[发明专利]电动机的电绝缘系统和其制造方法

说明书

本发明涉及一种电动机的改进的电绝缘系统、尤其是在叠片组的槽中的线绕组相对于叠片组的绝缘方面得到改进的电绝缘系统EIS。此外，本发明涉及一种用于制造电动机的这样改进的电绝缘系统、例如槽绝缘件的制造方法。根据本发明，建议不通过沉浸浸渍、而是通过将填充有体积增大的颗粒的浸渍树脂有针对性地引入叠片组的槽中来浸渍装备有导体的叠片组。

本发明涉及一种电动机的改进的电绝缘系统、尤其是在叠片组的槽中的线绕组相对于叠片组的绝缘方面得到改进的电绝缘系统EIS。此外，本发明涉及一种用于制造电动机的这样改进的电绝缘系统的制造方法。

电动机的叠片组是已知的，叠片组包括具有线绕组、通常是铜线绕组的槽，其中，线通过线漆被电绝缘。在此，根据尺寸和功率等级存在不同的制造电动机的可能性。

在63mm至450mm的轴高度的数量级中并且与150W至1.6MW的功率相应地，所谓的定子、即叠片组通常装备有预绕制的线绕组。这些绕组在此被机械地引入定子槽中并且随后被连接。通过表面绝缘材料、如纸和各个绕组线的线漆提供单线相互间以及相对于处于地电势的叠片组的电绝缘。基于槽的几何要求、如用于形成尽可能闭合的磁场线的槽齿，利用绕组线、表面绝缘材料、包括线漆，可以实现85体积％的最大的槽填充(度)，因为否则例如拉入力将变得太大，并且因此例如由于刮擦、破裂和/或由于拉伸可能会损坏表面绝缘和/或线漆。因此在叠片组的槽中保留至少15体积％的自由体积(或者说未占用体积)。其中的一部分是裸露的，因为绕组没有精确匹配地填充槽的拐角，但在绕组内，在浸渍过程中尽可能完全用浸渍树脂填充存在的空腔。

令人遗憾地业已证实，在此存在明显的空隙，因为浸渍树脂在将定子从沉浸池取出时通常还是液态的，从而在这种情况下，在导体内、即线绕组内的空腔也没有被充分填充。

为此，通常在沉浸方法中，一个或多个定子缓慢地沉浸到液态浸渍树脂盆中，从而使液态的浸渍树脂流入单线、槽与叠片组之间的空腔中，并且可以填充所述空腔。随后，被由此浸湿的定子在一定的时间段内通过温度作用和/或紫外线辐射而硬化。由此，从液态的和/或胶凝的、在沉浸池中填充槽的在线卷绕之后仍为空心的体积中的剩余的空腔的浸渍树脂变为完成的灌封物，例如形式为完全硬化的热固性塑料作为灌封材料。

因此，用灌封材料尽可能完全地填充空腔尤其是重要的，因为只通过利用灌封物的尽可能完全的填充来确保线绕组的散热、机械固定以防振动、相对于叠片组的耐局部放电性，和/或叠片组和导体的钝化以防灰尘和/或湿气。

然而，利用常规的方法、例如沉浸浸渍以及要求的制造变化性不能够完全填充当前的间隙，在所述制造变化性中，没有针对一个定子种类优化地、而是针对所有在该生产线上被浸渍的定子种类的平均值来调节浸渍树脂和沉浸方法。实际上例如由于回流的浸渍树脂和/或不适当地流入的浸渍树脂总是留有空腔和缺陷，因为例如沉浸池中的粘度没有设置为足够低。

在沉浸池中，也不能够通过混合形式为颗粒填料的特定添加剂来优化浸渍树脂的所述特性。这样的添加剂例如是用于提高耐局部放电性的云母小片、用于提高导热性的石英粉、氧化铝和/或氮化硼。

基于沉浸池中的升高的粘度和/或沉降特性，不能通过沉浸池方法将添加剂引入随后形成绝缘系统中的导体的灌封物的浸渍树脂中。

在沉浸浸渍中，即使在定子的其它的浸渍方法、如真空浸渍、喷涂浸渍等中，大多也由于浸渍树脂吸收不足而在电绝缘系统EIS中产生缺陷，所述缺陷平面地在更大的缝隙中形成空腔。尤其由于在槽箱与叠片组之间产生错乱的排列的所谓的“不规则卷绕”形成这样的缺陷，所述缺陷导致绕组线在灌封物中的机械固定的过度降低，因为绕组线在局部有几厘米长没有得到固定，并且因此容易受到电机的机械谐波的影响。这在运行中经常以位于绝缘的线漆下方的绕组线中的金属电线、尤其铜线的断裂终结。此外，这样大面积的缺陷是类似于开孔的，并且因此容易受到灰尘、金属磨损和湿气的影响，由此损害电机的性能并且最终也损害电机的使用寿命。

迄今为止，高成本地在这方面进一步开发浸渍树脂，从而进行沉浸池中的浸渍树脂的触变，即浸渍树脂在定子沉入时基于剪切稀释而液化，并且随即在槽中保持较高的粘度。