Ізоляція котушкивисоковольтний двигунмає великий вплив на термін служби та економічний ефект двигуна, що є проблемою, яку кожен конструктор і технік повинен ретельно враховувати. Високовольтну котушку можна певною мірою назвати серцем двигуна, що безпосередньо визначає термін служби двигуна, а характеристики ізоляційного матеріалу, який є важливим компонентом котушки, мають вирішальне значення.
Структуру ізоляції та процес обробки високовольтних двигунів у різних країнах можна приблизно описати наступним чином:
(1) Багатоклейка слюдяна стрічка безперервно намотується, сушиться у вакуумі, а потім гарячим пресуванням (формуванням або гідравлічним способом).
(2) Багатоклейка слюдяна стрічка безперервно намотується без вакуумного сушіння та формується безпосередньо гарячим формуванням.
(3) Менш клейку слюдяну стрічку безперервно обмотують, занурюють у вакуум у смолу без розчинника, а потім формують гарячим пресом.
(4) Слюдяна стрічка (або біла ембріональна стрічка) безперервно обмотується, тобто лінія розкидається, а потім просочується смолою без розчинника як єдине ціле.
Крім того, існує ізоляція з силіконової гуми, а також змішана ізоляція з силіконової гуми та слюдяної стрічки. Силіконова гума має чудову термостійкість, морозостійкість, вологостійкість та корозійну стійкість, але електричні характеристики та міцність на розрив низькі, тому її використовують лише для високовольтних двигунів, що працюють у спеціальних середовищах нижче 6 кВ.
Основні вимоги до високої напругиізоляція котушки:
Достатня електрична міцність
З одного боку, бажано, щоб ізоляція двигунів була якомога тоншою, але з іншого боку, потрібен певний запас електричної міцності. Оскільки двигун під час роботи буде піддаватися впливу атмосферних перенапруг та експлуатаційних перенапруг: раптового короткого замикання, тривалого впливу температури та напруги, ізоляція поступово старіє, вібрація та механічні навантаження також пошкоджують ізоляцію. Крім того, у процесі виробництва проводиться низка випробувань на витримувану напругу, щоразу призводячи до певних ледь помітних слідів погіршення ізоляційної структури, тобто так званого кумулятивного ефекту. Все це призводить до зниження електричної міцності ізоляції. Тому при проектуванні конструкції котушки необхідно враховувати певний коефіцієнт безпеки.
Низькі діелектричні втрати
Діелектричні втрати виникають, коли ізоляційна конструкція піддається впливу змінного електричного поля. Діелектричні втрати в середньому нагріві, хоча й не великі, особливо концентруються в окремих слабких місцях нагріву. Якщо діелектричні втрати в слабких місцях нагріву перевищують тепловиділення, локальна температура ізоляції продовжуватиме зростати, що сприятиме подальшому збільшенню діелектричних втрат, що призведе до різкого зниження електромеханічних характеристик ізоляції, що призведе до локального теплового пробою в слабких місцях. Тому діелектричні втрати у високовольтному двигуні не повинні перевищувати заданого значення.
Хороша стійкість до коронного розряду
Під час роботи високовольтних двигунів коронний розряд може виникати як всередині, так і на поверхні ізоляції, що прискорює старіння та корозію ізоляції. Тому для генераторів напругою 6,3 кВ і вище, а також двигунів напругою 6 кВ і вище, їх обмотки повинні мати антикоронні заходи. Обмотка двигуна 6 кВ загалом не може бути оброблена антикоронним розрядом, але вона повинна бути оброблена для двигунів, які використовуються в несприятливих умовах навколишнього середовища або з великою потужністю.
Гарні показники термічного старіння
Термостійкість теплоізоляційної конструкції повинна відповідати вимогам виробу щодо ступеня термостійкості. За тривалої дії робочої температури може бути гарантований нормальний термін служби ізоляції.
Ізоляцію двигуна зазвичай поділяють на п'ять класів нагріву A, E, B, F, H. Під час роботи температура найбільш гарячої точки ізоляції обмотки двигуна не повинна перевищувати максимальну температуру, зазначену в класі ізоляції. Як правило, необхідно залишати запас 5~10℃. Якщо ізоляційна конструкція складається з ізоляційних матеріалів різних класів нагріву, її клас нагріву можна змоделювати та всебічно оцінити за допомогою структурної моделі.
Може витримувати механічні навантаження
Ізоляція котушки повинна витримувати певний механічний вплив, не руйнуючи її та не спричиняючи шкідливої деформації. Під час роботи котушки котушку потрібно мати певну еластичність та механічну міцність, оскільки коефіцієнт розширення дроту та ізоляції не однаковий, а також змінювати температуру, що призводить до натягу ізоляції, і чим довший двигун, тим сильніший вплив. Через електромагнітну силу кінець котушки також вібрує, особливо коли на двигун впливає коротке замикання, пусковий та гальмівний струм. Електромагнітна сила часто призводить до деформації котушки. Тому ізоляція повинна мати певну еластичність та механічну міцність.
Час публікації: 04 червня 2024 р.