扎繞組出線端部。
[0052]無堿玻璃纖維布:厚0.2mm,用于繞組端部密封。
[0053]繞組表面涂刷樹脂:用于繞組端部密封。
[0054]制作時，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、一層無堿玻璃纖維帶(先疊包云母帶)，每個繞組端部用二層端部相間絕緣隔開。疊包云母帶時要深入槽絕緣端部內(nèi)15_20mm，繞組端部不得高于定子鐵芯內(nèi)徑。每個繞組端部用綁扎繩綁緊相連。軟端箍用無堿玻璃纖維繩綁扎于繞組出線端部兩圈并用綁扎繩綁扎緊。繞組非出線端部平包無堿玻璃纖維布(兩層)，并用繞組表面涂刷樹脂粘糊嚴密(以防漏掉浸潰漆)。VPI浸潰H級無溶劑絕緣樹脂兩次，烘焙兩次。
【權(quán)利要求】
1.一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)，其特征在于，該絕緣機構(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1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)，其特征在于，所述的槽楔由二苯醚D350材料制作得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(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。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)，其特征在于，所述的槽底墊條由二苯醚D350材料制作得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(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)合材料或四層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復(fù)合材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)，其特征在于，所述的散嵌線繞組由200級耐電暈漆包銅圓線繞制得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)，其特征在于，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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(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堿玻璃纖維帶構(gòu)成，疊包的云母帶深入到槽絕緣端部15-20mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)，其特征在于，所述的繞組端部密封件為無堿玻璃纖維布，表面涂刷樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大型永磁風力發(fā)電機散嵌繞組定子絕緣機構(gòu)，其特征在于，所述的綁扎繩為聚酯纖維繩；所述的軟端箍為無堿玻璃纖維繩。
【文檔編號】H02K3/38GK103427523SQ201210165049
【公開日】2013年12月4日 申請日期: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 申請人:上海萬德風力發(fā)電股份有限公司