Способ капсулирования обмоток электродвигателей

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологии капсулирования обмоток электрических машин. Способ капсулирования обмоток электродвигателей, основан на токовом разогреве обмотки до температуры 110-120°C и заполнении пространства между наружной поверхностью лобовых частей обмотки и корпусом электродвигателя капсулирующей массой. Новым является то, что капсулирующая масса содержит следующие компоненты, мас.%: нанотрубки из нитрида бора - 25÷30; мелкодисперсный порошок ферромагнитного материала с удельным объемным сопротивлением не менее 10 Ом×м - 10÷15; пропиточный компаунд - остальное. Теплопроводность капсулирующей массы в заявляемом способе в 5,9 раз выше, чем теплопроводность капсулирующей массы в прототипе. Проведенное описанным способом капсулирование обмоток электродвигателей позволило, как показали предварительные эксперименты, снизить в среднем температуру перегрева обмотки по сравнению с прототипом более чем в 2 раза, что способствовало значительному улучшению качества обмоток. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологии капсулирования обмоток электрических машин.

Известен способ капсулирования обмоток электродвигателей, основанный на заполнении пространства между наружной поверхностью лобовых частей обмотки и корпусом электродвигателя капсулирующей теплопроводящей массой [1].

Недостатком аналога является низкая теплопроводность капсулирующей массы, что затрудняет отвод тепла из обмотки в магнитный сердечник и в окружающую среду.

Наиболее близкий к заявляемому является способ, описанный в авторском свидетельстве [2].

Способ-прототип основан на заполнении пространства между наружной поверхностью лобовых частей обмотки и корпусом электродвигателя капсулирующей массой, содержащей металлические гранулы и теплопроводящий связующий состав, при котором металлические гранулы вводят в указанное пространство и поворачивают электродвигатель на 180, причем перед заполнением обмотку нагревают пропусканием через нее тока до 110-120°C и обволакивают лобовые части обмотки составом, содержащим мелкодисперсный порошок ферромагнитного материала с удельным объемным сопротивлением не менее 10 Ом×м и связующее, а заполнение осуществляют одновременным введением металлических гранул и теплопроводящего связующего состава, при этом в качестве ферромагнитного материала используют никель-цинковый феррит с относительным его содержанием 75-80 мас.%.

Недостатком способа-прототипа является необходимость введения в капсулирующую массу металлических гранул, например, как в прототипе, из алюминия, которые имеют низкое омическое сопротивление и ухудшают электроизоляционные свойства обмоток.

Кроме того, введения магнитомягких никель-цинковых частиц и алюминиевых гранул не дают существенного увеличения радиальной теплопроводности обмоток и не приводят к значительному улучшению тепла из обмоток при их эксплуатации.

Техническая задача, на которую направлено изобретение, состоит в снижении теплового радиального сопротивления обмотки за счет повышении теплопроводности капсулирующей массы.

Решение указанной технической задачи, на которую направлено изобретение, состоит в том, что в способе капсулирования обмоток электродвигателей, основанном на токовом разогреве обмотки до температуры 110÷120°C и заполнении пространства между наружной поверхностью лобовых частей обмотки и корпусом электродвигателя капсулирующей массой, капсулирующая масса содержит следующие компоненты, мас.%:

- нанотрубки из нитрида бора - 25÷30;

- мелкодисперсный порошок ферромагнитного материала с удельным объемным сопротивлением не менее 10 Ом×м - 10÷15;

- пропиточный компаунд - остальное.

На фиг.1 приведена схема выполнения операций по осуществлению предлагаемого способа.

Выполнение операций по осуществлению способа капсулирования обмоток электродвигателя производится на пропиточно-сушильной установке роторного типа ПОС 4-3 в следующей последовательности.

Токовый разогрев обмоток осуществляют на всех позициях, кроме позиций загрузки (поз. 18) и выгрузки (поз. 17). Подогрев обмоток электродвигателей путем пропускания через них электрического тока (для двигателей 4А112М устанавливают ток 40А).

На позициях 1-6 осуществляют обычную пропитку обмоток пропиточным компаундом, например КП-34. На позиции 7, на которой температура двигателя достигает 110÷120°C, обмотку со магнитным сердечником переводят в горизонтальное положение и проводят обволакивание лобовых частей обмоток двигателя капсулирующей массой, содержащей следующие компоненты, мас.%:

- нанотрубки из нитрида бора - 25÷30;

- мелкодисперсный порошок ферромагнитного материала с удельным объемным сопротивлением не менее 10 Ом×м - 10÷15;

- пропиточный компаунд - остальное.

Введение нанотрубок из нитрида бора в капсулирующую массу обусловлено тем, что указанный материал обладает уникальными свойствами. С одной стороны, он является диэлектриком с объемным сопротивлением порядка (1015÷1016) Ом×м, так как ширина запрещенной зоны у этого материала составляет около 6 эВ. С другой стороны, он обладает рекордно высокой теплопроводностью, на 4 порядка превышающей теплопроводность материала корпусной изоляции, и составляет величину λ=3000 Вт/м×К [3, 4].

Выбор диапазона концентраций нанотрубок из нитрида бора 20-25 мас.% обусловлен следующими соображениями. Чем больше концентрация в пропиточной смеси нанотрубок из нитрида бора, тем выше ее теплопроводность, но при повышении концентрации нанотрубок из нитрида бора за 25 мас.% резко возрастает вязкость смеси, что ухудшает технологические свойства капсулирующей массы. Экспериментально установлено, что оптимальная концентрация нанотрубок из нитрида бора лежит в диапазоне 20-25 мас.%.

Добавка в капсулирующую массу 10-15 мас.% магнитно-мягких мелкодисперсных частиц обусловлена следующими соображениями. При концентрациях магнитно-мягких мелкодисперсных частиц меньше 10 мас.% не происходит полного «запирания» пропиточного состава, проникшего в обмотку при пропитке, и он, в процессе окончательной сушки обмоток, продолжает вытекать из обмотки, ухудшая ее качество. При концентрациях магнитно-мягких мелкодисперсных частиц больше 15 мас.% происходит ухудшение технологических свойств пропиточной смеси, связанное с повышением жесткости состава и снижением его эластичности.

Протекание тока, создающего вокруг обмотки электромагнитное поле, увеличение концентрации магнитно-мягких частиц в пропиточном составе и перемещение струи пропиточного состава перпендикулярно наружной и внутренней поверхностям лобовых частей обмотки приводит к удержанию пропиточного состава в пазовых и лобовых частях обмотки и созданию равномерного покрытия на лобовых частях обмотки.

На позициях 8-16, когда двигатель находится в горизонтальном положении, проводят токовую сушку. На позициях 17-18 проводят разгрузочно-загрузочные операции. На всех позициях за исключением 17-18 двигатели находятся в непрерывном вращении вокруг своей оси.

Для сравнения теплопроводности капсулирующей массы, используемой в прототипе, с теплопроводностью капсулирующей массы, используемой для капсулирования в заявляемом способе, были проведены исследования. Для исследования были подготовлены образцы из капсулирующей массы, используемой в прототипе, содержащие 75 мас.% никель-цинкового порошка, 5 мас.% алюминиевой пудры, используемой в качестве металлических гранул, и 20 мас.% компаунда КП-34. Для сравнения были изготовлены образцы из капсулирующей массы, используемой в заявляемом способе, которые содержали, мас.%:

- нанотрубки из нитрида бора - 28;

- мелкодисперсный порошок ферромагнитного материала с удельным объемным сопротивлением не менее 10 Ом×м - 12,5.

Результаты исследований приведены в табл. 1.

Исследования теплопроводности образцов капсулирующей массы с различным содержанием наполнителей проводили на приборе LFA447 при температуре 25°C. Экспериментально определяемой характеристикой тепловых свойств образцов являлась их температуропроводность, используя которую определяли их теплопроводность. Измерение температуропроводности было основано на методе вспышки. Данный метод удовлетворял требованиям ГОСТ 8.140.-82 и ГОСТ 8.141-75.

В исходном состоянии компаунд КП-34 имел теплопроводность λ=0,28 Вт/м×К.

Как следует из таблицы 1, теплопроводность капсулирующей массы в заявляемом способе в 5,9 раз выше, чем теплопроводность капсулирующей массы в прототипе.

Проведенное описанным способом капсулирование обмоток электродвигателей позволило, как показали предварительные эксперименты, снизить в среднем температуру перегрева обмотки, по сравнению с прототипом, более чем в 2 раза, что способствовало значительному улучшению качества обмоток.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №847450, кл. Н02К 15/08, 1979.

2. А.С. №1399859. Способ капсулирования обмоток электродвигателей. // Г.В. Смирнов, С.Ш. Щерб // - Опубл. 30.05.88 Бюл. №20 (Прототип).

3). http://postnauka.ru/faq/39530.

4). http:////scientific.ru/journal/news/n291101b.html.

Способ капсулирования обмоток электродвигателей, основанный на токовом разогреве обмотки до температуры 110-120°С и заполнении пространства между наружной поверхностью лобовых частей обмотки и корпусом электродвигателя капсулирующей массой, отличающийся тем, что капсулирующая масса содержит следующие компоненты, мас.%:
- нанотрубки из нитрида бора - 25÷30;
- мелкодисперсный порошок ферромагнитного материала с удельным объемным сопротивлением не менее 10 Ом×м - 10÷15;
- пропиточный компаунд - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изолировки пазов якорей электродвигателей. В заявляемом способе изолировки пазов магнитных сердечников якорей микродвигателей электрофоретический состав дополнительно содержит белые нанотрубки из нитрида бора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изолировки пазов якорей электродвигателей. Способ изолировки пазов магнитных сердечников якорей микродвигателей заключается в том, что в электрофоретический состав дополнительно вводят 4÷6 об.% белых нанотрубок из нитрида бора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изолировки пазов статоров электрических машин. Способ изолировки пазов магнитных сердечников статоров микродвигателей включает ввод в электрофоретический состав 4÷6 об.% белых нанотрубок из нитрида бора, после чего состав перемешивают и в указанном составе проводят анафоретическое осаждение диэлектрической пленки на поверхность пазов, после чего магнитный сердечник извлекают из электрофоретического состава, освобождают его от герметичного диэлектрического кожуха, помещают магнитные сердечники в вакуумный термошкаф, создают в нем разрежение 30÷40 Торр и при температуре 40÷50°С сушат осажденную на поверхность пазов пленку в течение 3÷5 мин, затем повышают температуру в термошкафу до 380÷390°С и запекают диэлектрическую пленку в течение 2-3 мин.

Изобретение относится к статору электрической машины и способу изготовления статора. Технический результат заключается в повышении надёжности электрической машины.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изолировки пазов статоров электрических машин. В способе изолировки пазов магнитных сердечников статоров микродвигателей всю поверхность магнитного сердечника, за исключением пазов, закрывают герметическим диэлектрическим кожухом, выполненным из эластичного агрессивно-устойчивого материала, размещают магнитный сердечник в сосуд, в который заливают электрофоретический состав, подводят к торцам магнитного сердечника два электрода, подают на магнитный сердечник положительный потенциал от источника постоянного напряжения, а на электроды подают отрицательный потенциал и проводят электрофоретическое осаждение пленкообразующего вещества, после чего магнитный сердечник извлекают из электрофоретического состава, освобождают его от герметичного диэлектрического кожуха и осаженную на поверхность пазов пленку подвергают термообработке в течение 4-5 мин при температуре 380-390°C.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к обмоткам статора электрических машин, расположенным вокруг зубцов, и может быть использовано в электрических двигателях и генераторах.

Изобретение относится к области электротехники и касается электрических машин, в частности особенностей конструктивного выполнения статоров электрических машин и их сборки.

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения саморегулируемых генераторов с постоянными магнитами. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для изготовления обмоток, используемым для укладки проводников обмотки внутри открытых пазов роторов и статоров, преимущественно силовых электрических машин.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в различных механизмах, где требуется высокая надежность электродвигателя. .

Изобретение относится к изготовлению электрических двигателей, и в частности к концевой заделке обмоток статора. Технический результат - обеспечение способа концевой заделки обмоток статора, приводящего к выравниванию тока и уменьшению асимметрии фаз, а также гармонических возмущений при высокой токовой нагрузке. В способе концевой заделки обмоток статора выполняют формирование обмоток статора для каждой фазы электрического двигателя, включая обмотки статора для первой фазы. При этом оставляют открытыми незаделанные концы обмоток на хвостовике статора. Укладывают диск для концевой заделки обмоток первой фазы поверх хвостовика статора. Укладывают незаделанные первые концы обмоток статора первой фазы в U-образных наконечниках диска для концевой заделки обмоток статора, расположенных под углом на расстоянии друг от друга, обжимают наконечники вокруг первых незаделанных концов обмоток. Прессуют и нагревают обжатые наконечники с оплавлением изоляции на первых обжатых концах обмоток статора первой фазы и созданием электрического соединения между первым диском для концевой заделки обмоток статора и указанными обмотками, а затем повторяют рассмотренные выше операции для каждой из оставшихся фаз электродвигателя. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологии капсулирования обмоток электрических машин. Способ капсулирования обмоток электродвигателей, основан на токовом разогреве обмотки до температуры 110-120°C и заполнении пространства между наружной поверхностью лобовых частей обмотки и корпусом электродвигателя капсулирующей массой. Новым является то, что капсулирующая масса содержит следующие компоненты, мас.: нанотрубки из нитрида бора - 25÷30; мелкодисперсный порошок ферромагнитного материала с удельным объемным сопротивлением не менее 10 Ом×м - 10÷15; пропиточный компаунд - остальное. Теплопроводность капсулирующей массы в заявляемом способе в 5,9 раз выше, чем теплопроводность капсулирующей массы в прототипе. Проведенное описанным способом капсулирование обмоток электродвигателей позволило, как показали предварительные эксперименты, снизить в среднем температуру перегрева обмотки по сравнению с прототипом более чем в 2 раза, что способствовало значительному улучшению качества обмоток. 1 ил., 1 табл.

Наверх