转子的槽绝缘和匝问绝缘
日期:2018-06-04
  交流电机中用的最广泛的是鼠笼式感应电动机。这种电机转子是由大量的铜、黄铜或者铝合金制成的线棒埋在铁心叠片中,其端部焊接到端环上。作为一种选择,绕组可以是铸造成型的铝合金制成。如果没有铁心叠片,转子绕组类似一个鼠笼,因此得名“鼠笼式电动机”。鼠笼式感应电动机完全没有任何滑动的电接触。通常转子绕组在导体和铁心叠片间没有绝缘,这是因为铜或者铝的电导率与铁心叠片的电导率差别较大,并且运行电压很低,所以没有加绝缘的必要。  多数其他型式的电动机和发电机的转子,运行的电压比较高,因此需要主绝缘和匝间绝缘。较小型的电机中的转子绕组一般采用散绕绕组,用漆包电磁线缠绕制成(通常要真空浸漆),其外护层既是匝问绝缘也是主绝缘。当转子绕组的电压比较高时,就既有散绕线圈,也有成型线圈,这时槽绝缘和匝间绝缘则是单独分开的。这种绝缘通常由预制成型的材料片做成,在绕组安装前先放置到位。作为一种选择,某些小型的转子采用静电涂层处理,使聚合物粉粒制成槽部绝缘。  槽绝缘和匝间绝缘材料的选择,随绕组温度等级、电压和电机的额定功率而有所变化。成型的片材绝缘,有适用于中型发电机的芳族聚酰胺纸(例如杜邦公司的NomexTM),也有适用于小型电机的塑胶薄膜的层压板和无纺层压板。一种很常见的槽绝缘被称作DMD,[即Dacron、Mylar、Dacron(杜邦商标)制的层压板],本身带有适量的粘接剂。杜邦和其他的供应商制造的DMD取材白聚乙烯对苯二酸盐聚酯树脂制成的薄膜和无纺纤维形式。电机中使用一系列有着不同温度等级的类似的层压板。使用的薄膜包括PET(Polyethylene Napthanate)、尼龙和聚酰亚胺。无纺材料包括棉纸、原色的木浆牛皮纸、芳族聚酰胺纤维板、玻璃纤维板,以及聚酯和玻璃纤维组合板。类似的材料从板材或卷材切割成形,用作为匝间绝缘。对于有大量铜线圈的隐极转子磁场绕组,使用的是玻璃纤维布和聚酯或者环氧树脂的薄层压板。  两极和四极的隐极转子的槽绝缘,一直沿用的是基于剥片云母结合牛皮纸、玻璃或石棉布粘接树脂复合材料预先模压,制成槽绝缘垫片或槽衬元部件。制作这些绝缘部件的方法有多种,包括在板型金属模具中一次性的压缩处理模制、分级压缩处理模制,以及经预浸漆处理的坯料的液压或热压模制。后面两种方法形成的长长的部件需要被分割和修整成单个部件。对于单个模具压制的元件,聚酯树脂用于预浸玻璃织物,而玻璃布环氧树脂预浸搁置处理是用于分级加压处理工艺。这种工艺还可以增加特殊的芳族聚酰胺羊毛层和高温阻的聚酰亚胺薄膜,以增加抗裂和电击穿强度。液压和热压模压处理也可以使用这些材料,尽管Scotchply商标旗帜下的3M公司采用环氧预浸的连续纤维无纺玻璃纤维板已经取得了极大的成功。  槽部绝缘选用的树脂物理特性上必须强韧、耐热老化,并且材料固化的玻璃化温度(Tg)要高于运行温度的峰值。这个Tg是指固化了的树脂软化,或者从结晶态转化为橡胶态或非固态的温度。在这个温度之上运行的话,树脂就会失去强固作用,将造成绝缘部件的损坏。  大多数水轮发电机和额定功率低于50MW的低速同步电动机都具有凸极转子绕组。大多数电动机和额定功率小于几兆瓦的发电机通常采用被称作多层线绕形式的设计。这种设计中,使用带绝缘的电磁线,横截面通常为矩形。每个极上布置多层达数百匝的电磁线,叠绕在钢叠片的磁极体上。匝间绝缘就是电磁线的绝缘。绝缘的垫片和垫条置于电磁线与铁心叠片之间,起主绝缘的作用。通常,整个磁极可能要浸入绝缘液体中,使各个磁极组件能黏合在一起。