制造导体棒的方法与流程

本公开涉及导体棒(等于半个绕组)的技术领域，尤其用于组装到电机中。

背景技术：

电机尤其是一种旋转电机，例如有待连接到燃气涡轮或蒸汽涡轮(涡轮发电机)上的同步发电机，或者有待连接到水力涡轮(水力发电机)上的同步发电机，或者异步发电机，或者同步或异步电动机，或者其它类型的电机。

大型旋转电机(例如涡轮发电机或水轮发电机)的绕组的高压绝缘系统通常是由云母-玻璃带和树脂制成的复合材料。一种常见的变体是干式云母-玻璃带(也被称为贫树脂带)，其缠绕在传导棒周围，传导棒由薄绝缘的铜绞线的实际半个绕组组成，然后用树脂浸渍，以形成导体棒。因而术语导体棒在这里限定了根据本发明的示例所述的最终产品，术语传导棒在这里限定了起始产品。这个工艺被称为真空压力浸渍(VPI)工艺，因为干绝缘的传导棒在高压釜容器中被抽空，然后用浸渍树脂浸没，并且最终在树脂液位的顶部通过气体应用过压，从而将树脂压入到绝缘体中。依赖于VPI的变体的细节，在浸渍之前或在模具中挤压经浸渍的传导棒(其中过量的树脂必须被慢慢地压出来)之前，干绝缘的传导棒被封装。所有VPI变体的浸渍的传导棒的固化都是在大气压下的浸渍浴之后完成的。

高压绝缘复合材料的另一常见变体是云母-玻璃带，其在制造期间经过预浸渍，并预固化成所谓的B-级，其是预先交联的。这些B-级带(也被称为富树脂带)缠绕在传导棒周围。然后在压缩下加热富含绝缘树脂的(因而预浸渍的)传导棒，从而形成固化的绝缘体。这要么利用热压(所谓的压力富树脂(PRR)工艺)来完成，或者利用高压釜或容器(所谓的真空压力富树脂(VPRR)工艺)来完成，高压釜或容器可被抽空并设定在过压下，并且其中绝缘传导棒的笔直部段形成L-形状。VPRR工艺具有超越PRR工艺的优良品质，因为真空阶段通过从绝缘体中提取剩余溶剂和湿气含量而减少了空隙。

本发明主要涉及与VPRR工艺相关的制造导体棒的方法。历史上用于在真空相态之后在高压釜或容器内部气密性地密封导体棒并用于加热以进行固化的这个工艺的辅助材料是沥青，也被称为柏油。沥青仍然被若干个导体棒制造商使用。在这些情况下，存在用于准备固化的较高的筹备时间和成本，导致较高的投资成本。另外，热的沥青蒸气带来癌症的风险。此外，沥青在制造过程中始终保持是热的，从而使容器入口管中的沥青维持在流体状态下。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种用于制造导体棒的备选方法。这个目的通过根据独立权利要求所述的一种用于用预浸渍的绝缘传导棒制造导体棒的方法来实现。

在从属权利要求中描述了本发明的其它方面。

在一个示例中，合成材料层由聚酰胺(耐纶)制成，其有利于高成本效率的制造。

在进一步的示例中，合成材料层具有扁平管的形状。通过这种措施可以容易的方式来覆盖传导棒。

在进一步的示例中，合成材料层是自融合的带，其以重叠方式缠绕在导体棒周围。通过这种措施，合成材料的应用可利用卷绕机器人而实现自动化。

附图说明

根据用于制造导体棒的方法的优选但非唯一实施例的细节描述，将更清楚本发明的详细特征和优点，所述实施例在附图中通过非限制性的示例来说明，其中：

图1是具有传导棒的容器的示意性的侧视图，其被绝缘并封装到功能层，尤其合成层中，合成层通过柔韧的真空管线和穿引管而连接在用于施加真空的真空泵上，从而制造导体棒；

图2是根据本发明的一个示例的处于工艺步骤中的导体棒的示意性的横截面图。

参照附图，标号表示遍及本文中相同或相对应的部件。

具体实施方式

图1显示了容器30的示意性的侧视图，其用于支持导体棒1的制造。导体棒1被放到容器30中，由合成材料制成的层20包围导体棒1，在这个示例中层20由聚酰胺制成，以下也被称为耐纶。由合成材料制成的层20在下文中被命名为合成层20或合成材料层20。柔韧的真空管线23或高压釜软管连接在导体棒1上，并通过穿引管24将导体棒1与容器30外部的真空泵22连接起来，以用于施加真空。柔韧的真空管线23终止于通气层/放气层15和合成层20之间的空间中。通气层/放气层15的材料包括非编织的聚脂毡或针织的聚脂毡，并且是商业上可获得的。出于清晰起见，这里传导棒11是由薄绝缘的铜绞线组成的棒，其引导电流，并且其基本上没有其它层或配件，并且是用于制造导体棒1的基本事物。根据本文定义，导体棒1因而是在以所述方式处理传导棒11时获得的产品。合成层20在这个示例中具有扁平管或袋子的形状，其基本上是气密性的，并且完全包围传导棒11。这样真空泵22可抽空合成层20内部的空间。

合成层20作为真空袋实现了传导棒11、主壁绝缘体3或绝缘体、分离带5、形状10和通气层/放气层15相对于容器30或高压釜内部环境的气密性密封功能。容器30首先被抽空，然后用压缩气体例如氮气来填充，对导体棒1加热的步骤通过加热压缩气体，并可选地使容器30或高压釜中的压缩气体换气来实现。可建立圆形换气。由于气密性密封，合成层20内部的空间可相对容器30的内部压力被独立地抽空，只要合成层的内部压力保持低于容器30的内部压力即可，从而防止合成层20的充气和损坏。

图2显示了根据本发明的一个示例的用于制造导体棒1的传导棒11的笔直部分和周围层的示意性的横截面图。传导棒11被绝缘层覆盖，绝缘层在下文中也被表示为主壁绝缘体3。主壁绝缘体3包括B级树脂，其在制造工艺中首先液化，然后固化，从而在传导棒11周围产生紧密的高压绝缘体。分离带5缠绕在绝缘层3周围，并用于在树脂固化之后拆解导体棒1，而不损坏主壁绝缘体3。此外，在分离带5上面，设置了两个带10，其在传导棒11的笔直部分中基本包围三个之前事物。形状10用于在树脂固化期间产生绝缘传导棒11的笔直部分的限定尺寸和光滑表面。形状10作为示例由钢制成，并具有`L`的形式，其具有一个长边和一个短边，短边在末端垂直于长边。形状10以某种方式设置，从而产生围绕该装置的闭合环路。围绕形状10设置了通气层/放气层15，例如由非编织的聚脂毡、非编织的针织聚脂毡或相似的材料制成的通气层/放气层15，所述材料可相对于形状10的边缘保护合成层20、实现沿着绝缘传导棒11的长度朝着柔韧的真空管线23与合成材料层20的连接点的真空分布或剩余气体的运输、以及实现从富树脂带压出的过量树脂的吸入。在压缩期间还通过容器30中的压缩气体的过压，如后面所述，通过非编织的聚脂或相似材料的属性而保持通气层/放气层的所有这些功能，所述材料在压缩时仍保持多孔性。最后，合成层20被放置在具有上述应用的层的传导棒11周围。如后文将更详细描述的那样，合成层20可采用袋子的形状，其在两端是密封的，并且在合成层20的内部产生了真空或接近真空的条件。合成层20可由扁平管形状的耐纶或相似的合成材料制成，并且/或者可由自融合带制成。

在下文中将参照图1和图2描述制造方法。在如图2中所示制备具有所有包围层的传导棒11之后，这种制备好的棒插入到容器30或高压釜中，并如图1中所示连接到真空泵22上。然后固化工艺以所谓的´真空-真空´阶段在相当低的温度下起动，从而防止B级树脂的固化反应的起动，在此种情况下，在合成层20的内部空间中以及这个空间的外部，即容器30或高压釜的内部产生真空或接近真空的条件。合成层20的内部空间被真空泵22抽空。容器30中的压力受到另一装置(未显示)的控制。因为这个示例中的合成层20具有管道或袋子的形状，并且是气密性的，所以合成层20在下文中也被称为真空袋。在´真空-真空´期间，容器30或高压釜中的压力需要始终保持在高于真空袋中的压力之上，从而不会使真空袋充气，真空袋将承受损坏它的风险。´真空-真空´阶段有助于防止绝缘体受到真空袋外部的大气压力的压缩，并容许更容易除去剩余气体、溶剂和湿气。接下来将压缩气体，如氮气填充到容器30，并在一个或若干个不同的加热段中以一个或若干个不同的加热速率加热具有主壁绝缘体3和其它包围层的传导棒11。可选地，容器30中的压缩气体的换气通过恰当的装置(未显示)来完成，从而加速传导棒11和主壁绝缘体3的加热。在加热段期间，在容器30的内部将应用一个或若干个不同的压缩气体压力步骤。例如，在´真空-真空´阶段之后，在第一快速加热段期间，标准压力(1个大气压)步骤可实现更有效的热传递，并在没有如过压那么强地压紧绝缘层或主壁绝缘体3的条件下可选地使用压缩气体的换气。在利用过压压紧期间，过量树脂从富含树脂的云母-玻璃带中挤压出来，并被通气层/放气层收容。在加热和压力段期间，合成层的内部空间可被连续抽空。然后主壁绝缘体3在固化温度下利用过压固化特定的时间。最后冷却传导棒11并从容器30中取出，其具有完全固化的绝缘层3和其它包围层。然后利用所谓的拆解工艺从导体棒1除去分离带5、形状10、通气层/放气层15和合成层20。

如此构想的制造导体棒1的方法容许有不同的工艺顺序，并且对所述预浸渍的富含B级树脂的云母-玻璃带的适应包括不同的加热步骤和压力步骤。所有这些变体都落在本发明的概念范围内。

标号：

1导体棒

3主壁绝缘体

5分离带

10形状

11传导棒

15通气层/放气层

20合成材料层

22真空泵

23柔韧的真空管线

24穿引管

30容器。