Установка для сушки изоляции обмоток электрических машин

Авторы патента:

Ревизоров Евгений Константинович (RU)

H02K15/12 - пропитка, нагрев или сушка обмоток, статоров, роторов или электрических машин в целом

Владельцы патента RU 2398340:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ИрГУПС (ИрИИТ)) (RU)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте электрических машин. Предлагаемая установка для сушки обмоток электрических машин содержит камеру для сушки изоляции обмоток, устройство для нагрева воздуха. Согласно данному изобретению камера для сушки изоляции обмотки оснащена угольными фильтрами, датчиками автоматической системы управления температурным режимом, датчиком автоматической системы контроля сопротивления изоляции обмотки, а устройство для нагрева воздуха снабжено гибкими композиционными электронагревателями. Технический результат - повышение надежности и долговечности эксплуатации обмоток электрических машин путем обеспечения регулирования теплового режима в процессе сушки изоляции обмоток. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте электрических машин.

Анализ статистических данных о надежности узлов и деталей оборудования электровозов в условиях эксплуатации показал, что большая доля отказов приходится на тяговые электрические машины из-за выхода из строя по пробою изоляции.

Наиболее опасно для изоляции увлажнение, оно приводит к снижению электрического сопротивления.

Обеспечение правильных режимов сушки изоляции позволяет существенно повысить надежность и долговечность эксплуатации обмоток.

Для удаления влаги из изоляции обмоток электрооборудования предложен ряд устройств и средств.

Известно «Устройство для сушки изоляции обмоток электродвигателя» (патент РФ № 2266603, МПК Н02K 15/12, дата подачи заявки 2004.04.22).

Устройство содержит коммутационный блок, выход которого соединен с входом блока питания, к выходу которого подключен первый вход блока контроля температуры, второй вход которого соединен с выходом обмоток электродвигателя, а выход - с входом коммутационного блока и блока регулирования тока нагрузки.

Устройство имеет тиристорный низковольтный источник выпрямленного тока и имеет выходы: первый - от коммутационного блока, второй - от блока контроля температуры, третий - от блока регулирования тока нагрузки и выходы: первый - для соединения с входом обмоток электродвигателя, а второй - с входом блока контроля тока и напряжения, причем вход блока регулирования тока нагрузки подключен к выходу блока питания.

Предложенное устройство направлено, прежде всего, для автоматического регулирования теплового режима и не дает полного описания устройства для сушки изоляции обмоток электродвигателя.

Интерес представляет изобретение «Способ пропитки и сушки электроизделий и установка для его осуществления (патент РФ № 2128392, МПК Н02K 15/2, дата подачи заявки 1997.12.16)

Предложенная установка для пропитки и сушки электроизделий, преимущественно обмоток электрических машин, включает узел предварительного нагрева, узел пропитки и сушильную камеру. Узел предварительного нагрева имеет автоматически подсоединяемые контактные группы для последовательного соединения и нагрева изделий стабилизированным током, а узел пропитки содержит герметически закрытый бачок с гибкой прозрачной индикаторной трубкой, соединенный с пропиточной ванной, трубкой для подачи состава в ванну и трубкой для поддержания в ванне заданного уровня, при этом последняя снабжена шкалой уровня, регулировочным винтом и наконечником, а в ванне установлена мерная линейка.

В данном случае сушка обмоток проводится в узле предварительного нагрева стабилизационным током, в нашем случае производится горячим воздухом. Кроме того, в условиях сушки обмоток на электровозах, не снимая электродвигатели, сушка изоляции стабилизированным током затруднена.

Наиболее близким аналогом является «Устройство для сушки изоляции» («Инструкция по подготовке к работе и техническому обслуживанию электровозов в зимних и летних условиях». Утверждена 10.04.2001 г. № ЦТ-814).

Согласно инструкции устройство для сушки изоляции электродвигателей включает электрокалорифер с патрубками (входным и выходным), вентилятор с регулирующей заслонкой (шибер) на входе пульта автоматического управления.

При калориферной сушке изоляции обмоток тяговых двигателей температура поверхности изоляции превышает температуру ее внутренних слоев.

При соприкосновении с горячим воздухом влага на поверхности быстро испаряется и уносится воздушным потоком. Испарение создает перепад влагосодержания между поверхностью и внутренними слоями изоляции обмоток тяговых двигателей, тем самым вызывает перемещение влаги к поверхности и удаление ее потоком воздуха.

К недостаткам следует отнести, что в устройстве не регулируется температурный режим. Температурный режим сушки изоляции должен меняться.

Предлагаемая установка для сушки изоляции позволяет осуществлять сушку обмоток ступенями в соответствии с патентом РФ № 2324278, МПК Н02K 15/12, заявлен 11.12.2006 г.

Установка для сушки изоляции обмоток электрических машин содержит камеру для сушки изоляции обмоток, устройство для нагрева воздуха.

Камера для сушки изоляции оснащена угольными фильтрами, датчиками автоматической системы управления температурным режимом, датчиками автоматической системы контроля за сопротивлением изоляции.

Устройство для нагрева воздуха снабжено гибкими композиционными электрообогревателями.

Сущность предложенной установки поясняется чертежом,на котором изображена схема установки для сушки изоляции обмоток электрических машин.

На чертеже представлены: камера для сушки изоляции 1 с угольным фильтром 2, термопарой 3 и выходным патрубком 6. Тяговая электрическая машина (ТЭМ) 5 оснащена датчиком измерения сопротивления изоляции 6.

Устройство для нагрева воздуха состоит из вентилятора 7 с электродвигателем 8, камерой для нагрева воздуха 9 и входного патрубка 10.

Камера для нагрева воздуха 9 снабжена нагревательными элементами 11.

Вся установка управляется с панели управления 12, на которой имеются «Термодат» 13, индикатор значения сопротивления изоляции 14, силовые провода 15 и кнопка питания (сеть) 16.

Установка для сушки изоляции 1 действует следующим образом.

В камеру сушки изоляции 1 помещается тяговая электрическая машина 5.

Включается кнопка питания 16, ток подается в электродвигатель 8 вентилятора 7, и по силовым проводам 15 включаются нагревательные элементы 11.

Из вентилятора 7 воздух поступает в камеру для нагрева воздуха 9, нагревается до нужной температуры, затем через патрубок 10 поступает в камеру сушки изоляции 1 и осуществляет сушку изоляции тяговой электрической машины 5 и выходит через патрубок 4.

Сушка изоляции начинается с продувки изоляции воздушным потоком, затем происходит трехступенчатый тепловой нагрев изоляции и контроль за температурой и состоянием изоляции.

На первой ступени поверхностные слои изоляции сушатся воздушным потоком, нагретым до температуры 90-100°С в течение 1-1,5 часа.

Когда будут высушены верхние слои изоляции, начнется перемещение влаги из внутренних слоев изоляции к наружным за счет перепада влажности.

В этот момент необходимо осуществлять сушку изоляции при меньшей температуре, чтобы не повредить изоляцию верхних слоев.

Поэтому на второй ступени сушку изоляции обмоток осуществляют воздушным потоком при пониженной температуре 50-60°С, что обеспечивает мягкий режим сушки.

Сушку осуществляют до тех пор, пока не будет удалена влага из изоляции обмоток.

На третьей ступени сушку осуществляют воздушным потоком без подогрева, до тех пор, пока показатель сопротивления изоляции не достигнет норм, установленных правилами ремонта.

Ступенчатая сушка влияет не только на продолжительность сушки, но и на диэлектрические и механические характеристики изоляции. Поэтому при сушке изоляции обмоток периодически, через 40-60 мин., необходимо измерять сопротивление изоляции обмоток. Осуществляется также контроль за температурой в камере сушки ТЭМ.

Нагрев воздушного потока осуществляется с помощью нагревательных элементов 11 (см. чертеж).

В качестве нагревательных элементов 11 используются многоэлектродные системы гибких композиционных электрообогревателей по патенту РФ № 2177211, МПК 7 H05B 3/28, заявлен 18.07.2000 г.

Предложенный гибкий композиционный электрообогреватель по сравнению с другими нагревателями увеличит площадь контакта с воздушным потоком и обеспечит равномерный нагрев поверхности.

Количество нагревательных элементов 11 и их расположение определяют расчетным путем.

При сушке изоляции обмоток кроме паров воды могут выделяться вредные вещества. Для улавливания их установлены угольные фильтры, которые поглощают вредные вещества и влагу, очищенный воздушный поток выходит через выходной патрубок 4.

Предложенное устройство проверено на математических моделях и проверено в деповских условиях, испытания показали снижение электроэнергии на 25-30% и сокращение срока сушки в 1,3 раза.

Автоматическая система управления температурным режимом установки работает следующим образом.

Датчики 3 показывают температуру в камере нагрева воздуха 9 и в камере сушки 1. Переключение температуры воздуха по ступеням осуществляется с помощью «Термодат» 13 (см. чертеж).

Автоматическая система контроля за сопротивлением изоляции 6 передает значения сопротивления на индикатор значения сопротивления изоляции 14, и когда сопротивление изоляции достигнет нормативных значений, установленных правилами текущего ремонта электровозов произойдет отключение нагревательных элементов 11, а затем с помощью кнопки 16 вся установка будет отключена (см. чертеж).

Установка для сушки обмоток электрических машин, содержащая камеру для сушки изоляции обмоток, устройство для нагрева воздуха, отличающаяся тем, что камера для сушки изоляции оснащена угольными фильтрами, в ней установлены датчики автоматической системы управления температурным режимом, датчик измерения сопротивления изоляции автоматической системы контроля за сопротивлением изоляции, а устройство для нагрева воздуха снабжено гибкими композиционными электронагревателями.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для удаления обмоток статора или якоря любого электродвигателя, в том числе погружных электродвигателей, обмоточный провод которых пропитан лаковым составом.

Локальный способ герметизации компаундом изоляции лобовых частей обмоток тяговых электрических машин // 2396669

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к производству и ремонту электрических машин, например обмоток тяговых электрических машин локомотивов.

Электродвигатель и электроинструмент, снабженный этим двигателем // 2392722

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электродвигателям, предназначенным для использования, например, в электроинструментах и содержащим якорь (ротор) с обмоткой, размещенной в пазах и покрытой формованным полимером.

Способ изготовления вентильно-индукторного генератора // 2390905

Изобретение относится к области электротехники, а именно - к технологии изготовления вентильно-индукторных генераторов (ВИГ), и может быть использовано на транспорте, в промышленности, в ветро - и гидроэнергетике.

Способ изготовления катушек электродвигателя // 2387066

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, а именно к способу изготовления катушек электродвигателя, предназначенного для мотор-вентилятора, подающего воздух для охлаждения тяговых электродвигателей.

Способ сушки твердой изоляции обмоток электрических машин и аппаратов // 2381613

Изобретение относится к области электротехники, а точнее к технологии производства электрических машин, и может быть использовано, преимущественно, в трансформаторостроении, а также при производстве и ремонте электродвигателей.

Способ пропитки обмоток электродвигателя глубинного насоса и навесное приспособление для осуществления способа // 2375805

Изобретение относится к области электротехники и касается технологии пропитки обмоток электрических машин изолирующим лаком и/или компаундом, в частности обмоток электродвигателя глубинного насоса.

Электротехнический способ пропитки и сушки изоляции обмоток электрических машин // 2366061

Изобретение относится к области электротехники, в частности к технологии производства электрических машин (ЭМ). .

Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин // 2366060

Изобретение относится к области электротехники и касается технологии изготовления изоляции обмоток электрических машин постоянного тока. .

Установка и способ пропитки обмоток статоров асинхронных вспомогательных электродвигателей // 2361349

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для пропитки обмоток тяговых электродвигателей на железнодорожном транспорте. .

Способ и устройство для формирования изолированных проводников ротора // 2408966

Изобретение относится к области электротехники и касается способа формирования изолированных проводников ротора, используемых в узле ротора вращающейся электрической машины, а также особенностей конструктивного выполнения модульного устройства для осуществления данного способа

Устройство контроля сопротивления изоляции и сушки обмоток электродвигателя // 2446546

Изобретение относится к области электротехники, предназначено для контроля сопротивления изоляции обмоток электродвигателя и сушки его обмоток токами нулевой последовательности при снижении сопротивления ниже заданного уровня

Способ пропитки обмоток электротехнических изделий // 2467452

Изобретение относится к области электротехники, касается технологии пропитки изоляции обмоток электрических машин и электротехнических изделий и может быть использовано при изготовлении статоров электрических машин, трансформаторов, дросселей

Гидравлическая система охлаждения погружного вентильно-индукторного электродвигателя открытого исполнения // 2469453

Изобретение относится к электротехнике, к корабельному электромашиностроению, в частности к погружным электрическим машинам, работающим в морской воде

Устройство для сушки обмоток электрических машин // 2476975

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при техническом обслуживании и ремонте электрических машин

Способ пропитки обмоток электрических машин // 2482589

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при пропитке изоляции обмоток электрических машин

Способ пропитки обмоток электротехнических изделий // 2490771

Трехцикловой амплитудно-широтно-прерывный способ сушки изоляции электрических машин // 2494517

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте электрических машин и аппаратов. Технический результат - создание наиболее оптимального режима сушки изоляции, обеспечивающего ее надежность. Предложенный трехцикловой амплитудно-широтно-прерывный способ сушки изоляции электрических машин и аппаратов локомотивов включает принудительную продувку их воздушным потоком до нагрева и после нагрева, тепловой нагрев, контроль за рабочей температурой и состоянием изоляции. Отличие заключается в том, что сушку осуществляют циклами при высокой температуре. В первом цикле поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком, нагретым до предельно допустимой температуры для данного класса изоляции. Для класса изоляции В - 130°С, для F - 155°С, для Н - 180°С. Эта температура устанавливается в конце рабочего периода первого цикла и регулируется в осциллирующем режиме до конца рабочего периода третьего цикла. Такой режим обеспечивает удаление влаги из верхних слоев изоляции в первом цикле и из нижних слоев изоляции во втором и третьем циклах. В конце третьего цикла отключается электронагреватель 1 (см. фиг.1) и на полную мощность включается электродвигатель 4 привода вентилятора с целью полной нормализации изоляции. 2 ил.

Способ контроля качества пропитки обмоток электротехнических изделий // 2503116

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться, в частности, для контроля качества пропитки изоляционным составом обмоток электродвигателей, катушек трансформаторов и дросселей. Новым является то, что контроль качества пропитки осуществляют по коэффициенту пропитки, определяемому по измеренным значениям эквивалентной теплоемкости обмоток до и после пропитки. При этом эквивалентные теплоемкости каждой контролируемой обмотки определяют путем подвода к проводу непропитанной и пропитанной обмотки постоянного стабилизированного тока, в течение разных времен t1 и t2 соответственно и определения подведенной к проводу энергии и температуры провода обмоток, как в момент подвода к их проводу постоянного стабилизированного тока, так и по истечении времен t1 и t2. Времена t1 и t2 определяют из сравнения характеристик реальной непропитанной и пропитанной обмотки с идеализированной непропитанной и пропитанной обмоткой. Под идеализированной обмоткой понимают такую обмотку, теплопроводность компонентов которой является бесконечно большой, и обмотка идеально теплоизолирована от внешней среды и магнитного сердечника. В изобретении указывается, как определить упомянутые времена t1 и t2, в которые можно считать реальную обмотку идеальной. Используя времена t1 и t2 при контроле качества пропитки, можно предельно уменьшить методические погрешности. Технический результат - повышение точности и достоверности контроля качества пропитки. 4 ил., 8 табл.

Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин // 2504069

Изобретение относится к способу изготовления изоляции обмоток электрических машин. Способ изготовления заключается в том, что вначале осуществляют пропитку стеклослюдоленты первым компаундом. Одновременно изготавливают второй компаунд на основе первого, в который дополнительно вводят марганцевый ускоритель полимеризации. Затем один или несколько слоев стеклослюдоленты накладывают на изделие, нагревают в печи до температуры 150-160°C. Далее изделие помещают в автоклав со вторым компаундом на 3-10 минут. После этого изделие извлекают из автоклава и помещают в печь, выдерживают 2-3 часа при температуре 160-180°C. Первый компаунд включает следующие компоненты при их соотношении в мас.%: 89,6-54,3 метакрилированной эпоксидной смолы, 10-45 диметакрилового эфира триэтиленгликоля, 0,2-0,3 перекисного инициатора полимеризации, 0,2-0,4 ингибитора полимеризации. Второй компаунд включает следующие компоненты при их соотношении в мас.%: 87,6-52,0 метакрилированной эпоксидной смолы, 10-44,9 диметакрилового эфира триэтиленгликоля, 1,0-1,2 перекисного инициатора полимеризации, 1,2-1,4 марганцевого ускорителя полимеризации, 0,2-0,5 ингибитора полимеризации. Изобретение позволяет повысить качество изоляции и точность получения заданных характеристик путем обеспечения глубокой и равномерной пропитки изоляции связующим, а также снизить энерго- и трудозатраты. 4 з.п. ф-лы.