一种高原机车牵引电机用绝缘结构

摘要

本发明涉及电机的绝缘装置领域，具体为一种高原机车牵引电机用绝缘结构，在定子铁心的定子槽内叠置有两组线圈，每组线圈外采用云母带半叠包三次，再用普通聚酰亚胺薄膜半叠包一次，最后用玻璃丝带半叠包一次形成对地绝缘；每组线圈包括从下至上依次叠置的多匝电磁线圈，每匝电磁线圈由多根电磁导线绕设形成；每匝电磁线圈之间水平垫放设有聚酰亚胺板，形成匝间绝缘；所述定子槽内壁及底部均垫放有聚芳酰胺纤维纸形成槽内绝缘；位于定子槽顶部的槽口处设有槽楔。本发明适应高海拔地区空气稀薄、易起电晕的运行环境，实际应用表明，配备本绝缘结构的电机在高海拔地区运行良好，延长了电机使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及电机的绝缘装置领域，具体为一种高原机车牵引电机用绝缘结构。

背景技术

高原环境由于特殊气候和环境条件，对机车牵引电机绝缘要求较高，通常需要通过加厚主绝缘实现，这样给电机带来成本提升的同时，也降低了电机的散热能力。随着青藏铁路的开通，我国在高原机车电机设计及应用走在了世界前列，最高使用海拔5100m，后续开通的拉日铁路、拉林铁路最高海拔也达4000m以上。

但高原机车牵引电机的配套的现有绝缘结构不适应高海拔地区，尤其是4000m以上空气稀薄的环境应用要求，易产生电晕，降低绝缘寿命。

发明内容

本发明为了解决高海拔低气压使高压电机的局部放电起始电压降低，电晕起始电压降低，电晕腐蚀严重，而现有电机配套的绝缘结构不适应高海拔地区，易产生电晕等问题，提供了一种高原机车牵引电机用绝缘结构。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种高原机车牵引电机用绝缘结构，所述定子铁心的定子槽内叠置有两组线圈，每组线圈外采用云母带半叠包三次，再用普通聚酰亚胺薄膜半叠包一次，最后用玻璃丝带半叠包一次形成对地绝缘（对地绝缘是指线圈对它本身以外的其他结构部分的绝缘）；每组线圈包括从下至上依次叠置的多匝电磁线圈，每匝电磁线圈由多根电磁导线绕设形成（如图1所示，每一层电磁线圈为一匝电磁线圈）；每匝电磁线圈之间水平垫放设有普通聚酰亚胺板，形成匝间绝缘；所述定子槽内壁及底部均垫放有聚芳酰胺纤维纸形成槽内绝缘；位于定子槽顶部的槽口处设有槽楔。

实际操作时，多根电磁导线绕设形成多匝电磁线圈，叠置在定子铁心的定子槽内，从下至上形成至少两匝电磁线圈，电磁线圈匝间通过增加普通聚酰亚胺板（绝缘垫条）形成匝间绝缘，提升线匝机械性能和耐电压性能；多层电磁线圈为一组线圈，并在每组线圈的最外侧采用云母带半叠包三次，再用普通聚酰亚胺薄膜半叠包一次，最后用玻璃丝带半叠包一次形成线圈对地绝缘放入定子槽内；多组线圈整体嵌进带槽内绝缘的定子槽内，槽内绝缘采用聚芳酰胺纤维纸。

进一步优选的，所述电磁导线采用耐电晕聚酰亚胺薄膜熔敷导线。电磁导线采用耐电晕聚酰亚胺薄膜叠包后，与导线熔敷成整体，提高导线一体性和绝缘耐电晕性能。

进一步优选的，所述槽楔采用高强度层压玻璃布板。进一步固定电磁导线于定子槽内。

进一步优选的，所述匝间绝缘、对地绝缘、槽内绝缘之间通过浸渍漆进行真空浸渍固定。浸渍漆采用环氧绝缘漆，真空压力浸环氧绝缘漆，提升绕组起晕电压，避免正常工作中发生起晕现象。

进一步优选的，所述定子铁心两端槽口位置使用灌封胶进行真空灌封。出槽口用高耐温双组份有机硅树脂整体灌封固化，在电机定子槽口形成一层防护层，提升电机绕组起晕电压，避免正常工作中发生起晕现象。

具体的，所述灌封胶为耐高温双组份有机硅树脂。灌封胶为双组份型，流动性好，使用前需在灌封机的不同料灌中进行搅拌脱泡处理，随后使用工装进行灌封作业，使灌封胶与线圈及铁心粘结紧密无裂纹。

本发明提供的一种高原机车牵引电机用绝缘结构，针对高原环境特点，从高原对绝缘系统的影响出发，保证绝缘性能的前提下，增强电动机在高原地区耐电晕能力，延长电机使用寿命。具体将电磁导线用聚酰亚胺薄膜熔敷后，用云母带和聚酰亚胺薄膜包扎，进行真空压力浸漆后，形成电机电磁线与铁心间主绝缘，将耐高温双组份有机硅树脂抽真空，槽口端部用树脂整体灌封固化处理，形成一种主绝缘薄、温升低、电场均匀的绝缘系统，适应机车牵引电机在高原地区空气稀薄、易起电晕的运行环境。本绝缘结构可以满足对地耐压，工频9300V，1min的试验要求；实际应用过程表明，配备本绝缘结构的电机在高海拔地区运行良好，长期使用过程中未出现过绕组接地、放电、烧损等故障，有良好的防电晕效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的局部放大图；

图3为本发明的整体结构示意图。

图中：1-定子铁心；2-电磁导线；3-槽楔；4-聚芳酰胺纤维纸；5-普通聚酰亚胺板；6-对地绝缘；7-定子槽。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本发明提供了高原机车牵引电机用绝缘结构的一种实施例，所述定子铁心1的定子槽7内叠置有两组线圈，每组线圈外采用云母带半叠包三次，再用普通聚酰亚胺薄膜半叠包一次，最后用玻璃丝带半叠包一次形成对地绝缘6；每组线圈包括从下至上依次叠置的多匝电磁线圈，每匝电磁线圈由多根电磁导线2（电磁导线2采用耐电晕聚酰亚胺薄膜熔敷导线）绕设形成，如图1所示，每一层电磁线圈为一匝电磁线圈；每匝电磁线圈之间水平垫放设有普通聚酰亚胺板5，形成匝间绝缘；所述定子槽7内壁及底部均垫放有聚芳酰胺纤维纸4（定子槽7内壁设置一层，底部设置两层聚芳酰胺纤维纸4）形成槽内绝缘；位于定子槽7顶部的槽口处设有槽楔3（槽楔3采用高强度层压玻璃布板）。匝间绝缘、对地绝缘6、槽内绝缘之间通过浸渍漆（浸渍漆为环氧绝缘漆）进行真空浸渍固定；定子铁心1两端槽口位置使用灌封胶进行真空灌封（灌封胶为耐高温双组份有机硅树脂）。

实际操作时，本电机耐电晕绝缘结构包括：电磁导线2、匝间绝缘结构、对地绝缘结构、槽内绝缘，槽楔3以及防电晕结构构成：

定子线圈使用的电磁导线2采用0.0381mm厚的耐电晕聚酰亚胺薄膜熔敷导线，具有防电晕能力。

匝间绝缘结构：如图1所示，由两根电磁导线2（为一匝电磁线圈）绕设形成，并在相邻每匝电磁线圈之间高度方向水平垫放一层0.05mm厚的普通聚酰亚胺板5绝缘；

对地绝缘结构：将电磁线圈按照接线原理图嵌放在定子槽7（定子冲片槽）内，每组线圈（实际为两组线圈，一组线圈包括五匝电磁线圈，如图1所示）的最外侧采用0.12mm厚的云母带半叠包三次，再用0.05mm厚的聚酰亚胺薄膜半叠包一次，最后用0.1mm厚的玻璃丝带半叠包一次形成线圈主绝缘后嵌放在定子槽7内；

槽内绝缘：定子槽7的槽内绝缘采用0.1mm的聚芳酰胺纤维纸4一层衬垫在定子槽7内，同时在槽底再垫放一层聚芳酰胺纤维纸4；

槽楔3安装在定子槽7的槽口上部，采用高强度层压玻璃布板；

带有绕组的定子铁心1需进行浸渍处理，浸渍漆采用环氧亚胺漆，并采用真空浸渍，使绕组之间达到“无气隙”绝缘，从而杜绝了高电压击穿绝缘；

浸漆完毕后，对定子绕组两端槽口端部进行真空灌封，灌封胶为双组份型，流动性好，使灌封胶与线圈及铁心粘结紧密无裂纹，胶在线圈端部形成可靠保护层，起到防电晕的效果，作为该绝缘结构的防电晕部分。

本发明是一种适用于高原机车牵引电机的绝缘结构，其结构特点：电磁导线2采用耐电晕聚酰亚胺薄膜叠包后，与导线熔敷成整体，提高导线一体性和绝缘耐电晕性能；线圈匝间通过增加（普通聚酰亚胺板5）绝缘垫条，提升线匝机械性能和耐电压性能；对地绝缘6先用云母带叠包，再用聚酰亚胺薄膜叠包，最后用玻璃丝带叠包形成线圈绝缘；线圈整体嵌进带槽内绝缘的定子槽7内，槽内绝缘采用聚芳酰胺纤维纸4；真空压力浸环氧绝缘漆；出槽口用高耐温双组份有机硅树脂整体灌封固化，提升绕组起晕电压，避免正常工作中发生起晕现象。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。