转子槽绝缘和匝间绝缘优化措施

除笼型转子以外，大多数型式的电动机和发电机的转子都需要主绝缘和匝间绝缘（见第1.6节）。较小型的电机中的转子绕组一般采用散嵌绕组，用圆形漆包线（电磁线）缠绕制成（通常要通过浸漆将导线黏合到一起），其外护层既是匝间绝缘也是对地绝缘。当转子绕组的电压比较高时，就既有散嵌线圈，也有成型线圈，这时槽绝缘和匝间绝缘则是分开独立的两种绝缘。槽绝缘通常由预制成形的材料片制成，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，使聚合物粉粒施加到槽部作为槽绝缘。

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Nomex^TM），也有适用于小型电机的塑料薄膜和无纺布层压板。一种很常见的槽绝缘被称作DMD，[即Dacron、Mylar、Dacron（杜邦商标）制的层压材料]，与适量的黏合剂黏结一起应用。杜邦和其他的供应商制造的DMD材料是用聚对苯二甲酸乙二醇酯聚酯树脂，以薄膜和无纺纤维布形式应用。电机中使用一系列有着不同温度等级的层压板。使用的薄膜包括聚萘二甲酸乙二醇酯、尼龙和聚酰亚胺。无纺布材料包括棉纸、原色的木浆牛皮纸、芳族聚酰胺纤维垫、玻璃纤维垫，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励磁绕组，使用的是玻璃纤维布和聚酯或者环氧树脂的薄层压板。

2极和4极的隐极转子（见第1.6.2节）的槽绝缘，一直沿用的是基于云母剥片结合牛皮纸、玻璃或石棉布与黏合树脂组成复合材料预先模压，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部件，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，并且固化后的玻璃化温度（T_G）要高于运行温度的峰值。此处T_G是指已固化的树脂软化，或者从结晶态转化为橡胶态或非晶态的温度。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。(https://www.xing528.com)

大多数水轮发电机、转速在1800r/min及以下的同步电动机和额定功率50MW及以下的发电机，都具有凸极转子绕组。正如第1.6.1节中指出的，大多数电动机和额定功率小于几个兆瓦的发电机通常采用被称作多层线绕型式的设计。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磁极铁心叠片之间，起对地绝缘的作用。通常，整个磁极可能要浸入绝缘液体中，或者用真空压力浸漆，使各个磁极组件能黏合在一起。

大于50MW并且运行转速为1800～1000r/min的水轮发电机的凸极转子，更倾向于“带状扁绕”结构设计，因为它可以更好地承受旋转离心力（见第1.6.1节）。具有这种绕组的磁极，既可以用叠片铁心，也可以用实心磁性钢铁心。如果是实心钢磁极，还可以用于更大的高速电机上，磁极的极靴则可以用螺栓紧固或者做成整体式磁极结构。这种情况下，薄铜条形成了“画框”形状，并且通常线圈在安装到磁极上之前先进行包括真空浸漆在内的整体性完全加工处理。而整体式磁极结构唯一的不同之处是，在将线圈安装到磁极上时必须把各“画框”连接到一起组成一个线圈。隔离各层铜框的条形匝间绝缘材料，现今通常采用杜邦品牌Nomex^TM的芳香族聚酰胺纸。在某些铜框上，特别是靠近磁极表面之处，可能需要对铜线施加绝缘包带以增加至钢磁极的爬电距离。这些铜画框串联构成线圈。如果是多层凸极设计，绕组还要用绝缘垫片和垫条与接地的磁极隔离开。

凸极设计还要根据电机的温度等级和所需要的硬度及弹性选择施用的黏合漆。如果对地绝缘选择云母材料，则通常选择透明的白云母，与虫胶、虫胶-环氧或乙烯基-醇酸树脂黏合接在一起。还要用到云母剥片、芳族聚酰胺板、玻璃纤维和环氧树脂的复合材料。