摘要：水輪發(fā)電機組VPI型定子線圈為哈電公司首臺廠內(nèi)下線的水電VPI定子線圈，為波繞式結(jié)構(gòu)，其額定電壓為13.8kV，由于本產(chǎn)品采用VPI少膠整浸結(jié)構(gòu)與常規(guī)水電產(chǎn)品在生產(chǎn)制造上存在差異，不能采用常規(guī)產(chǎn)品使用的成型模、熱壓模，經(jīng)研究在工具和工藝方面做出調(diào)整：采用了專門針對VPI定子線圈的成型膠化模、烘壓模具，改進鏟頭封焊結(jié)構(gòu)，以保證生產(chǎn)出符合要求的線圈。
關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機；VPI；少膠整浸；真空壓力
真空壓力浸漆（Vacuum Pressure Immerge 簡稱VPI）。VPI 技術(shù)在國外被廣泛應(yīng)用，發(fā)展到今天其設(shè)備、工藝、材料等相關(guān)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。哈電公司VPI 技術(shù)從無到有，填補了VPI 技術(shù)空白，通過研究對制造工藝、材料選用、模具設(shè)計等多方面進行改進和提高。
1 定子線圈制造研究內(nèi)容
1.1 導(dǎo)線模具工藝改進
（VPI 型）定子在秘魯成型膠化模的基礎(chǔ)上進行改進，模具端部加裝定側(cè)鐵與活側(cè)鐵，并且側(cè)鐵長度延伸至線圈絕緣末端位置，加裝端部上壓條，長度與側(cè)鐵長度相匹配，在端部定側(cè)鐵上及活側(cè)鐵上鉆孔加裝電熱管加熱方式對端部進行固化。
由于模具端部活側(cè)鐵引線R 位置影響導(dǎo)線成型，所以提制模具時活側(cè)鐵采用可拆裝結(jié)構(gòu)，既保證不影響導(dǎo)線成型，又能在后序端部膠化和引線鏟頭時保證導(dǎo)線質(zhì)量。（圖2）
原成型膠化模以拉伸式成型模為基礎(chǔ)，端部直線沒有定位，本產(chǎn)品直線長度為2200mm，在端部加壓時易造成直線變形，提前對成型膠化模進行改進，在模具直線位置加長活側(cè)鐵及定側(cè)鐵。（圖3）
效果：端部固化更加充分，導(dǎo)線剛性得到提高，確保導(dǎo)線型線一致性，導(dǎo)線質(zhì)量明顯提高，從下線情況和電性能試驗結(jié)果得到驗證。
1.2 VPI 定子線圈絕緣包扎研究
相對與傳統(tǒng)多膠云母帶包扎，VPI 型定子線圈采用少膠云母帶作為線圈主絕緣，少膠帶與多膠帶不同，其單位面積膠含量比多膠云母帶低，韌性差，如包帶盤張力及轉(zhuǎn)速選擇不當(dāng)容易在云母帶包扎過程中造成少膠帶上的云母成片脫落、飛粉，影響最終的絕緣性能。線圈烘壓時端部主要使用熱縮帶進行定型的效果與使用模具壓型的效果還是有較大差異，造成端部尺寸不均勻。
少膠云母帶與多膠云母帶包扎存在較大的差異，需要根據(jù)產(chǎn)品首件期間具體確定線圈主絕緣的包扎工藝（包扎層數(shù)，包扎張力，包帶機轉(zhuǎn)速、疊包比等）。通過首件不同張力、各部位不同包扎層數(shù)的測試比對，最終確定了線圈各部位少膠云母帶包扎時的包帶參數(shù)如表1：
在試驗過程中，主絕緣包扎張力小于40N 直線會出現(xiàn)明顯打褶現(xiàn)象；為保證少膠云母帶與導(dǎo)線完全服帖，第一層云母帶需要反包，經(jīng)過試驗反包云母帶包帶機張力確定為40N（圖4）。
2 VPI 真空壓力浸漬工藝研究
哈電公司制造的水電VPI 型定子線圈烘壓模具是以ALSTOM 烘壓模具為基礎(chǔ)，自行改進的烘壓模具。上下層各一套模具，每套模具可同時烘壓14 支線圈；一爐同時生產(chǎn)28 支線圈，生產(chǎn)效率非常高。
2.1 定子線圈真空壓力浸漬工藝參數(shù)的確定：
經(jīng)過首件多次試驗，確定線圈真空壓力浸漬的最佳工藝參數(shù)：定子線圈真空壓力浸漆參數(shù)如表2：
定子線圈單面絕緣厚度為3.25mm，經(jīng)過實際檢查和電性能試驗，可以確定無溶劑浸漬漆已經(jīng)完全浸透線圈，效果良好，后續(xù)批量生產(chǎn)以此工藝參數(shù)經(jīng)過全臺制造全部合格。
2.2 VPI 定子線圈端部制造工藝的確定
傳統(tǒng)熱壓模具為直線端部一體結(jié)構(gòu)，線圈端部有整體壓力保證端部截面尺寸及型線，VPI 烘壓模具線圈端部為懸空無壓力狀態(tài)，需要采取措施保證線圈端部的截面尺寸及型線正確。
經(jīng)過反復(fù)試驗，確定最佳端部墊包方案為：線圈端部墊放一層鐵皮，鐵皮與模具搭接處墊放銅墊片，保證線圈直線末端過渡均勻，保證包扎熱縮帶時線圈端部小面與大面受力相對均勻（圖5）
2.3 VPI 定子線圈烘壓工藝確定
經(jīng)過首件試驗，確定直線加壓工藝，加壓順序為由中間壓力按順序向兩端加壓，加壓順序為：側(cè)壓初壓20MPa--上壓初壓40~50MPa--側(cè)壓全壓65~70MPa--上壓全壓65~70MPa，加壓完畢后需要等待20~30分鐘，待直線內(nèi)流膠完畢后直線最后補加一遍側(cè)壓70MPa。
烘爐采用自動系統(tǒng)進行控溫，升溫速度3~5℃/min，升溫至145℃±5℃后，保溫10 小時后斷電，臺車在爐內(nèi)降溫至90℃后將烘爐臺車開出，在室內(nèi)進行降溫，線圈溫度降至60℃~70℃后進行卸模操作。
最終（VPI 型）水輪發(fā)電機定子線圈經(jīng)過積極組織和不懈努力下試制成功并連續(xù)投產(chǎn)，線棒的幾何形狀、截面尺寸和電氣性能，各項電性能和幾何形狀尺寸完全滿足了公司質(zhì)量內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)的要求，順利通過了定子線圈技術(shù)鑒定，定子線圈質(zhì)量水平完全達(dá)到了合同文件規(guī)定。目前兩臺定子線圈全部下線成功，取得了很好的效果。
3 結(jié)論
3.1 水輪發(fā)電機定子線圈制造成功，總結(jié)完善出一套水輪發(fā)電機VPI 定子線圈制造工藝。
3.2 水輪發(fā)電機定子線圈制造成功，對生產(chǎn)制造VPI 定子線圈工裝模具進一步完善和改進，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。
3.3 定子線棒多膠模壓制造水平不斷提高的同時，經(jīng)過大家不懈努力，哈電公司少膠VPI 制造技術(shù)從無到有并不斷完善； 水輪發(fā)電機定子線圈在公司內(nèi)一次下線通過，創(chuàng)造了哈電公司首臺水輪發(fā)電機VPI定子線棒廠內(nèi)下線成功先河。
3.4 通過VPI 定\子線圈的制造成功，使哈電公司VPI 定子線圈制造技術(shù)得到進一步提高，取得了很好的社會價值和經(jīng)濟價值。
3.5 通過VPI 定子線圈的制造成功，使哈電公司同時具備生產(chǎn)模壓線棒和VPI 線棒的制造能力，提升了哈電公司市場競爭能力；VPI 線棒的制造，大大提高了生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)制造周期。
如果您有機床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
