Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин


 


Владельцы патента RU 2504069:

Закрытое Акционерное Общество "Диэлектрик" (RU)

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 электротехнике и может быть использовано при изготовлении систем изоляции различных электрических машин.

Известен способ пропитки изоляции обмоток, заключающийся в нанесении на обмотки стеклослюдосодержащих лент с последующей вакуум-нагнетательной пропиткой компаундами, при этом, многослойную изолировку обмотки производят пропитанными лентами, в состав которых входит не менее двух слоев полимерной пленки, а в качестве связующего для лент и для пропитки изолированных обмоток применяют полиэфиримидные компаунды вязкостью 40-100 Ст по В3-4, количество которого в ленте составляет 23-28% - RU 2366060 C1, H02K 3/32, 2009 г.

Недостатки известного способа состоят в следующем:

- для обеспечения проникновения пропиточного состава вглубь всей толщины изоляции требуется создание достаточно высокого давления, что предполагает применение дорогостоящих специальных вакуум-нагнетательных установок;

- в процессе запечки изолированных обмоток происходит вытекание пропиточного состава. Это нарушает характеристики изоляции.

Прототипом изобретения является способ изготовления изоляции обмоток электрических машин, заключающийся в наложении на элементы обмотки пропитанного нагревостойким связующим электроизоляционного материала, в котором термореактивное связующее находится в неотвержденном состоянии, и последующей пропитке обмотки под вакуумом и давлением низковязким составом меньшей нагревостойкости с большей жизнеспособностью, при этом, перед пропиткой производят горячую опрессовку по меньшей мере части обмотки при температуре и давлении, обеспечивающих частичную полимеризацию связующего в указанном материале до состояния, ограничивающего проникновение менее нагревостойкого пропиточного состава в опрессованную часть обмотки.

Если в качестве термореактивного связующего используют состав на основе эпоксиноволачных смол, а в качестве низковязкого состава используют состав на основе эпоксидных диановых смол, то горячую опрессовку производят при 100-180°C и давлении 3-10 кгс/см2 в течение 5-30 мин.

Если в качестве термореактивного связующего используют состав на основе модифицированных кремнийорганических смол, а в качестве низковязкого состава используют состав на основе эпоксидных диановых смол, то горячую опрессовку производят при 120-220°C и давлении 5-10 кгс/см2 в течение 5-20 мин - авт. свид. СССР №748680, H02K 3/30, 1980 г.

Недостатки способа-прототипа те же, что и аналога:

- для обеспечения проникновения пропиточного состава вглубь всей толщины изоляции требуется горячая опрессовка при давлении 5-10 кгс/см2, т.е. применение дорогостоящих специальных вакуум-нагнетательных установок;

- в процессе запечки изолированных обмоток вытекание пропиточного состава уменьшено по сравнению со способом-аналогом, но не исключено полностью. Здесь так же не может быть обеспечена точность получения заданных характеристик.

Технической задачей изобретения является повышение качества изоляции и точности получения заданных характеристик путем обеспечения глубокой и равномерной пропитки изоляции связующим, а также снижение энерго- и трудозатрат.

Эта задача решена в способе изготовления изоляции обмоток электрических машин, при котором осуществляют пропитку стеклослюдоленты первым компаундом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

метакрилированная эпоксидная смола 89,6-54,3
диметакриловый эфир триэтиленгликоля 10-45
перекисный инициатор полимеризации 0,2-0,3
ингибитор полимеризации 0,2-0,4

одновременно изготавливают второй компаунд на основе первого, в который дополнительно вводят марганцевый ускоритель полимеризации при следующем соотношении компонентов, мас.%:

метакрилированная эпоксидная смола 87,6-52,0
диметакриловый эфир триэтиленгликоля 10-44,9
перекисный инициатор полимеризации 1,0-1,2
марганцевый ускоритель полимеризации 1,2-1,4
ингибитор полимеризации 0,2-0,5

затем один или несколько слоев стеклослюдоленты накладывают на изделие, нагревают в печи до температуры 150-160°C, в дальнейшем помещают в автоклав со вторым компаундом на 3-10 минут, затем извлекают из автоклава, помещают в печь и выдерживают 2-3 часа при температуре 160-180°C.

Для улучшения характеристик изготавливаемой изоляции, могут быть предложены следующие параметры и процессы:

- исходная температура компаунда в автоклаве не должна превышать 30°C;

- во время выдержки изделия в печи, его извлекают на время нанесения грунтовой эмали, изготовленной на основе второго компаунда;

- после окончательного извлечения изделия из печи и остывания его до температуры ниже 100°C, на него наносят полиэфиракриловую эмаль.

Снижение энерго- и трудозатрат при использовании способа может быть достигнуто за счет того, что пропитку стеклослюдоленты делают на одном производстве, а изоляцию изделия - на другом, при этом должно соблюдаться следующее условие:

- максимальный период использования пропитанной первым компаундом стеклослюдоленты для изоляции изделия не превышает 6-12 месяцев.

Рассмотрим процесс изготовления изоляции обмоток электрических машин по предлагаемому способу в условиях использования его на одном производстве.

При изготовлении используется известный комплекс устройств.

Стеклослюдолента подвергается пропитке первым компаундом на лакировально-пропиточной машине.

Одновременно в реакторе изготавливают второй компаунд, на основе первого, в который вводят марганцевый ускоритель полимеризации и помещают в емкость-хранилище.

На изделие, подлежащее изоляции, например, обмотку статора, накладывают один или несколько слоев предварительно пропитанной первым компаундом стеклослюдоленты и нагревают в печи до температуры 150-160°C.

Второй компаунд из емкости-хранилища переливают в автоклав, при этом, его исходная температура в автоклаве не должна превышать 30°C. Нагретое в печи до указанной температуры изолированное изделие помещают в автоклав на 3-10 минут.

После извлечения из автоклава, изделие помещают в печь и выдерживают 2-3 часа при температуре 160-180°C.

В указанных диапазонах времени и температур второй компаунд, со входящим в его состав марганцевым ускорителем полимеризации, обеспечивает повышенную реакционную способность: имея исходную температуру не выше 30°C, в процессе пропитки, при контакте с поверхностью, имеющей температуру нагрева изделия, он резко теряет вязкость с 200 до 15 секунд и за счет этого глубоко проникает в изоляцию, заполняя все пустоты. При этом проникающий вглубь изоляции компаунд разогревается до температуры выше 130°C и в результате сразу же начинается активная реакция полимеризации.

За счет реакции полимеризации второй компаунд теряет текучесть, переходит в гелеобразное состояние и отверждается. Время отверждения второго компаунда зависит от скорости его разогрева при контакте с горячим изделием, которая, в свою очередь, зависит от геометрических параметров и массы изолируемого изделия: для обеспечения глубокой пропитки изоляции и перехода компаунда за счет реакции полимеризации в гелеобразное состояние достаточно 3-10 минут.

Таким образом, активный разогрев второго компаунда происходит в месте его непосредственного контакта с горячим изделием и температура основной массы компаунда в автоклаве, вследствие его низкой теплопроводности (около 0,2 Вт/м К), повышается во время пропитки не более чем на 20°C (при равном соотношении массы компаунда и изделия), что обеспечивает сохранение в автоклаве массы пропиточного состава, т.е. компаунд остается в изоляции, не вытекая из нее в процессе последующей термообработки в печи в течение 2-3 часов при температуре 160-180°C.

Для улучшения характеристик изготавливаемой изоляции, во время выдержки изделия в печи его извлекают на время нанесения грунтовой эмали, изготовленной на основе второго компаунда. Эмаль дополнительно придает изоляции диэлектрические свойства, а также улучшает адгезию покрывной глянцевой эмали.

Нанесение полиэфиракриловой эмали после окончательного извлечения изделия из печи и остывания его до температуры ниже 100°C увеличивает срок службы изоляции.

Технология предлагаемого способа изготовления изоляции может осуществляться на двух производствах: на первом пропитывают стеклослюдоленту и поставляют ее на второе производство, где непосредственно производят изоляцию изделия при условии наличия необходимого комплекса устройств: реактора для изготовления второго компаунда, печи и автоклава. Удобство такого разделения заключается в том, что сама изоляция изделия происходит при сокращенном оборудовании и в удобное время при соблюдении условия периода использования пропитанной первым компаундом стеклослюдоленты: он не должен превышать 6-12 месяцев, т.е. времени хранения стеклослюдоленты при условиях, указанных в Инструкции по ее использованию.

Приводимые соотношения ингредиентов составов компаундов подобраны опытным путем. Проведение экспериментов по выбору границ диапазонов компонентов составов выявило те отклонения от требований, предъявляемых к данному типу изоляции, которые возникали в случаях выхода за границы установленных диапазонов.

Например, следствием чрезмерного разбавления диметакрилового эфира триэтиленгликоля является хрупкость изоляции.

Уменьшение нижней границы диапазона перекисного инициатора полимеризации приведет к неполному отверждению, а увеличение его верхней границы вызовет возникновение трещин в изоляции.

То же касается второго катализатора - марганцевого ускорителя полимеризации: снижение его нижней границы приведет к неполному отверждению, а увеличение верхней вызовет пористость изоляции.

Выход за нижнюю границу диапазона ингибитора полимеризации приведет к преждевременному желированию компаунда, а повышение верхней границы снизит скорость полимеризации.

Предложенный способ изготовления изоляции обмоток электрических машин без применения дорогостоящих специальных вакуум-нагнетательных установок дает возможность проведения пропитки изоляции при температурном режиме, обеспечивающем глубокое проникновение пропиточного состава (компаунда) в изоляцию и его отверждение непосредственно в процессе пропитки, что позволяет обеспечить заполнение пропиточным составом всех пустот в изделии, равномерное насыщение им изоляции по глубине и требуемое его количество в изоляции для получения заданных характеристик изделия.

1. Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин, при котором осуществляют пропитку стеклослюдоленты первым компаундом при следующем соотношении компонентов, мас.%:

метакрилированная эпоксидная смола 89,6-54,3
диметакриловый эфир триэтиленгликоля 10-45
перекисный инициатор полимеризации 0,2-0,3
ингибитор полимеризации 0,2-0,4

одновременно изготавливают второй компаунд на основе первого, в который дополнительно вводят марганцевый ускоритель полимеризации при следующем соотношении компонентов, мас.%:
метакрилированная эпоксидная смола 87,6-52,0
диметакриловый эфир триэтиленгликоля 10-44,9
перекисный инициатор полимеризации 1,0-1,2
марганцевый ускоритель полимеризации 1,2-1,4
ингибитор полимеризации 0,2-0,5

затем один или несколько слоев стеклослюдоленты накладывают на изделие, нагревают в печи до температуры 150-160°C, в дальнейшем помещают в автоклав со вторым компаундом на 3-10 мин, затем извлекают из автоклава, помещают в печь и выдерживают 2-3 ч при температуре 160-180°C.

2. Способ по п.1, при котором исходная температура компаунда в автоклаве не должна превышать 30°C.

3. Способ по п.1, при котором во время выдержки изделия в печи его извлекают на время нанесения грунтовой эмали, изготовленной на основе второго компаунда.

4. Способ по п.1, при котором после окончательного извлечения изделия из печи и остывания его до температуры ниже 100°, на него наносят полиэфиракриловую эмаль.

5. Способ по п.1, при котором максимальный период использования пропитанной первым компаундом стеклослюдоленты для изоляции изделия не превышает 6-12 месяцев.



 

Похожие патенты:

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 электроизоляционным материалам для изоляции обмоток электрических машин. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения корпусной изоляции, выдерживающей напряжения свыше 4 кВ, предпочтительно 13,8 кВ или более, применяемой в динамоэлектрических машинах.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей изоляции обмоток электрических машин. .

Изобретение относится к изоляционным материалам на синтетической основе, а более точно к материалам, применяемым в электроизоляционной технике, а также в электрических машинах и аппаратах в качестве пазовой изоляции различных прокладок и т.

Изобретение относится к высоковольтной изоляции для статорных обмоток электрических машин, содержащей изоляцию секций проводников, объединенных в стержни. .

Изобретение относится к электротехнике , а именно к технологии изгот овления электрических машин и аппаратов с напыленной изоляцией пазов магнитопровода, и может быть использовано в электротехнической промышленности .

Изобретение относится к электротехнике , в частности к обмотанньм статорам высоковольтных электрических машин с полупроводящими упругими элементами между изоляцией обмотки и стенкой паза.

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться, в частности, для контроля качества пропитки изоляционным составом обмоток электродвигателей, катушек трансформаторов и дросселей.

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

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, 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.
Наверх