Способ сушки изоляции электрических машин

Авторы патента:

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

Владельцы патента RU 2548030:

Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (RU)

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте электрических машин. Техническим результатом является создание наиболее оптимального режима сушки изоляции, обеспечивающего увеличение ресурса электрических машин. Способ сушки изоляции электрических машин включает пять ступеней. На первой ступени поверхностные слои изоляции сушат методом электроосмотической сушки изоляции. На второй ступени поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком. На третьей ступени сушку осуществляют воздушным потоком без подогрева. На четвертой ступени сушка осуществляется на открытом воздухе во время сборки электрической машины. На пятой ступени сушка осуществляется путем пропускании электрического тока через обмотку электрической машины.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте электрических машин. Целью данного изобретения является создание наиболее оптимального режима сушки изоляции, обеспечивающего увеличение ресурса электрической машины.

Известен способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин (патент №2138900, H02K 15/12, H02K 15/00, опубл.: 27.09.1999) путем циклического осуществления процесса, в каждом цикле прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, а последовательно с источником постоянного напряжения включают источник пульсирующего напряжения и прикладывают пульсирующее напряжение с той же полярностью, что и постоянное. Каждый цикл осуществляют при изменяющейся частоте пульсирующего напряжения. При этом согласно данному изобретению процесс осуществляют путем чередования циклов, каждый первый из которых проводят при частоте пульсирующего напряжения 1000-1500 Гц в течение 40-60 мин, а второй - при частоте пульсирующего напряжения 20-50 Гц в течение 10-60 с, при этом количество чередований двух циклов составляет не менее одного. Недостатком способа является длительное время процесса сушки.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является способ сушки изоляции электрических машин (патент 2324278, H02K 15/12, опубл.: 10.05.2008), который включает принудительную продувку их воздушным потоком, тепловой нагрев, контроль рабочей температуры и состояния изоляции. Отличие заключается в том, что сушку осуществляют ступенями. На первой ступени поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком, нагретым до температуры 90-100°C, на второй ступени осуществляют сушку обмоток изоляции воздушным потоком при пониженной температуре 50-60°C. На третьей ступени сушку осуществляют воздушным потоком без подогрева до тех пор, пока показатель сопротивления изоляции не достигнет норм, установленных правилами ремонта. Недостатком способа является недостаточное качество формируемого слоя изоляции, так как изначально образуется корка сухой изоляции, а внутренние слои изоляции образуются позже, и как следствие - низкий ресурс электрических машин.

Задача изобретения состоит в том, чтобы повысить ресурс электрических машин путем улучшения качества изоляции обмоток.

Поставленная задача достигается тем, что в способе сушку осуществляют ступенями, причем на первой ступени поверхностные слои изоляции сушат методом электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса, в каждом цикле прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, ток 10% от номинального рабочего для данного типа электрической машины в течение 0,5 часа, затем ток, равный 50% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 1-2 часов, затем ток, равный 80-90% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 0,5 часа.

На второй ступени поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком, нагретым до температуры 80-90°C, в течение 1 часа, затем осуществляют сушку обмоток изоляции воздушным потоком при температуре 130-140°C.

На третьей ступени сушку осуществляют воздушным потоком без подогрева в течение 0,5-0,8 часов.

На четвертой ступени сушка на открытом воздухе во время сборки электрической машины, время соответствует нормативу на сборку электрической машины.

На пятой ступени сушка путем пропускания электрического тока через обмотку электрической машины во время испытаний на испытательном стенде. Время сушки на пятой ступени соответствует времени стендовых испытаний электрической машины.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является интенсификация процесса и достижение более высокого уровня сопротивления изоляции, что, в конечном итоге, сказывается на увеличении ресурса электрических машин.

Дополнительными признаками, описывающими варианты осуществления способа, могут быть:

режимы процесса сушки оперативно перенастраиваются в зависимости от типа объекта сушки при помощи системы автоматизации контроля и управления;

первые две ступени сушки проводятся одновременно;

на первой ступени ток пропускают через обмотку электрической машины переменный, частотой от 1 кГц до 2 мГц, амплитудой 100-600 В, до нагрева обмоток электрической машины до температуры 90°C.

Способ осуществляется следующим образом.

Способ сушки изоляции электрических машин включает принудительную продувку их воздушным потоком, тепловой нагрев, контроль рабочей температуры и состояния изоляции. Затем сушку осуществляют ступенями, причем на первой ступени поверхностные слои изоляции сушат методом электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса. При этом в каждом цикле прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, ток 10% от номинального рабочего для данного типа электрической машины в течение 0,5 часа. Затем подают ток, равный 50% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 1-2 часов, далее ток, равный 80-90% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 0,5 часа.

На третьей ступени сушку осуществляют воздушным потоком без подогрева в течение 0,5-0,8 часов.

На четвертой ступени производится сушка на открытом воздухе во время сборки электрической машины, время соответствует нормативу на сборку электрической машины.

На пятой ступени сушку осуществляют путем пропускания электрического тока через обмотку электрической машины во время испытаний на испытательном стенде, время сушки на пятой ступени соответствует времени стендовых испытаний электрической машины.

В вариантах могут быть осуществлены дополнительные признаки, такие как оперативная перенастройка режимов процесса сушки в зависимости от типа объекта сушки при помощи системы автоматизации контроля и управления; одновременное проведение первых двух ступеней сушки; другие параметры нагрева на первой ступени - пропускают через обмотку электрической машины переменный ток частотой от 1 кГц до 2 мГц, амплитудой 100-600 B до нагрева обмоток электрической машины до температуры 90°C.

Предложенная последовательность операций предлагаемого способа приводит к уменьшению времени сушки, прогреву обмоток электрической машины на начальном этапе с внутренних слоев, что исключает образование пор и пустот в изоляции при образовании корки на поверхности изоляции при сушке на начальном этапе от внешнего теплоносителя, а это - повышение качества изоляции и ресурса электрической машины в целом.

Промышленная применимость предложенного способа не вызывает сомнений, поскольку отдельные элементы освоены порознь промышленностью.

Способ сушки изоляции электрических машин, который включает принудительную продувку их воздушным потоком, тепловой нагрев, контроль рабочей температуры и состояния изоляции, отличающийся тем, что сушку осуществляют ступенями, причем на первой ступени поверхностные слои изоляции сушат методом электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин путем циклического осуществления процесса, в каждом цикле прикладывают постоянное напряжение между проводниками обмоток и корпусом машины, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, ток 10% от номинального рабочего для данного типа электрической машины в течение 0,5 часа, затем ток, равный 50% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 1-2 часов, затем ток, равный 80-90% от номинального рабочего для данного типа электрической машины, в течение 0,5 часа, на второй ступени поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком, нагретым до температуры 80-90°C, в течение 1 часа, затем осуществляют сушку обмоток изоляции воздушным потоком при температуре 130-140°C, на третьей ступени сушку осуществляют воздушным потоком без подогрева в течение 0,5-0,8 часов, на четвертой ступени сушку осуществляют на открытом воздухе во время сборки электрической машины, на пятой ступени сушку проводят путем пропускании электрического тока через обмотку электрической машины во время испытаний на испытательном стенде.

Композиция для получения покрытия для снижения механических потерь высокоскоростного ротора электрической машины относится к гибридным органо-неорганическим нанокомпозиционным покрытиям, способным снижать механические потери высокоскоростного ротора электрической машины в охлаждающей газообразной среде.

Технология изготовления изоляции обмоток тяговых электродвигателей // 2530757

Изобретение относится к области электротехники и касается технологии изготовления обмоток электрических машин, преимущественно якорей тяговых электродвигателей - машин постоянного тока.

Селективный способ сушки увлажненной или пропитанной изоляции обмоток якоря тяговых электрических машин инфракрасным излучением и устройство для его реализации // 2525296

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к производству и ремонту электрических машин, например обмоток тяговых электрических машин (ТЭМ) локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава.

Способ определения коэффициента пропитки отверждаемым полимерным составом обмоток электрических машин // 2521439

Изобретение относится к области электротехники, а именно к неразрушающим способам контроля качества технологических процессов производства электротехнических изделий, в частности пропитки обмоток электрических машин.

Способ контроля отверждения пропитанной изоляции обмоток электротехнических изделий // 2516276

Изобретение относится к области электротехники, в частности к контролю качества пропитанной изоляции электротехнических изделий, и может быть использовано для контроля процесса отверждения пропитанной изоляции обмоток электротехнических изделий.

Способ струйной пропитки обмоток электрических машин // 2516243

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в производстве статоров электрических машин. Согласно данному изобретению после разогрева обмотки перед пропиткой до заданной температуры подают в нее импульсы тока, амплитуда которых лежит в диапазоне (10-50)А, а длительность (0,5-10) с, при этом частота следования импульсов тока лежит в диапазоне (5-10) Гц.

Спектрально-осциллирующий способ пропитки изоляции лобовых частей обмоток вращающихся электрических машин и устройство для его реализации // 2515267

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности, к технологии электрических машин, например обмоток вращающихся электрических машин тягового подвижного состава.

Способ определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин // 2510771

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин, соединенных в звезду с изолированной нейтралью.

Способ пропитки обмоток электрических машин // 2510564

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.

Способ струйно-капельной пропитки обмоток электротехнических изделий // 2510563

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.

Установка для сушки изоляции обмотки тяговых электрических машин // 2553978

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте тяговых 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. Технический результат заключается в проведении технологического процесса сушки изоляции обмоток тяговых электрических машин ступенями и обеспечении своевременного отключения системы нагрева и подачи воздуха в корпус тяговой электрической машины. Установка для сушки изоляции обмотки тяговых электрических машин содержит узел для нагрева воздуха, узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению и узел для подачи нагретого воздуха. Узел для нагрева воздуха снабжен трубчатыми электронагревателями, управляемыми программируемым терморегулятором с контуром обратной связи по датчику температуры, подключенным к сети. Узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению содержит мегаомметр, подключенный измерительными проводами к обмотке тяговой электрической машины, с подачей сигнала на терморегулятор для переключения программы и ее шага. Узел подачи нагретого воздуха снабжен электродвигателем с вентилятором, который управляется программируемым преобразователем частоты с контуром обратной связи по датчику температуры, гибкой трубой, на конце которой устанавливается насадка с отражателем. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ сушки обмотки электрической машины // 2558377

Изобретение относится к области электротехники, а именно к сушке обмоток, например, электрических машин. Технический результат - упрощение сушильного устройства обмоток, снижение веса, возможность использования в малых ремонтных мастерских, снижение трудоемкости процесса усушки, экономия электроэнергии при сушке. В способе сушки обмотки электрической машины нагревают обмотки источником токов высокой частоты с подключенным к нему нагревателем, выполненным в виде индуктора, а питание и управление источника токов высокой частоты осуществляют силовым блоком с системой управления индуктором. Индуктор выполняют в виде спирали и в процессе сушки вводят внутрь электродвигателя соосно с отклонением ±1.5 мм, располагая спираль индуктора в осевом направлении равномерно относительно статора электродвигателя таким образом, чтобы магнитные силовые линии, создаваемые индуктором, были направлены перпендикулярно шихтовке магнитопровода; затем через силовой блок с системой управления включают источник токов высокой частоты, прогревают обмотку статора до требуемой температуры и удерживают до состояния усушки лака. После окончания прогрева источник токов отключают, индуктор извлекают из электродвигателя. 1 ил.

Способ определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин // 2560714

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрической машине, обмотки которой соединены в звезду с изолированной нейтралью. Техническим результатом является повышение точности определения коэффициента пропитки обмоток. В способе определение коэффициента пропитки осуществляют так, как указано в материалах заявки. 4 ил., 2 табл., 1 пр.

Инфракрасно-конвективно-вакуумный способ сушки изоляции обмоток магнитной системы остова тяговой электрической машины и устройство для его реализации // 2569337

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к производству и ремонту электрических машин, например обмоток тяговых электрических машин (ТЭМ) локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава. Согласно инфракрасно-конвективно-вакуумному способу и устройству для его реализации, сушка изоляции обмоток магнитной системы равномерно вращающегося остова ТЭМ осуществляется комбинацией трех способов сушки: за счет инфракрасного (ИК) излучения, конвекции и вакуума. Установка состоит из основания (3), в которое монтируется стойка (2) с инфракрасными (ИК) излучателями. Остов (1) кран-балкой устанавливается на основание и через редуктор (5) и ведущий опорный ролик (4) приводится во вращение пристроенным частотно-регулируемым асинхронным электродвигателем (6). Техническим результатом является повышение качества сушки изоляции обмоток магнитной системы остова ТЭМ, сокращение энергозатрат и времени на технологический процесс сушки. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ сушки твердой изоляции обмоток трансформатора в герметичной емкости с помощью охладительного устройства // 2569927

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при сушке твердой изоляции, в частности, обмоток трансформатора, которая увлажняется в процессе его эксплуатации. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в том, что предлагаемый способ сушки твердой изоляции обмоток трансформатора, осуществляемый в герметичной емкости с помощью охладительного устройства, позволяет ускорить процесс сушки твердой изоляции обмоток трансформатора, исключить использование затратных веществ при вымораживании влаги из паровоздушной смеси в процессе сушки твердой изоляции обмоток трансформатора, повысить надежность сушки твердой изоляции обмоток трансформатора, а также позволяет увеличить точность измерения объема влаги, которая выделилась и наморозилась из твердой изоляции обмоток трансформатора. Указанный технический результат достигается тем, что при вымораживании влаги из паровоздушной смеси с помощью охладительного устройства обеспечивают температуру не выше минус 70°С на поверхности охладительного устройства, которая контактирует с паровоздушной смесью, при общей площади контактной поверхности охладительного устройства, что способна контактировать с паровоздушной смесью, не меньше 5 м2, при этом с помощью контактной поверхности охладительного устройства, и/или используя саму контактную поверхность охладительного устройства, устанавливают искусственные преграды на пути движения паровоздушной смеси, которые могут быть частями контактной поверхности охладительного устройства, и с помощью искусственных преград уменьшают скорость движения паровоздушной смеси, и, используя эффект Коанда, создают вихревые потоки паровоздушной смеси, стимулируя при этом конденсацию паров из паровоздушной смеси согласно эффекту Ранка-Хилша, а через установленный промежуток времени осуществляют размораживание охладительного устройства, нагревая поверхность, которая контактирует с пластом намерзших веществ из паровоздушной смеси, при атмосферном давлении, причем для вымораживания влаги из паровоздушной смеси используют двухконтурное охладительное устройство с общим теплообменником.1 н. и 4 з.п. ф-лы.

Способ сушки изоляции обмоток электродвигателя токами нулевой последовательности и устройство для его осуществления // 2581819

Изобретение относится к области электротехники и касается токовой сушки изоляции обмоток электрических машин. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности электродвигателей. Устройство для сушки изоляции обмоток электродвигателя токами нулевой последовательности содержит реостат, ползунок которого подключен к первому проводнику сети переменного тока, а второй проводник сети переменного тока соединен со входом амперметра, подключенного своим выходом ко входу открытого треугольника, выходом присоединенного к неподвижному контакту реостата. Дополнительно установлен двухполюсный коммутационный аппарат, выход которого подключен к вершинам открытого треугольника, а вход присоединен первым и вторым полюсами соответственно к первому и второму проводникам сети переменного тока. 1 ил.

Способ трёхтактной струйно-капельной пропитки обмоток электрических машин // 2593826

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам пропитки обмоток электрических машин. В способе трехтактной струйно-капельной пропитки обмоток электрических машин обмотку разогревают пропусканием через нее тока, вращают вокруг своей оси, на внутреннюю и внешнюю поверхности лобовой части обмотки подают струю пропиточного состава, изменяют на каждом такте угол наклона оси обмотки к горизонту, на первом и втором тактах струю пропиточного состава электростатически заряжают зарядами противоположными по знаку, дополнительно на втором такте пропитку осуществляют смесью компаунда с 20÷25 мас. % нанотрубок из нитрида бора, а на третьем такте в указанную смесь, добавляют 10÷15 мас. % магнитно-мягких мелкодисперсных частиц. Техническим результатом является увеличение радиальной теплопроводности обмоток путем добавления в пропиточный компаунд нанотрубок из нитрида бора и снижение в среднем температуры перегрева обмотки, что способствовало значительному улучшению качества обмоток. 2 ил., 1 табл.

Способ пропитки обмоток электрических машин // 2597890

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вакуумно-нагнетательным способам пропитки обмоток электрических машин с предварительным нагревом обмоток статора. При этом герметизируют внутреннюю полость станины статора, создают внутри полости разрежение над верхней не погруженной в пропиточный состав лобовой частью обмотки 40-50 Торр. Предварительную сушку обмотки производят пропусканием электрического тока с контролем процесса разогрева. При достижении температуры обмотки значения 40-50°C выдерживают указанную температуру в течение 5-10 минут с последующим отключением тока от обмотки. Пропиточная смесь состоит из лака и мелкодисперсного ферромагнитного наполнителя в массовом соотношении (20-30) % ферромагнитных частиц и (80-70) % пропиточного лака. По завершении пропитки разгерметизируют станину статора и сливают лак. Затем сосуд вновь герметизируют, создают разрежение 40-50 Торр и пропускают электрический ток той же величины, что и при предварительной сушке. При достижении температуры обмотки 40-50°C поддерживают ее течение 10-20 минут, затем продолжают нагрев обмотки до регламентированной температуры окончательной сушки. Технический результат состоит в повышении коэффициента пропитки в среднем на 34,3%. 2 ил., 2 табл.

Способ пропитки и сушки обмоток электрических машин // 2597892

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вакуумно-нагнетательным способам пропитки обмоток электрических машин с предварительным нагревом обмоток статора. При этом герметизируют внутреннюю полость станины статора, создают внутри полости разрежение над верхней не погруженной в пропиточный состав лобовой частью обмотки 40-50 Торр. Предварительную сушку обмотки производят пропусканием электрического тока с контролем процесса разогрева. При достижении температуры обмотки значения 30÷50°C выдерживают указанную температуру в течение 10÷20 минут с последующим отключением тока от обмотки. Пропиточная смесь состоит из лака и мелкодисперсного ферромагнитного наполнителя в массовом соотношении (15÷20) % ферромагнитных частиц и (85÷80) % пропиточного лака. По завершении пропитки разгерметизируют станину статора и сливают лак. Затем к обмотке вновь подключают источник тока и осуществляют токовый разогрев обмотки до температуры окончательной сушки, регламентированной нормативной документацией. Технический результат состоит в повышении коэффициента пропитки в среднем в 2,4 раза. 1ил., 2 табл.

Способ пропитки и сушки электротехнических изделий // 2601964

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изготовления обмоток статоров, роторов электродвигателей, трансформаторов и магнитопроводов. Способ предусматривает нагревание пропиточного материала и обмотки и дегазацию в режиме импульсного вакуумирования, для чего создают остаточное давление в диапазоне 0,1-13,3 кПа, обеспечивая время его достижения 0,07-1,0 с, выдерживают пропиточный материал и обмотку в течение 1-10 мин, затем повышают давление до атмосферного, после чего производят 3-5 циклов импульсного набора и сброса вакуума, затем осуществляют пропитку в режиме импульсного вакуумирования. В пропиточный материал перед его дегазацией добавляют мелкодисперсный ферромагнитный наполнитель с объемным сопротивлением не менее 105 Ом·м, мелкодисперсный наполнитель измельчают до размера зерна dфер≤0,01 мм. При приготовлении указанной пропиточной смеси наполнитель смешивают с пропиточным материалом в массовом соотношении (20÷30)% ферромагнитных частиц и (80÷70)% пропиточного материала. Перед разогревом непропитанной обмотки в импульсно-вакуумном режиме измеряют температуру обмотки T1 и ее сопротивление R1, по завершении дегазации повышают давление до атмосферного и сливают пропиточную смесь из автоклава. После этого через обмотку пропускают греющий ток, величину которого определяют по обмоточным данным и плотности тока, лежащей в диапазоне 7 А/мм2≤j≤9 А/мм2. При подключении греющего тока к обмотке непрерывно контролируют изменение ее температуры Tt по изменению ее сопротивления Rt в соответствии с математическим выражением, вновь создают над обмоткой остаточное давление в диапазоне 0,1-13,3 кПа и поддерживают температуру в указанном диапазоне значений в течение 10-20 мин, после выдержки обмотки в течение указанного времени повышают давление над обмоткой до атмосферного, разогревают и сушат. Техническим результатом является повышение коэффициента пропитки в среднем на 74,1%. 1 ил.