DE29706403U1 - Draht für Wicklungen elektrischer Maschinen - Google Patents
Draht für Wicklungen elektrischer MaschinenInfo
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Description
L 12 035 Gb
1. Herberts Gesellschaft mit beschränkter Haftung
2. Dipl.-Ing. Ing. Thomas Partzsch
Draht für Wicklungen elektrischer Maschinen
Die Erfindung betrifft einen Draht für Wicklungen elektrischer Maschinen, der eine fest
fixierte Glimmerbandisolierung aufweist.
In der Elektrotechnik werden verschiedene Fasermaterialien wie Umwicklungen,
Gespinste, Geflechte und Gewebe bspw. aus Glas, Seide, Baumwolle oder Kunststoffen
wie Polyester, zu Isolierzwecken eingesetzt. Hierzu werden bspw. Gewebeschläuche
unterschiedlicher Durchmesser erstellt, durch die anschließend elektrische oder optische
Leiter geführt werden können. Darüber hinaus können Litzen direkt mit Geweben umhüllt
werden unter Bildung sogenannter Gewebelitzen. Zu Isolierzwecken und zur Abschirmung gegen Umgebungseinflüsse können derartige Gewebe an der Außenseite mit
Überzugsmitteln überzogen und anschließend gehärtet sein.
Bei der Herstellung von Wicklungen für Drehstrommotoren werden in zunehmendem
Maße Drähte verwendet, die mit einer Umbandelung aus einem glimmerhaltigen Isolierband, einem sogenannten Glimmerband, versehen sind. Auftretende Belastungen
bspw. in Hochspannungsasynchronmaschinen, stellen hohe Anforderungen an die thermische Dauerbeständigkeit sowie die mechanischen Eigenschaften, vor allem an die
Biegefestigkeit der Isolierschicht. Diese Glimmerband-Isolierung soll die thermische und
mechanische Belastbarkeit der Drähte erhöhen, so daß derartige Drähte Hochspannungsbelastungen bzw. impulsförmige Spannungsbelastungen in elektrischen
Maschinen unbeschadet überstehen können bei gleichbleibender Typleistung.
Gemäß DD-A 240 278 werden bspw. besonders flexible glimmerbandisolierte Drähte
erhalten durch überlappende Anordnung des Glimmerbandes sowie Aufbringen einer
klebefreien Isolierfolie sowie einer äußeren Umflechtung. Laut DD-A 264 779 kann
durch einmaliges oder mehrmaliges Aufbringen von Glimmerband mit einer bestimmten
Bandspannung und einer bestimmten Bandbreite sowie einer entsprechenden Überlappung
unter erhöhter Temperatur eine glatte und homogene Isolierung von insbesondere
Flachdrähten erzeugt werden. Nach DD-A 269 709 kann zusätzlich zwischen Glimmerband-Isolierung und außen liegender Umflechtung eine schmelzende Komponente
eingefügt sein, wodurch nach entsprechender Hitzeeinwirkung eine erhöhte Dichtigkeit
zwischen den Schichten erzielbar ist.
Die Herstellung derartig umbandelter Drähte erfordert zur Erzielung der gewünschten
Eigenschaften teilweise aufwendige zusätzliche Maßnahmen. Zum Teil muß eine Beeinträchtigung der Biegsamkeit in Kauf genommen werden.
Bekannt ist weiterhin, daß Drahtwicklungen elektrischer Betriebsmittel wie Rotoren,
Statoren oder Transformatoren mit Tränkharzen imprägniert und anschließend ausgehärtet
werden können, um eine Fixierung der Wicklungen und damit ein Aufrechterhalten der
Funktionsweise derartiger Wickelgüter zu erreichen. Die zum Härten notwendige Energie
kann zugeführt werden durch energiereiche Strahlung und/oder durch thermisches Härten
in einem Ofen oder durch Anlegen von elektrischem Strom an die Wicklungen der Wickelgüter, z.B. entsprechend EP 0 643 467. Bei derartigen Verfahren werden die
Drahtwicklungen als Ganzes mit den radikalisch polymerisierbaren Massen durch Tauchen, Fluten, Vakuumimprägnieren, Vakuumdruckimprägnieren und/oder Träufeln
getränkt. Eine entsprechende Behandlung des Drahtes an sich erfolgt nicht. Außerdem
wird keine Umbandelung des Drahtes beschrieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Drahtes, welcher für
Wicklungen für elektrische Maschinen, insbesondere für frequenzumrichterfeste Motoren
sowie für 1,0 bis 3,3 kV Motoren eingesetzt werden kann, ohne daß eine Schädigung des
Drahtes durch mechanische Beanspruchung beim Transport und der Verarbeitung des Drahtes zur Herstellung der genannten Wicklungen auftritt.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe gelöst werden kann durch einen mit
glimmerhaltigen Isolierbändern umbandelten Draht, dessen Umbandelung zusätzlich mit
radikalisch polymerisierbaren Massen imprägniert und ausgehärtet ist. Eine derartig aufgebaute
Isolierschicht ermöglicht eine zusätzliche Fixierung und Glättung der durch die Umbandelung mit Glimmerband auftretenden relativ unebenen Oberfläche, so daß bei
Transport und Verarbeitung des erfindungsgemäßen Drahtes, insbesondere bei Biegen und
Dehnen des Drahtes, bspw. bei der Herstellung von Wicklungen, keine Beschädigung der
Isolierschicht bzw. des Drahtes auftritt. Zusätzliche Maßnahmen zur Glättung, Dichtung
und Homogenisierung der Isolierschicht, wie bspw. eine bestimmte Bandspannung, eine
Temperaturerhöhung, Aufbringen einer zusätzlichen Isolierfolie und/oder einer äußeren
Umflechtung, Einbringen zusätzlicher Schmelzkomponenten zwischen die einzelnen Schichten, sind erfmdungsgemäß nicht erforderlich.
Der erfindungsgemäße Draht ist herstellbar durch Umbandelung mit einem glimmerhaltigen
Isolierband, Tränken mit radikalisch polymerisierbaren Massen und anschließendem
thermischen Härten und/oder Härten durch energiereiche Strahlung. Das thermische
Härten kann durch Ofentrocknung oder IR-Strahlung erfolgen.
Der umbandelte Draht kann vor dem Tränken mit den radikalisch polymerisierbaren
Massen vorerwärmt werden. Durch eine erhöhte Temperatur schon beim Aufbringen der
Imprägniermittel kann das Eindringen dieser in die Umbandelung verbessert werden. Die
Vorerwärmung kann z. B. durch Ofenwärme oder IR-Stahlung geschehen.
Generell ist es auch möglich, das Imprägniermittel zu erwärmen, um ein gutes Eindringen
in die Umbandelung des Drahtes zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Imprägniermittel werden nach bekannten Verfahren,
bspw. durch Tauchen, Fluten oder Träufeln auf den umbandelten Draht, bspw. mit üblichen Düsen- und Filzauftragsvorrichtungen, aufgebracht. Bspw. kann der Draht durch
eine Düsenauftragsvorrichtung mit enthaltenem Imprägniermittel gezogen werden, wobei
die erforderliche Schichtdicke an Imprägniermittel durch geeignete Abstreifdüsen erzielt
wird. Vor dem Aufbringen kann eine erhöhte Temperatur erzeugt werden, um das Auftragen zu verbessern. Unmittelbar nach dem Imprägnieren kann die Oberfläche durch
Wärmezufuhr und/oder durch energiereiche Strahlung ausgehärtet werden. 5
Erfindungsgemäß werden als Imprägniermassen radikalisch polymerisierbare Massen
verwendet, die sowohl durch energiereiche Strahlung (UV-Strahlung, Elektronenstrahlung) als auch thermisch härtbar sind. Hierzu können die radikalisch
polymerisierbaren Massen durch den Zusatz von Radikalinitiatoren aktiviert werden.
Günstig ist der Einsatz von Gemischen aus Radikalinitiatoren, die durch energiereiche
Strahlung angesprochen werden (Photoinitiatoren) und solchen, die auf Wärme ansprechen. Ein Zusatz von Photoinitiatoren ist dann nicht erforderlich, wenn die
Oberfläche durch Elektronenstrahlung gehärtet wird.
Als Radikalinitiatoren können die auf diesem Gebiet üblichen Initiatoren eingesetzt
werden, bspw. als Photoinitiatoren chlorhaltige aromatische Verbindungen, aromatische
Ketone, Phosphinoxide; als auf Wärme ansprechende Initiatoren bspw. C-C-labile
Verbindungen wie 1,2-substituierte Ethane gemäß DE-PS 12 19 224. Darüber hinaus sind auch übliche Peroxide und Azoverbindungen als Initiatoren
einsetzbar.
Als Imprägniermassen sind die dem Fachmann bekannten radikalisch polymerisierbaren
Massen auf Basis von Monomeren, Oligomeren, Polymeren, Copolymeren oder Kombinationen
davon mit einer oder mehreren olefinischen Doppelbindungen sowie Verbindungen mit einer oder mehreren vinylischen oder allylischen Doppelbindungen
einsetzbar. Beispiele für monofunktionelle Monomere sind Butyl(meth)acrylat, Beispiele
für tri- und tetrafunktionelle Monomere sind Trimethylolpropantri(meth)acrylat, Pentaerithrit-Tetra(meth)acrylat, Beispiele für vinylisch bzw. allylisch ungesättigte
Monomere sind Styrol und Styrolderivate bzw. Diallylphthalat und Pentaerithrit-Triallylester.
Beispiele für Oligomere oder Prepolymere sind (meth)acryl-funktionelle
(Meth)arcylpolymere, Epoxidharz(meth)acrylate, Polyester(meth)acrylate,
Polyether(meth)acrylate, Urethan(meth)acrylate, Amin(meth)acrylate, ungesättigte Oligo-
und Polyester, ungesättigte Polyurethane, Silikon(meth)acrylate oder Kombinationen
davon. Beispiele für derartige härtbare Produkte sind bspw. in folgenden Literaturstellen
beschrieben: EP-A 33 896, EP-A 49 992, US-A 4 485 123, EP-A 53 749, EP-A 209
684, US 4 162 274, EP-A 83 666, DE-A 38 10 140, DE-A 38 20 294.
Besonders geeignet für die vorliegende Erfindung sind radikalisch polymerisierbare
Massen, die olefinisch ungesättigte Polyester und Reaktivverdünner enthalten, wie sie in
der EP-A 134 513 angegeben sind. Diese Reaktiwerdünner können einfach oder mehrfach ungesättigt sein. Beispiele sind solche, wie sie vorstehend angegeben wurden.
Als ungesättigte Polyester können derartige Polyester eingesetzt werden, die für diesen
Zweck bekannt sind, insbesondere bspw. die sogenannten imidhaltigen ungesättigten
Polyester gemäß DE-A 15 70 273, DE-A 17 70 386, DE-A 28 56 050. Es können aber auch imidfreie Polyester eingesetzt werden.
Die ungesättigten Polyester sind Kondensationsprodukte aus mehrwertigen Carbonsäuren,
mehrwertigen Alkoholen und - wenn sie imidhaltig sind - Aminogruppen enthaltenden
Verbindungen, ggf. mit einem Anteil an monofunktionellen Verbindungen. Beispiele für
mehrwertige Carbonsäuren sind ungesättigte Dicarbonsäuren, ggf. im Gemisch mit gesättigten oder aromatischen Carbonsäuren. Diese können in Form von Estern,
Halbestern oder Anhydriden eingesetzt werden. Als Hydroxylgruppen enthaltende
Verbindungen können ebenfalls grundsätzlich die nach dem Stand der Technik zur Herstellung von Polyestern verwendeten Verbindungen eingesetzt werden, bspw. Diole
und Polyole mit 3 bis 4 Hydroxylgruppen.
Die imidhaltigen ungesättigten Polyester enthalten zweckmäßigerweise einkondensierte
Tetrahydrophthalsäure bzw. deren Anhydrid, die mit Aminogruppen einen 5-gliedrigen
Imid-Ring bilden.
Einsetzbar sind auch niedermolekulare Polyesterzusammensetzungen ohne
Reaktivverdünner.
Neben den genannten Radikalinitiatoren und Stabilisatoren können die radikalisch
polymerisierbaren Massen übliche Zusatzstoffe enthalten wie Pigmente, Streckmittel,
plastifizierende Komponenten, Beschleuniger, wie sie dem Fachmann auf diesem Gebiet
geläufig sind.
Nach dem Imprägnieren wird der Draht durch Wärmezufuhr und/oder durch
energiereiche Strahlung ausgehärtet. Die Erzeugung der Vernetzungswärme kann über
eine separate Wärmequelle, z.B. einen Ofen oder eine Infra-Rot-Quelle erfolgen. Die
Aushärtung mit energiereicher Strahlung kann bspw. durch UV-Licht oder Elektronenstrahlung
erfolgen. Dazu sind übliche für die UV- bzw. Elektronenstrahlung geeignete Quellen einsetzbar, bspw. Quecksilberhochdruckstrahler bzw.
-mitteldruckstrahler.
Als Drähte sind alle in elektrischen Betriebsmitteln einsetzbare flexible Leiter,
insbesondere Rundleiter verwendbar. Die Drähte können aus verschiedenen Materialien
beschaffen sein, bspw. aus Aluminium, Kupfer oder vernickeltem Kupfer, vorzugsweise
aus Kupfer. Die Drähte sind unlackiert oder lackiert verwendbar. Bevorzugt werden
Runddrähte aus Kupfer eingesetzt.
Erfindungsgemäß sind die Drähte mit einer Umbandelung aus glimmerhaltigen
Isolierbändern, sogenannten Glimmerbändern, versehen. Derartige Glimmerbänder können bestehen aus einer Trägerfolie, beschichtet mit Harzbindemitteln, in welche
Glimmerplättchen oder Glimmerpapier eingebettet sind.
Die Trägerfolie kann aus einem Glasgewebe bestehen. Die Harzbindemittel können bspw.
Epoxidharze oder Siliconharze sein. Bspw. sind Folienglimmerbänder aus einer Schicht
Glimmerpapier und einer Schicht Glasseidengewebe sowie mehreren Harzbindemitteln
bekannt. Darüber hinaus kann das Folienglimmerband beidseitig mit einer Polyesterfolie,
abgedeckt sein.
Vorzugsweise ist der Draht mit dem Glimmerband überlappt umbandelt. Bspw. kann bei
einlagiger Isolierung eine Überlappung von 25 bis 70 % auf den Draht aufgebracht sein.
Die ümbandelung des Drahtes kann mit üblichen Umbandelungsmaschinen geschehen.
Der errlndungsgemäße Draht zeichnet sich aus durch eine lange Lebensdauer bei hoher
und andauernder thermischer und mechanischer Belastung und ist daher insbesondere
geeignet zum Einsatz für frequenzumrichterfeste Motoren. Die glatte und ebene
Oberfläche des erfindungsgemäßen Drahtes ermöglicht mechanische Beanspruchungen ohne eine Beschädigung des erfindungsgemäßen Drahtes. Durch eine entsprechende
Ümbandelung sowie durch eine entsprechende Auswahl der Tränkharzmittel ist die
Flexibilität des erfindungsgemäßen Drahtes variierbar und somit für die verschiedensten
Einsatzzwecke verwendbar, bspw. in Drehstrommotoren und als Schaltleitungen.
Claims (6)
1. Herberts Gesellschaft mit beschränkter Haftung
2. Dipl.-Ing. Ing. Thomas Partzsch
Schutzansprüche
1. Draht für Wicklungen elektrischer Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß er
eine Glimmerbandisolierung aufweist, die mit radikalisch polymensierbaren Massen imprägniert und ausgehärtet ist.
2. Draht gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Draht
umbandelnde Glimmerband aus einer Trägerfolie, Glimmerplättchen und Harzbindemitteln besteht.
3. Draht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umbandelte
Draht mit radikalisch polymensierbaren Massen auf der Basis von Monomeren, Oligomeren, Polymeren, Copolymeren oder Kombinationen davon mit einer oder
mehreren olefinischen Doppelbindungen sowie Verbindungen mit einer oder mehreren vinylischen oder allylischen Doppelbindungen imprägniert ist.
4. Draht gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß radikalisch polymerisierbare Massen eingesetzt werden, die
ein oder mehrere olefinisch ungesättigte, radikalisch polymerisierbare Polyester
und ein oder mehrere Reaktiwerdünner sowie Initiatoren, Photoinitiatoren und Stabilisatoren enthalten.
5. Draht gemäß Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß als olefinisch ungesättigter
Polyester ein imidhaltiger Polyester verwendet wird.
6. Draht gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Härten der radikalisch polymerisierbaren Massen durch
Wärmezufuhr und/ oder durch energiereiche Strahlung erfolgt.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29706403U DE29706403U1 (de) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Draht für Wicklungen elektrischer Maschinen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29706403U DE29706403U1 (de) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Draht für Wicklungen elektrischer Maschinen |
Publications (1)
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|---|---|
| DE29706403U1 true DE29706403U1 (de) | 1997-07-31 |
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ID=8038741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29706403U Expired - Lifetime DE29706403U1 (de) | 1997-04-11 | 1997-04-11 | Draht für Wicklungen elektrischer Maschinen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29706403U1 (de) |
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