Пристрій із феромагнітного та електрично провідного каркаса та елементів обмотки

1.Устройство из ферромагнитного и электри чески проводящего каркаса и элементов обмотки , которые вложены в соответствующие пазы карка са, причем в устройстве каждый элемент обмотки содержит электрически хорошо проводящее ос новное тело, которое окружено импрегнируемой изолирующей гильзой, которая со своей стороны покрыта электрически слабо проводящим, импрегнируемым защитным слоем, между каждым элементом обмотки и, по меньшей мере, одной стенкой паза каждого соответствующего паза рас положен импрегнируемый разделительный слой, защитный слой через множество мостиков элек трически соединен со стенкой паза сквозь разде лительный слой, отличающееся тем, что разде лительный слой в основном выполнен из листов щипаной слюды, которые плоско лежат между стержнем обмотки и стенкой паза, мостики явля ются электрически слабо проводящими. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что листы щипаной слюды удерживаются на или в импрегнируемом носителе. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что но ситель, является электрически слабо проводящим текстилем. 4. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что мостики состоят из элек трически слабо проводящего текстиля. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что мостики образованы, по меньшей мере, одной лентой из электрически слабо проводящего тек стиля, причем лента многократно проведена сквозь разделительный слой и электрически соединена, как с защитным слоем, так и со стенкой паза. 6. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что между разделительным слоем и стенкой паза лежит прокладка из элек трически слабо проводящего текстиля. 7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что прокладка перекрывает стенку паза. 8. Устройство по п. 6 или 7, отличающееся тем, что разделительный слой закреплен на прокладке. 9. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что каждый элемент обмотки покрыт разделительным слоем. 10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что разделительный слой представляет собой много кратно намотанную вокруг элемента обмотки лен ту. 11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что для образования мостиков на элемент обмотки нанесена попеременно сверху и снизу лента из электрически слабо проводящего текстиля с раз делительным слоем. 12. Устройство по одному из пп. 9-11, отличаю щееся тем, что на каждом элементе обмотки раз делительный слой окружен прокладкой из элек трически слабо проводящего текстиля. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что прокладка представляет собой намотанную на разделительный слой ленту из электрически сла бо проводящего текстиля. 14. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что в случае импрегнирования заливочным материалом, в частности, отвержденной эпоксидной смолой, каждый паз содер жит, по меньшей мере, один, лежащий в основном параллельно в стенке паза, электрически экрани рованный разделительный слой, прочность кото рого меньше, чем прочность других слоев в пазу. 15. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что оно импрегнировано за ливочным материалом, в частности, отвержденной эпоксидной смолой, и служит в качестве части большой динамоэлектрической машины, в частно сти, в качестве статора. см О 00 см 00 27828 Изобретение относится к устройству из ферромагнитного и электрически проводящего каркаса и элементов обмотки (секций), например, для применения в электрической большой машине с потребляемой или отдаваемой мощностью более примерно 20 МВА, предпочтительно более, чем примерно 50 МВА, в частности изобретение относится к такому устройству для применения в качестве статора в турбогенераторе. Импрегнируемое заливочным материалом по способу общей пропитки устройство из ферромагнитного и электрически проводящего каркаса и стержней обмотки, при котором между каждым стержнем обмотки и по меньшей мере одной стенкой соответствующего паза расположен разделительный слой, который электрически экранирован для предотвращения тлеющих разрядов, представлено в заявке WO 91/01059 А1, МПК Н02К 3/40, 3/48, опубл. 24.01.91 г., выбрано в качестве прототипа. Разделительный слой образован с помощью веществ, которые не смачиваются заливочным материалом; такими веществами могут быть покрытия или пропитанные текстиль или пленки, которые при необходимости за счет перфорации или тому подобного являются проницаемыми для заливочного материала. Для обеспечения экранирования разделительного слоя его располагают между двумя электрически слабо проводящими слоями; эти слои могут или прикасаться друг к другу сквозь разделительный слой и таким образом образовывать электрические контакты, или может использоваться металлический, находящийся в контакте с обоими слабо проводящими слоями контактный провод. В основе изобретения лежит задача создания устройства из ферро-магнитного и электрически проводящего каркаса и элементов обмотки, которые вложены в соответствующие пазы каркаса, причем это устройство подлежит импрегнированию заливочным материалом по способу общей пропитки (причем также изолирующие гильзы элементов обмотки получают свое импрегнирование) и в котором между каждым элементом обмотки и по меньшей мере одной стенкой паза каждого соответствующего паза предусмотрен проницаемый для заливочного материала разделительный слой, а также защитный слой каждого элемента обмотки и стенка паза электрически соединены друг с другом сквозь разделительный слой, причем не должно применяться никакое усложняющее импрегнирование разделительное средство и причем не являются необходимыми никакие особые металлические контактные провода, которые вследствие возможно появляющихся в них потерь на вихревые токи могут приводить к локальным нагревам. Соответствующее изобретению решение этой задачи представляет собой устройство из ферромагнитного и электрически проводящего каркаса и элементов обмотки, которые вложены в соответствующие пазы каркаса, причем в устройстве а) каждый элемент обмотки содержит электрически хорошо проводящее основное тело, которое окружено импрегнируемой изолирующей гильзой, которая покрыта электрически слабо проводящим, импрегнируемым защитным слоем; Ь) между каждым элементом обмотки и по меньшей мере одной стенкой паза каждого соот ветствующего паза расположен импрегнируемый разделительный слой; c) защитный слой через множество мостиков электрически связан со стенкой паза сквозь раз делительный слой; и причем в этом устройстве d) разделительный слой в основном выпол нен из листов щипаной слюды, которые плоско лежат между стержнем обмотки и стенкой паза; e) мостики являются электрически слабо про водящими. Изобретение позволяет, в частности, с выгодой использовать рас-щепляемость щипаной слюды. Кристаллы слюды и вместе с тем также полученные из кристаллов слюды листы щипаной слюды склонны вследствие кристаллической структуры к дальнейшему разделению в особой плоскости расщепления, причем листы щипаной слюды расщепляются на множество лежащих друг на друге листов с соответственно уменьшенной толщиной. Это свойство используется, чтобы в каждом пазу соответствующего изобретению уст ройства создать зоны, в которых концентрируется обусловленное процессами усадки расслаивание. Импрегнируемость устройства за счет использо вания щипаной слюды не ухудшается; при полной пропитке заливочный материал может протекать между листами щипаной слюды или проходить через зазоры между чешуйчато лежащими друг на друге листами щипаной слюды. Кроме того, изо бретение в значительной степени избегает вихре вых токов, которые могут создаваться в пазу из меняющимися во времени магнитными полями, так как вместо электрически хорошо проводящего контактного провода применяется слабый провод ник для образования электрических контактов сквозь разделительный слой. В соответствии с этим устройство, согласно изобретению, пригодно, в частности, для изготовления статора для элек трически сильно нагруженного генератора, при ко тором появляющиеся в пазах каркаса переменные магнитные поля являются относительно высокими и поэтому применение электрически хорошо про водящего контактного провода вследствие возни кающих в нем больших вихревых токов имеет не достатки. Преимущественно листы щипаной слю ды в соответствующем изобретению устройстве удерживаются на или в импрегнируемом носите ле; предпочтительно могут использоваться пленка щипаной слюды или лента щипаной слюды с лис тами щипаной слюды на импрегнируемой бумаге или импрегнируемом текстиле, в частности также продукт из щипаной слюды, заключенный между двумя носителями такого вида. В каждом таком случае особенно предпочтительно использовать в качестве носителя электрически слабо проводя щий текстиль. Такой текстиль имеется в распоря жении в самых различных формах; он может быть образован из волокон, которые состоят из элек трически слабо проводящих синтетических мате риалов, которые являются проводящими путем подмешивания электрически проводящих пигмен тов (например, сажи), или содержат электрически слабо проводящие покрытия. Понятие "электрически слабо проводящий" согласно изобретению, следует понимать следующим образом: Протяженный в плоскости, тонкий, проводящий электрический ток предмет (пленка или кусок текстиля) является характеризуемым 27828 относительно своего электрического сопротивления, которое он имеет для электрического тока, протекающего через предмет в плоскости, через так называемое "удельное поверхностное сопротивление"; это удельное поверхностное сопротивление соответствует частному из удельного сопротив-ления вещества, из которого состоит предмет, и его толщины и равен таким образом электрическому сопротивлению квадрата, через который электрический ток течет перпендикулярно или соответственно параллельно к его сторонам. Электрическое сопротивление, имеющее другой вид плоской части, соответствует удельному поверхностному сопротивлению, умноженному на коэффициент, причем коэффициент зависит только от формы предмета и не зависит в частности от расширения предмета. В качестве "слабо проводящих" в смысле изобретения текстиль или тому подобное должны рассматриваться тогда, когда их удельные поверхностные сопротивления имеют значения, которые примерно соответствуют удельным поверхностным сопротивлениям типичных и известных по себе устройств защиты от тлеющего разряда в динамоэлектрических машинах. В частности пригодными являются проводящие текстильные материалы, удельные поверхностные сопротивления которых составляют величину между 2 ком и 100 ком, предпочтительно между 5 ком и 30 ком. Данные для характеристики "слабой проводимости" относятся к текстилю после произведенного импрегнирования смолой, обычно импрегнирование смолой значительно повышает удельное поверхностное сопротивление текстиля, за счет того, что смола образует в текстиле изоляцию между волокнами, которые перед импрегнированием были в контакте друг с другом. На практике оказалось, что импрегнирование смолой может увеличить удельное поверхностное сопротивление текстиля в десятки раз. В рамках любого выполнения устройства, согласно изобретению, мостики для соединения защитного слоя и стенки паза могут также быть выполненными из электрически слабо проводящего материала; например, части электрически слабо проводящей ленты могут быть продеты сквозь разделительный слой, так что он вступает в электрический контакт как с защитным слоем элемента обмотки, так и со стенкой паза; особенно выгодным является продевать одну единственную электрически слабо проводящую текстильную ленту вдоль элемента обмотки через множество прорезей разделительного слоя так, что она попеременно лежит на обеих сторонах разделительного слоя. Соответствующие изобретению мостики таким образом являются отрезками ленты, которые проступают сквозь разделительный слой. Другая предпочтительная форма выполнения устройства, согласно изобретению, любого выполнения состоит во введении выполненной из электрически слабо проводящего текстиля прокладки между разделительным слоем и стенкой паза. Такая прокладка может являться полной облицовкой паза, то есть перекрытием обеих стенок паза и дна паза. При известных условиях однако достаточно перекрывать прокладкой только одну стенку паза. Такая прокладка может способствовать фиксированию элементов обмотки в пазах, так как за счет ее введе ния разделительный слой получает определенную неровность и таким образом несмотря на образование трещин в разделительном слое избегается возникновение имеющих большую площадь щелей, возможно пересекающих весь паз. Таким образом в разделительном слое, несмотря на образование трещин, достигается известное фиксирование положения элементов обмотки, что является предпочтительным. Коль скоро в устройстве, согласно изобретению, без вреда для других форм выполнения предусмотрена прокладка, она может служить в качестве носителя для листов щипаной слюды разделительного слоя; таким образом количество необходимых для выполнения устройства компонентов поддерживается небольшим и затраты на изготовление снижаются Другая возможность для предпочтительного дальнейшего развития устройства, согласно изобретению, которое может добавляться при необходимости к другим формам выполнения, является покрытие каждого элемента обмотки собственным разделительным слоем. Таким образом разделительный слой может формироваться при подготовке элемента обмотки перед его вложением в паз. Это значительно способствует упрощению вложения, так как все подлежащие размещению в паз компоненты могут легко и без помех из-за тесных пространственных условий наноситься на элементы обмотки перед вложением в пазы. Разделительный слой каждого элемента обмотки является предпочтительно намотанной с множеством витков вокруг элемента обмотки, содержащей щипаную слюду лентой. Предпочтительным образом электрически слабо проводящие мостики образованы лентой из электрически слабо проводящего текстиля, которая закреплена вдоль элемента обмотки за счет того, что образующая разделительный слой лента намотана на элемент обмотки попеременно сверху и снизу. Предпочтительным далее является наносить на покрытый разделительным слоем элемент обмотки также прокладку в форме электрически слабо проводящего текстиля. Например, элемент обмотки поверх разделительного слоя может быть обмотан электрически слабо проводящей лентой. Устройство, согласно изобретению, в рамках любого выполнения является особенно пригодным в качестве части большой динамоэлектрической машины, в частности, в качестве статора, после того, как оно будет импрегнировано заливочным материалом, в частности, эпоксидной смолой или соответственно смесью эпоксидная смола-кислотный ангидрид. Устройство, согласно изобретению, любого выполнения, импрегнированное отвержденным заливочным материалом, в частности, эпоксидной смолой, смесью эпоксидная смола-кислотный ангидрид или другим составом на основе эпоксидной смолы отличается тем, что каждый паз содержит по меньшей мере один, лежащий в основном параллельно к стенке паза, электрически экранированный разделительный слой, прочность которого меньше, чем прочность других слоев в пазу, и в котором таким образом преимущественно появляются обусловленные термическими процессами усадки трещины, однако без негативных последствий. Дальнейшее пояснение изобретения производится на основе представленных на чертеже 27828 примеров выполнения. Примеры выполнения для подчеркивания существенных для изобретения признаков при необходимости представлены несколько схематизированно и/или искаженно. В частности показывают: Фиг. 1 простой пример выполнения изобретения. Фиг. 2 - пример выполнения согласно дальнейшему развитию изобретения. Фиг. 3 и Фиг. 4 различные виды элемента обмотки, применяемого в рамках особенно благоприятной формы выполнения изобретения. Фиг. 1 показывает вырез из устройства из ферромагнитного и электрически проводящего, образованного из набранных слоями листов 16 каркаса 1 с двумя элементами обмотки 2, которые вложены в паз 3 каркаса 1. Паз 3 закрыт пазовым запором 15. Каждый элемент обмотки 2 содержит электрически хорошо проводящее основное тело 4, окруженное изолирующей гильзой 5, которая имеет защитный слой 6 в форме намотанной на изолирующую гильзу 5 ленты. В каждом элементе обмотки 2 представлено неструктурированное основное тело 4; следует отметить, что в больших динамоэлектрических машинах каждый элемент обмотки обычно содержит основное тело с множеством металлических стержней или металлических проводов, из которых по меньшей мере часть возможно является полой для прохождения текучего охлаждающего средства, как например, воздуха, водорода или воды. Над защитным слоем 6 каждого элемента обмотки 2 намотан разделительный слой 8; этот разделительный слой 8 образован лентой, которая содержит листы щипаной слюды 10 на носителе 11 из бумаги или волокон. Для представления носителя 11 опущен лист щипаной слюды 10 разделительного слоя 8. Для образования электрически слабо проводящих мостиков 9 между защитным слоем 6 и стенкой 7 паза электрически слабо проводящая лента 12 вместе с разделительным слоем 8 намотана на элемент обмотки 2 таким образом, что лента 12 попеременно лежит сверху и снизу разделительного слоя 8. Таким образом лента 12 приходит в контакт, как с защитным слоем 6, так и со стенкой 7 паза; проходящие через разделительный слой 8 отрезки ленты 12 образуют мостики 9. Так как в представленном случае каждый элемент обмотки 2 полностью окружен разделительным слоем 8, соответствующие изобретению слои с уменьшенной механической прочностью лежат не только между одной единственной стенкой 7 паза и каждым элементом обмотки 2, но и между каждым элементом обмотки 2 и каждой стенкой 7 паза, а также между нижним элементом обмотки 2 и дном 14 паза. Фиг. 2 показывает дальнейший пример выполнения устройства, согласно изобретению, из каркаса 1 и элементов обмотки 2, которые вложены в паз 3 карка са 1. Паз 3 закрыт пазовым затвором 15. Каждый элемент обмотки 2 содержит основное тело 4, изолирующую гильзу 5 и защитный слой 6 и окружен разделительным слоем 8. Между стенкой 7 паза и элементами обмотки 2 введена прокладка 13 из электрически проводящего, предпочтительно слабо проводящего текстиля, причем прокладка 13 уже обсужденным образом еще больше улучшает свойства разделительного слоя 8. Представленной является прокладка 13, которая только покрывает стенку 7 паза; однако очень возможным, а при некоторых обстоятельствах также и предпочтительным является применение U-образного промежуточного слоя, покрывающего обе стенки паза 7 и дополнительно еще дно 14 лаза. Особенно предпочтительная форма выполнения устройства, согласно изобретению, может быть реализована с применением элемента обмотки 2 с добавлениями, как представлено на фигуре 3 в виде сверху и на фигуре 4 в поперечном сечении перпендикулярно к плоскости наблюдения фигуры 3. Элемент обмотки 2 (в представленном примере стержень обмотки) с основным телом 4, изолирующей гильзой 5 и защитным слоем 6 покрыт разделительным слоем 8, который со своей стороны окружен прокладкой 13. Для электрического соединения защитного слоя 6 с прокладкой 13 через прорези 17 в разделительном слое 8 продета электрически слабо проводящая лента 12 попеременно сверху и снизу разделительного слоя 8, так что она находится в контакте, как с прокладкой 13, так и с защитным слоем 6. Мостики 9 образованы посредством отрезков ленты 12, которые проходят сквозь прорези 17. В соответствии с изобретением еще необходимо только вложение представленного на фигуре 3 и фигуре 4 устройства в каркас; все подлежащие размещению в каркас компоненты уже объединены с элементом обмотки 2. Разумеется, что предпочтительным образом изолирующая гильза 5, защитный слой 6, разделительный слой 8 и также прокладка 13 изготавливаются путем последовательной обмотки основного тела 4 лентами, которые при необходимости являются слабо проводящими и/или содержащими слюду; такие возможности вытекают уже из фигуры 1 и фигуры 2 и само собой разумеется могут быть перенесены на устройства, согласно фигуре 3 и фигуре 4. Устройство, согласно изобретению, из ферромагнитного и электрически проводящего каркаса и элементов обмотки любого выполнения особенно согласовано с требованиями способа общей пропитки для изготовления компоненты для большой электрической машины, в частности статора, как в отношении необходимых технологических затрат, так и в отношении эксплуатационных нагрузок. 828ZZ 27828 Фиг. 2 '6 12 Фиг. 3 27828 6 12 8; 9 ч її Фиг. 4 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 Підписано до друку 1