Устройство для сушки обмоток электрических машин



Устройство для сушки обмоток электрических машин
Устройство для сушки обмоток электрических машин

 


Владельцы патента RU 2476975:

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

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при техническом обслуживании и ремонте электрических машин. Предлагаемое устройство для сушки изоляции обмоток электрических машин содержит систему нагрева и подачу воздуха, а также систему контроля за изменением сопротивления в обмотке электрической машины. При этом согласно изобретению система нагрева включает камеру нагрева воздуха, установленные в ней газовые горелки и вентилятор, на выходе из камеры нагретого воздуха установлена решетка и гибкая труба, на конце которой имеется винтовая насадка, а система контроля за изменением сопротивления в обмотке электрической машины снабжена датчиком сопротивления, температуры и прибором, который по достижении нормативного сопротивления в обмотке отключает систему нагрева и подачу воздуха. Указанная винтовая насадка может быть оснащена направляющими, расположенными равномерно поперечному сечению насадки и вдоль насадки по винтовой линии, на конце насадки имеется отражатель потока воздуха в пространство между якорем и статором. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в обеспечении возможности сушки изоляции обмоток электрических машин без демонтажа с использованием при этом газа для нагрева воздуха, что ведет к сокращению времени сушки тяговых электрических машин на 15-20% и снижению потребления электроэнергии на 25-27%. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

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

В процессе эксплуатации электроподвижного состава в зимнее время происходит увлажнение изоляции тяговых двигателей, что приводит к резкому снижению их надежности, а иногда и к пробою изоляции.

Причиной увлажнения изоляции является более медленный нагрев ее по отношению к окружающему воздуху. При соприкосновении с изоляцией обмоток более теплый окружающий воздух охлаждается, его влажность уменьшается, а излишки водяных паров оседают на поверхности изоляции в виде инея. Интенсивное увлажнение изоляции происходит при изменении температуры, при поставке электровозов в отапливаемый цех в осенние, весенние и зимние периоды времени.

Известен способ подогрева и сушки изоляции тяговых двигателей (патент РФ №2128392, МПК Н02К 15/12, заявлен 16.12.1997 г.).

Благодаря созданию специального канала вытяжной вентиляции обеспечивается оптимальное сочетание горячего и холодного воздушных потоков в камере сушки. Кроме того, конструкция установки обладает высокой "живучестью": в случае отказа нескольких неосновных механических и электрических узлов установка сохраняет свою работоспособность.

Указанный технический результат достигается тем, что сушка изоляции включает непосредственный разогрев металлической части изделия электронагревательными элементами с одновременной сушкой потоком горячего воздуха, циркулирующего по замкнутому каналу воздуховода, при этом температуру воздуха, одинаковую во всех точках сушильной камеры, поддерживают семисторным регулятором мощности с возможностью ее оперативного изменения. Кроме того, специальный канал вытяжной вентиляции обеспечивает оптимальную концентрацию паров пропитывающего состава в сушильной камере.

Установка для пропитки и сушки электроизделий, преимущественно обмоток электрических машин, включающая узел предварительного нагрева, узел пропитки и сушильную камеру, отличается тем, что в узле предварительного нагрева имеются 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 переходной трубкой с резьбой и шкалой уровня, регулировочным винтом и наконечником, а в ванне установлена мерная линейка.

Данный способ подогрева и сушки изоляции тяговых двигателей предназначен для использования в заводских условиях, нам необходимо обеспечивать сушку изоляции непосредственно на электровозе.

Известно также устройство для сушки изоляции обмоток электродвигателей (патент РФ №2266603, МПК Н02К 15/00, заявлен 22.04.2004 г.).

Сущность в том, что в устройстве для сушки изоляции обмоток электродвигателя, содержащем 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 блок регулирования тока нагрузки, имеется тиристорный низковольтный источник выпрямленного тока, имеющий входы: первый - от второго выхода коммутационного блока, второй - от второго выхода блока контроля температуры, третий - от выхода блока регулирования тока нагрузки, и выходы: первый - для соединения с входом обмоток электродвигателя, а второй - со входом блока контроля тока и напряжения, причем вход блока регулирования тока нагрузки подключен к выходу блока питания. Устройство снабжено таймером и блоком звукового сигнала, первые входы которых соединены параллельно с выходом блока питания, при этом второй вход таймера подключен к третьему выходу коммутационного блока, первый выход таймера соединен с четвертым входом тиристорного низковольтного источника тока, а второй выход таймера - со вторым входом блока звукового сигнала, третий выход таймера - с третьим входом блока контроля температуры. Устройство включает жидкокристаллический индикатор, четыре входа которого соединены соответственно с выходом блока питания, третьим выходом таймера, вторым выходом блока регулирования тока нагрузки и третьим выходом блока контроля температуры.

В данном устройстве контроль за режимом нагрева контролируется по заданной температуре, в нашем случае по сопротивлению изоляции обмотки, что дает более точную характеристику изоляции обмотки.

Наиболее близким аналогом является «Установка для сушки изоляции электрических машин» (патент РФ №2398340, МПК Н02К 15/12, заявлен 24.02.2009 г.).

Предложенная установка содержит камеру для сушки изоляции обмоток, устройство для нагрева воздуха. Камера сушки изоляции оснащена угольными фильтрами, датчиками автоматической системы управления температурным режимом, имеется автоматическая система контроля за сопротивлением изоляции. Причем нагрев воздуха осуществляется гибкими композиционными электронагревателями.

Данное устройство требует, чтобы электрические машины были демонтированы и помещены в камеру, что требует дополнительных затрат. Кроме того, использование гибких композиционных нагревателей требует больших затрат на электроэнергию.

Предлагаемая установка позволяет произвести сушку изоляции электрической машины без демонтажа, использовать для нагрева воздуха газ, что значительно дешевле по сравнению с использованием электрической энергии, и обеспечить своевременное отключение системы нагрева и подачи воздуха в корпус электрической машины.

Цель достигается тем, что устройство для сушки изоляции обмоток электрических машин содержит: систему нагрева и подачи воздуха, систему контроля за изменением сопротивления в обмотке электрической машины.

Система нагрева включает камеру нагрева, установленные в ней газовые горелки и вентилятор, на выходе из камеры нагретого воздуха содержится решетка и гибкая труба, на конце которой установлена винтовая насадка. Система контроля за изменением сопротивления в обмотке электрической машины снабжена датчиком сопротивления, температуры и прибором, который по достижении нормативного сопротивления в обмотке отключает систему нагрева и подачи воздуха.

Винтовая насадка оснащена направляющими, расположенными равномерно поперечному сечению насадки и вдоль насадки по винтовой линии, на конце насадки имеется отражатель потока воздуха в пространство между якорем и статором.

Сущность устройства поясняется чертежами, где

на фиг.1 представлена общая схема устройства для сушки обмоток электрических машин;

на фиг.2 - схема насадки гибкой трубы:

а) в поперечном сечении;

б) в продольном сечении.

На фиг.1 представлены корпус тяговой электрической машины (ТЭМ) 1 с вентиляционными каналами 6, система нагрева и подачи воздуха, система контроля за изменением сопротивления в обмотке электрической машины 1.

Система нагрева и подачи воздуха состоит из камеры для нагрева воздуха, газовой горелки 12, газового баллона 20, электрического пьезозажигателя 13, предохранительного термостата 14, решетки 10, гибкой трубы 9 с насадкой 5, вентилятором 15 с электродвигателем 16.

На выходе из корпуса ТЭМ 1 устанавливается патрубок 8 с угольным фильтром 7.

Система контроля за измерением сопротивления в обмотке ТЭМ 1 включает датчики сопротивления 2, датчики температуры 4, установленные на насадке 5 гибкой трубы 9, силовые провода 17 и блок управления 19 с жидкокристаллическим дисплеем и кнопкой пуска 18.

В блоке управления установлен прибор, отключающий подачу газа и подачу воздуха в корпус ТЭМ 1.

«Система нагрева и подачи воздуха » и «система контроля за изменением сопротивления в обмотке 3» монтируются на тележке 22 со стояночным тормозом 23.

На фиг.2 показана схема расположения направляющих 24 и пазов 25 винтовой насадки 5 гибкой трубы 9 в поперечном сечении «а», и в продольном сечении «б».

В сечении «а» показано, что направляющие 24 расположены равномерно в поперечном сечении и по винтовой линии вдоль насадки 5. На конце насадки 5 закреплен отражатель.

Установка для сушки изоляции 3 работает следующим образом.

Установка подсоединяется к ТЭМ 1, которую ставят на стояночный тормоз ручкой 23, затем подсоединяют датчики сопротивления 2, гибкую трубу 9 вместе с датчиком температуры 4 устанавливают к верхнему вентиляционному люку, по которому проходит нагретый воздух.

Включается кнопка пуска 18, сигнал с датчиков сопротивления 2 изоляции 3 поступает по силовым кабелям 17 в блок управления и выводится на жидкокристаллический дисплей 11. Включается подача газа из газового баллона 20 в газовую горелку 12, снабженную предохранительным термостатом 14. Газ воспламеняется автоматическим пьезозажигателем 13, после чего включают электродвигатель 16 вентилятора 15. Нагретый воздух с языками пламени проходит через решетку 10, где языки пламени гасятся и воздух поступает по гибкой трубе 9 со скоростью νmax=2·ϑcp. Поток воздуха благодаря направляющим 24 насадки, расположенным по винтовой линии, проходя по пазам 25, скручивается в пучок с увеличением скорости на входе в ТЭМ 1, равной νmax=3,2·ϑcp, затем направляется отражателем 26 в вентиляционные каналы 6, пройдя через вентиляционные каналы 6 ТЭМ 1, выходит через угольный фильтр 7 патрубка 8 в атмосферу.

Контроль сопротивления изоляции обмотки 3 начинается с получения данных с датчиков сопротивления 2 изоляции обмотки 3. Поступившая в блок управления информация перерабатывается, и автоматически задается максимально допустимая температура сушки с учетом класса изоляции. В процессе сушки сопротивление изоляции ТЭМ 1 увеличивается, а температура нагретого воздуха плавно уменьшается путем изменения давления подводимого газа. Температура измеряется датчиком температуры 4.

Для улавливания вредных веществ и влаги, выделяемой при сушке ТЭМ 1, на выходе в патрубке 8 установлен угольный фильтр 7.

Завершение сушки происходит, когда сопротивление изоляции обмотки 3 будет соответствовать нормативно-технической документации.

Предложенное устройство для сушки обмоток электрических машин прошло испытание при проведении текущих ремонтов и технического обслуживания тяговых электродвигателей электровозов. По результатам исследований подобрана мощность электродвигателя вентилятора и рассчитана скорость нагретого воздуха, поступающего в ТЭМ.

Эксперимент показал сокращение времени сушки тяговых электрических машин на 15-20% и снижение потребления электроэнергии на 25-27%.

1. Устройство для сушки изоляции обмоток электрических машин, содержащее систему нагрева и подачи воздуха и систему контроля за изменением сопротивления в обмотке электрической машины, отличающееся тем, что система нагрева включает камеру нагрева воздуха, установленные в ней газовые горелки и вентилятор, на выходе из камеры нагретого воздуха содержатся решетка и гибкая труба с винтовой насадкой, система контроля за изменением сопротивления в обмотке электрической машины содержит датчики сопротивления, температуры и прибор, который по достижению нормативного сопротивления в обмотке отключает систему нагрева и подачи воздуха.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что винтовая насадка оснащена направляющими, расположенными равномерно поперечному сечению насадки и по винтовой линии вдоль насадки, а на конце насадки имеется отражатель потока воздуха в пространство между якорем и статором.



 

Похожие патенты:

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

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.

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.

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.

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

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.

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

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.

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.

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

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

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.

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.
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.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии изготовления электрических машин, и касается к способа изготовления обмоток электрических машин постоянного тока тягового электродвигателя. Технический результат, достигаемый при использовании данного изобретения, состоит в обеспечении повышенного усилия выпрессовки обмоток электрических машин класса нагревостойкости Н. Указанный технический результат достигается тем, что согласно предлагаемому способу изготовления обмоток электрической машины осуществляют нанесение на обмотку электроизоляционного материала, пропитанного нагревостойким связующим, монтаж обмотки на сердечник, разогрев и пропитку под вакуумом и давлением, причем основную изоляцию обмотки предварительно пропитывают полиэфиримидным компаундом класса нагревостойкости Н, а пропитку моноблока осуществляют эпоксидным компаундом класса нагревостойкости F с последующим отверждением. В частности, при осуществлении способа на полюсную катушку наносят слюдосодержащую ленту, пропитанную полиэфиримидным компаундом класса нагревостойкости Н, катушку надевают на полюс, предварительно изолированный электроизоляционным материалом. Моноблок разогревают до температуры, обеспечивающей миграцию компаунда внутрь изоляции, помещают в пропиточный автоклав и пропитывают компаундом класса нагревостойкости F под вакуумом и давлением. После стекания излишков компаунда моноблок помещают в термостат и отверждают при температуре, обеспечивающей одновременное отверждение компаунда в ленте и пропиточного компаунда в обмотке. Основная изоляция, подвергающаяся максимальным тепловым нагрузкам, соответствует классу нагревостойкости Н. Зазор между катушкой и полюсом пропитан компаундом класса нагревостойкости F, который обладает высокими механической прочностью, теплопроводностью и теплостойкостью вплоть до температуры класса нагревостойкости Н.

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении обмоток статоров электрических машин, трансформаторов, дросселей. Способ заключается в том, что пропиточный состав из емкости подают в виде вращающейся вдоль лобовых частей обмотки струи, при этом струю пропиточного состава заряжают электростатическим зарядом путем пропускания ее вдоль поверхности высоковольтного электрода, заземляют провод обмотки, а вращение струи осуществляют путем пропускания ее через индуктор, создающий вращающееся магнитное поле. Знак электростатического заряда струи периодически изменяют на противоположный, для чего на высоковольтный электрод подают инвертированные высоковольтные импульсы, длительность каждого из которых равняется периоду вращения струи вдоль лобовой части. Заявляемый способ позволяет повысить коэффициенты пропитки обмоток в 1,3-1,4 раза. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в производстве статоров электрических машин. Способ пропитки многовитковой обмотки электрической машины заключается в подаче на лобовые части обмотки тонкой струи пропиточного состава из сопла на нагретую лобовую часть обмотки и во вращении струи вдоль лобовой части обмотки. Перед пропиткой в пропиточный состав добавляют мелкодисперсный ферромагнитный наполнитель, который предварительно дезинтегрируют. Смешивают пропиточный состав с измельченным ферромагнитным наполнителем, перемешивают полученную смесь и заливают ее в пропиточную установку. Перед пропиткой по обмоточным данным рассчитывают предельную массу пропиточной смеси mпр, которую можно разместить в полостях каждой из однотипных обмоток в процессе пропитки. Вводят в сопло электрод и подают на него потенциал, осуществляют процесс пропитки каждой из однотипных обмоток. В процессе пропитки частицы пропиточной смеси компаунда с мелкодисперсным ферромагнитным порошком электростатически заряжают, формируют струю. Осуществляют окончательное компаундирование проникшей в обмотку пропиточной смеси. Заявляемый способ позволяет в среднем в 1,55 раз повысит коэффициент пропитки обмоток и существенно повысить стабильность их значений от обмотки к обмотке. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин, соединенных в звезду с изолированной нейтралью. В способе определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин, характеризующего степень заполнения пропиточным составом полостей обмотки, у каждой обмотки из данной партии измеряют электрические параметры до пропитки и после пропитки и сушки, в качестве электрических параметров выбраны емкости двух фаз обмотки, соединенной в звезду, которые поочередно измеряют до пропитки Сдп12, Сдп13, Сдп23 и после пропитки Спп12, Спп13, Спп23 относительно корпуса, после чего по результатам измерений определяют коэффициент пропитки каждых двух фаз Кпр12, Кпр13, Кпр23 по математической зависимости, после чего определяют коэффициенты пропитки каждой фазы обмотки по математическим зависимостям. Техническим результатом является возможность определять не только усредненный коэффициент пропитки, но и распределение пропиточного состава по фазам обмотки, что существенно повышает информативность и точность контроля. 2 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности, к технологии электрических машин, например обмоток вращающихся электрических машин тягового подвижного состава. Способ пропитки изоляции лобовых частей обмоток вращающихся электрических машин состоит из трех последовательных этапов: 1) удаление влаги инфракрасным (ИК) нагревом из изоляции лобовой части перед пропиткой с предельно допустимой температурой для данного класса изоляции; 2) нанесение на лобовую часть пропиточной смеси при помощи автоматических распылителей высокого давления; 3) транспортировку пропиточной смеси вглубь изоляции обмотки при помощи коротковолновых и средневолновых импульсных керамических преобразователей ИК-излучения. При этом удаление влаги из изоляции лобовой части обмотки перед ее пропиткой и транспортировку пропиточной смеси вглубь изоляции обмотки осуществляют в спектрально-осциллирующих режимах энергоподвода с циклическим чередованием коротковолнового и средневолнового ИК-излучения. Технический результат - повышение качества процесса пропитки в несколько раз при одновременном сокращении времени пропитки в 7-10 раз и обеспечении 2- или 3-кратного эффекта от ресурсоэнергосбережения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх