专利名称：一种风力发电机转子线圈的绝缘结构的制作方法
技术领域：
本发明属于风力发电机转子制造技术领域，适用于兆瓦及数兆瓦双馈型风力发电机的转子线圈。
背景技术：
风力发电机是一种新型的清洁能源，对减少不可再生的石化能源的消耗和减少二
氧化碳、二氧化硫等对环境的污染具有很重要的意义。是国家重点大力发展的新型能源项目。由于大型风力发电机大都安装在我国三北地区和海上以及沿海地区。三北地区地势高，气温低，昼夜温差大，风沙大；海上和沿海地区盐雾腐蚀严重，空气湿度大，一般相对湿度95%，最大100%，这样的运行环境，对风力发电机的绝缘破坏作用很大。同时，兆瓦及数兆瓦的风力发电机都安装在百米左右的高空上，体积和重量巨大，安装非常困难，故障检修困难就很大，费用也很高，这些因素的存在，就要求风力发电机的绝缘更为可靠。所以在设计风力发电机绝缘结构时要认真考虑发电机的环境适应性，同时，兆瓦及数兆瓦风力发电机转子线圈的横截面较大，成型和嵌线难度大，所以在设计风力发电机绝缘结构时，要考虑线圈制造工艺的适应性。双馈型风力发电机是由逆变器供给电源，逆变器输出的电压不是正弦波，而是上升沿和下降沿时间都非常短的方波，其dv/dt (其中ν为电压单位为V，t为时间一般为μ S)数值很大，在绝缘内很容易引起电晕造成绝缘过早破坏，使电机的寿命很短。因此在设计风力发电机转子绝缘结构时必须要选用耐电晕性能好的绝缘材料。同时风力发电机安装在上百米的高空，还会受到雷电过电压的作用，所以在设计风力发电机绝缘结构时，要考虑线圈应具有耐电晕的能力。此外风力发电机在运行时还要受到机械力、电磁力、震动的作用，使发电机绝缘处于交变应力的作用，加速电机绝缘的老化。所以在设计风力发电机绝缘结构时，要充分考虑线圈绝缘受到这些因素的综合作用影响。在业内都把电机线圈称为电机的心脏，而线圈绝缘则是电机心脏的心脏，经过多年来的统计，电机发生的故障50%以上是由于线圈绝缘损坏而引起的。所以电机转子线圈绝缘结构的设计是非常重要的。
发明内容
针对兆瓦及数兆瓦风力发电机严酷的工作环境和恶劣的工作条件，本发明的目的在于提供一种能满足兆瓦及数兆瓦风力发电机使用环境和工作条件的转子线圈的绝缘结构，是在线圈外面再半叠包一层经活化处理的聚四氟乙烯带，使线圈的对地绝缘厚度有全云母带的1. 52mm减小到0. 64mm，线圈电气强度的安全裕度为10倍以上。本发明的技术方案是通过以下方式实现的一种风力发电机转子线圈的绝缘结构的制作方法，是在已成型的转子裸铜线圈上，半叠包多层耐电晕聚酰亚胺薄膜带和多层耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带；再半叠包一层聚四氟乙烯薄膜带，其特征在于 包括以下步骤
31)、在已成型的转子裸铜线圈上，半叠包一层耐电晕聚酰亚胺薄膜带；
2)、在其电晕聚酰亚胺薄膜带上半叠包一层厚耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带；
3)、在其少胶云母带上再半叠包一层耐电晕聚酰亚胺薄膜；
4)、在其耐电晕聚酰亚胺薄膜上半叠包一层耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母
带；
5)、在其少胶云母带上半叠包一层经活化处理过的聚四氟乙烯薄膜带，形成风力发电机转子线圈的绝缘结构。用本发明叠包后的风力发电机转子线圈的绝缘结构，转子线圈的绝缘选用具有很高电气性能和机械性能、绝缘耐热等级高达200级的又具有很高耐电晕能力的国产耐电晕聚酰亚胺薄膜和国产耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强少胶云母带交替绕包到线圈上。为抵御盐雾腐蚀和运行环境中其他化学物质对线圈绝缘的侵蚀，地绝缘厚度由1. 52mm减少到 0. 74mm,绝缘耐热等级由F级提高到200级，减小了电机的体积和重量，实现了小型轻量化或保持电机同样的体积和重量就可以增大电机的功率。本发明中应用了具有高耐电晕能力的国产耐电晕聚酰亚胺薄膜及国产耐电晕聚酰亚胺薄膜为补强材料的少胶云母带，使本绝缘结构可满足变频器输出电压特性对线圈绝缘耐电晕的要求；本发明中采用经活化处理过的聚四氟乙烯薄膜带半叠包在对地绝缘的外面，可以有效地防潮湿，防盐雾腐蚀和其他化学物质对绝缘的侵蚀，因此本发明的绝缘结构就具有很强的抵御内外电腐蚀和外部环境对绝缘破坏的能力。提高了电机的运行的可靠性和使用寿命。适用于安装在海上、沿海以及昼夜温差大的内陆地区的兆瓦及数兆瓦级双馈型风力发电机的转子线圈。
图1是本发明实施例1的示意图。图2是本发明实施例2的示意图。
具体实施例方式实施例1
由图1知，在已成型的转子裸铜线圈1上，半叠包一层0. 025mm厚国产耐电晕聚酰亚胺薄膜带2 ；再半叠包一层0. Ilmm厚国产耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带3 ；再半叠包一层0. 025mm厚国产耐电晕聚酰亚胺薄膜带2 ；再半叠包一层0. Ilmm厚国产耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带3 ；再半叠包一层0. 05mm厚经活化处理过的聚四氟乙烯薄膜带4，绝缘厚度为0. 74mm。实施例2 由图2知，在两根已成型的转子裸铜线圈1上，分别半叠包一层0.025mm 厚国产耐电晕聚酰亚胺薄膜带2 ；再半叠包一层0. Ilmm厚国产耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带3 ；再半叠包一层0. 025mm厚国产耐电晕聚酰亚胺薄膜带2 ；再半叠包一层 0. Ilmm厚国产耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带3 ；然后将两根包过绝缘的线圈重合在一起，在其外面半叠包一层0. 05mm厚经活化处理过的聚四氟乙烯薄膜带4，绝缘厚度为 0. 74mm。图 1、图 2 中a, b分别为铜扁线的厚度与宽度； a+0. 54为一根铜扁线包过对地绝缘后的厚度； b+0. 54为一根铜扁线为线圈直线部分包过对地绝缘后的宽度； 2 (a+0. 54) +0. 2为两根铜扁线分别包过对地绝缘后，叠放在一起构成一个线圈，另加上半迭包一层聚四氟乙烯保护带后的厚度；
b+0. 74=b+0. 54+0. 20为两根铜扁线分别包过对地绝缘后，叠放在一起构成一个线圈， 另加上半迭包一层聚四氟乙烯保护带后的宽度。 本发明的风力发电机转子线圈绝缘结构绝缘厚度薄，绝缘厚度由1.52mm减薄到 0. 74mm,电气强度高，击穿电压超过15KV，电气性能安全裕度大；本绝缘结构具有很 高的耐电晕寿命，能满足变频器供电特性的要求；同时本绝缘结构具有很高的耐盐雾腐蚀和其他化学物质对绝缘侵蚀的能力。因此本发明的绝缘结构就具有很强的抵御内外电腐蚀和外部环境对绝缘破坏的能力。提高了电机的运行的可靠性和使用寿命。适用于安装在海上、沿海以及昼夜温差大的内陆地区的兆瓦及数兆瓦级双馈型风力发电机的转子线圈。本发明的绝缘结构所用的关键原材料耐电晕聚酰亚胺薄膜及其作为补强材料的少胶云母带全部为国产材料，具有自主的知识产权，价格只有进口耐电晕聚酰亚胺薄膜带的三分之一，适用范围广。
权利要求
1. 一种风力发电机转子线圈的绝缘结构的制作方法，是在已成型的转子裸铜线圈上， 半叠包多层耐电晕聚酰亚胺薄膜带和多层耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带；再半叠包一层聚四氟乙烯薄膜带，其特征在于包括以下步骤1)、在已成型的转子裸铜线圈(1)上，半叠包一层耐电晕聚酰亚胺薄膜带(2 )；2)、在其电晕聚酰亚胺薄膜带(2)上半叠包一层耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带(3)；3)、在其少胶云母带(3)上再半叠包一层耐电晕聚酰亚胺薄膜(2 )；4)、在其耐电晕聚酰亚胺薄膜(2)上半叠包一层耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带(3)；5)、在其少胶云母带(3)上半叠包一层经活化处理过的聚四氟乙烯薄膜带(4 )，形成风力发电机转子线圈的绝缘结构。
全文摘要
一种风力发电机转子线圈的绝缘结构，是在已成型的转子裸铜线圈上，半叠包多层耐电晕聚酰亚胺薄膜带和多层耐电晕聚酰亚胺薄膜单面补强的少胶云母带；再半叠包一层聚四氟乙烯薄膜带。本发明绝缘厚度由1.52mm减薄到0.74mm，电气强度高，击穿电压超过15KV，电气性能安全裕度大；本发明具有很高的耐电晕寿命，能满足变频器供电特性的要求；同时具有很高的耐盐雾腐蚀和其他化学物质对绝缘侵蚀的能力。适用于安装在海上、沿海以及昼夜温差大的内陆地区的兆瓦及数兆瓦级双馈型风力发电机的转子线圈。
文档编号H02K15/10GK102158023SQ20111012851
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者刘发喜, 朱浩, 朱艾成, 王乃卫, 许惠麟, 郭振报 申请人:江苏冰城电材股份有限公司