[實用新型]一種用于大型永磁風力發電機散嵌繞組定子的絕緣機構

有效

• 申請號: 201220238435.6
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN202651942U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 賈大江;呂先明;李勇;鄭健;徐建新;楊明
• 申請（專利權）人: 上海萬德風力發電股份有限公司
• 主分類號: H02K3/34
• 分類號: H02K3/34;H02K3/38
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 林君如

技術領域

本實用新型屬于電機絕緣領域，尤其是涉及一種用于大型永磁風力發電機散嵌繞組定子的絕緣機構。

背景技術

風能的開發和利用發展非常迅速，風力發電的應用技術已日趨成熟。日本福島核電站事件之后，全球風電市場成為新的關注點。

中國風電發展迅速，發展的主要動因來自：政府支持與鼓勵、現有的和新建的風場需求增加、材料成本的優勢。隨著風電經濟性的進一步提升和風電并網消納問題的逐步解決，同時在政府政策的強力支持下，中國將繼續引領世界風電的發展。

永磁風力發電機具有能適應低風速，耗能較少、后續維護成本低等優點。從綜合情況來看，我國低風速的三類風區占到全部風能資源的50％左右，更適合使用永磁風電機組，因此，作為風力發電的關鍵設備，永磁風力發電機將是我國風力發電機未來的發展趨勢。

發電機、電動機目前最普遍采用的繞組形式有兩種：成型繞組和散嵌繞組。低壓電機主要使用散嵌繞組，高壓電機主要使用成型繞組。成型繞組焊接點多，容易產生薄弱點；在電機優化設計方面，由于線規選材范圍小，使優化方案不能實現最優化。與成型繞組比較，散嵌繞組具有成本低、故障點少(焊接點少)、線規選材范圍大、設計方案易優化等優點。

國外風電大公司，例如：德國ENERCON，丹麥：Vestas，西班牙：Gamesa等公司制造的大型風力發電機均有使用散嵌繞組的案例，說明了散嵌繞組在風力發電機中的廣泛應用。

作為風力發電裝備的最關鍵部件，風力發電機的研制尤為關鍵，電機運行的可靠性和運行壽命主要取決于絕緣結構的設計及其材料的應用。由于風力發電機使用的特殊地理環境(戈壁、草原、海邊等)，風力發電機所用絕緣結構及其絕緣材料有著特殊要求，如防震、耐鹽霧及在低壓、大電流絕緣結構的機械強度和因力學性能下降引發的絕緣性能衰退以及特殊環境下運行絕緣結構的耐候性問題等。

大型風力發電機使用的變流器，一般分為兩種：可控整流和不可控整流。使用不可控整流變流器發電效率低。使用可控整流變流器發電效率高，所以當今國內外主流風力發電機選用可控整流變流器，但是使用可控整流變流器會產生脈沖尖峰電壓(2000V-2500V)，在此電壓下，易發生電暈現象。電暈產生熱效應和臭氧、氦的氧化物等，使線圈內局部溫度升高，導致膠粘劑變質、碳化，股線絕緣和云母變白，進而使股線松散、短路，絕緣老化。另外由于熱固性絕緣表面與槽壁接觸不良或不穩定時，在電磁振動的作用下，將引起槽內間隙火花放電。這種火花放電造成的局部溫升將使絕緣表面受到嚴重侵蝕。這一切都將對電機絕緣造成極大的損害。大型風力發電機使用可控整流變流器，就要考慮尖峰脈沖電壓產生的電暈問題，這就要求絕緣結構的防電暈能力要強，具體來說就要求絕緣結構的放電起始電壓、熄滅電壓要高于脈沖尖峰電壓，這樣在尖峰脈沖電壓時才不會產生電暈，絕緣結構才會不受電暈的損害。

散嵌繞組通常不涉及防電暈問題，但由于我們使用可控整流變流器，就需要我們必須考慮防電暈的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種防暈能力強、絕緣性能好的用于大型永磁風力發電機散嵌繞組定子的絕緣機構。

本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于大型永磁風力發電機散嵌繞組定子的絕緣機構，包括槽內絕緣組件及端部絕緣組件，其中，

槽內絕緣組件：包括槽楔、槽絕緣、槽底墊條、中間絕緣及散嵌線繞組，所述的槽楔設在散嵌線繞組的一端，所述的散嵌線繞組由上繞組及下繞組構成，所述的中間絕緣設在上繞組及下繞組之間，所述的槽絕緣設在散嵌線繞組的外側，所述的槽底墊條設在槽絕緣的下部；

端部絕緣組件：包括端部相間絕緣件、端部絕緣、綁扎繩、軟端箍及繞組端部密封件，所述的端部相間絕緣件設在發電機端部的各繞組之間，所述的端部絕緣包裹在繞組外側，所述的繞組端部密封件設在散嵌線繞組的非出線端，所述的軟端箍經綁扎繩綁扎在端部絕緣的外側。

所述的槽楔由二苯醚D350材料制作得到。

所述的槽絕緣由兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料層構成，復合材料層之間夾設有五層云母帶。

所述的槽底墊條由二苯醚D350材料制作得到。

所述的中間絕緣為兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料或四層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料。

所述的散嵌線繞組由200級耐電暈漆包銅圓線繞制得到。

所述的端部相間絕緣件由兩層聚酰亞胺薄膜聚芳酰胺纖維紙柔軟復合材料層構成。