Жице и изолација у електромоторима

Означавање изолације жица за намотаје - спречавање прекида кратког споја. У нисконапонским асинхроним моторима, напон од окрета до завоја је обично неколико волти. Међутим, кратки напонски импулси се јављају приликом укључивања и искључивања, па изолација мора имати велику резерву диелектричне чврстоће. Пригушивање у једној тачки може изазвати електрична оштећења и оштећење читавог намотаја. Напон пробоја изолације намотаја. жице треба да буду неколико стотина волти.

Жице за намотаје се обично израђују од влакана, емајла и емајл изолације.

Влакнасти материјали на бази целулозе имају значајну порозност и високу хигроскопност. Да би се повећала електрична чврстоћа и отпорност на влагу, изолација од влакана је импрегнирана посебним лаком. Међутим, импрегнација не спречава влагу, већ само смањује брзину апсорпције влаге. Због ових недостатака, жице са изолацијом од влакана и емајла тренутно се скоро не користе за намотавање електричних машина.

Жице које се користе за производњу намотаја електромотора

Главне врсте жица са емајл изолацијом које се користе за производњу намотаја различитих електромотора и електрични уређаји, — поливинил ацетал ПЕВ жице и ПЕТВ жице са повећаном отпорношћу на топлоту на полиестерским лаковима... Предност ових жица је у малој дебљини њихове изолације, што омогућава повећање пуњења канала електромотора. ПЕТВ жице се углавном користе за намотаје асинхроних мотора снаге до 100 кВ.

Делови под напоном такође морају бити изоловани од других металних делова електромотора. Пре свега, потребна вам је поуздана изолација жица положених у каналима статора и ротора. У ту сврху користите лакиране тканине и стаклопластике, а то су тканине на бази памука, свиле, најлона и стаклених влакана импрегнисаних лаком. Импрегнација повећава механичку чврстоћу и побољшава изолациона својства лакираних тканина.

Током рада, изолација је изложена различитим факторима који утичу на његове карактеристике. Морају се узети у обзир основно загревање, влажење, механичке силе и реактивне материје у окружењу... Погледајмо утицај сваког од ових фактора.

Како загревање утиче на изолациона својства електромотора

Проток струје кроз жицу праћен је ослобађањем топлоте која загрева електричну машину. Други извори топлоте су губици у челику статора и ротора изазвани дејством наизменичног магнетног поља, као и механички губици услед трења у лежајевима.

Генерално, око 10 - 15% све електричне енергије коју троши мрежа некако се претвара у топлоту, стварајући пораст температуре намотаја мотора изнад околине. Како се оптерећење на осовини мотора повећава, струја у намотајима се повећава. Познато је да је количина топлоте која се ствара у жицама пропорционална квадрату струје, па преоптерећење мотора доводи до повећања температуре намотаја. Како ово утиче на изолацију?

Прегревањем се мења структура изолације и драстично се погоршавају њена својства... Овај процес се зове старење... Изолација постаје ломљива и њена диелектрична чврстоћа нагло опада. На површини се појављују микропукотине, у које продиру влага и прљавштина. У будућности долази до оштећења и сагоревања дела намотаја. Како се температура намотаја повећава, век трајања изолације се драстично смањује.

Класификација електричних изолационих материјала према отпорности на топлоту

Електрични изолациони материјали који се користе у електричним машинама и апаратима, према њиховој отпорности на топлоту, деле се у седам класа. Од тога, пет се користи у асинхроним електромоторима са кавезом до 100 кВ.

Неимпрегнирани целулозни, свила и памучни влакнасти материјали припадају класи И (дозвољена температура 90°Ц), импрегнирани целулозни, свила и памучни влакнасти материјали са изолацијом жице на бази уљаних и полиамидних лакова — до класе А (дозвољена температура 105°Ц ), синтетичке органске фолије са изолацијом жице на бази поливинил ацетата, епоксида, полиестерских смола - до класе Е (дозвољена температура 120°Ц), материјали на бази лискуна, азбеста и фибергласа који се користе са органским везивима и импрегнирајућим једињењима, емајли са повећаном топлотом отпорност — до класе Б (дозвољена температура 130 °Ц), материјали на бази лискуна, азбеста и фибергласа који се користе у комбинацији са неорганским везивима и импрегнирајућим једињењима, као и други материјали који одговарају овој класи — до класе Ф (дозвољена температура 155 ° Ц).

Електромотори су пројектовани тако да при називној снази температура намотаја не прелази дозвољену вредност... Обично постоји мала резерва грејања. Према томе, називна струја одговара загревању нешто испод границе. У прорачунима се претпоставља да је температура околине 40°Ц... Ако електромотор ради у условима за које се зна да је температура увек испод 40°Ц, може бити преоптерећен. Вредност преоптерећења се може израчунати узимајући у обзир температуру околине и термичка својства мотора. Ово се може урадити само ако је оптерећење мотора строго контролисано и можете бити сигурни да не прелази израчунату вредност.

Како влага утиче на изолациона својства електромотора

Још један фактор који значајно утиче на век трајања изолације је ефекат влаге. При високој влажности ваздуха на површини изолационог материјала формира се мокри филм. У овом случају, површински отпор изолације нагло опада. Локално загађење доприноси стварању воденог филма. Кроз пукотине и поре, влага продире у изолацију, смањујући је електрична отпорност.

Проводници изоловани влакнима углавном нису отпорни на влагу. Њихова отпорност на влагу се повећава импрегнацијом лакова. Изолација емајла и емајла је отпорнија на влагу.

треба напоменути да брзина влажења значајно зависи од температуре околине... При истој релативној влажности, али при вишој температури, изолација се влажи неколико пута брже.

Како механичке силе утичу на изолациона својства електромотора

Механичке силе у намотајима настају услед различитих топлотних проширења појединих делова машине, вибрација кућишта и при покретању мотора. Обично магнетно коло загрева мање од бакарних калемова, њихови коефицијенти експанзије су различити. Као резултат тога, бакар се при радној струји издужује за десетину милиметра више од челика. То ствара механичке силе унутар жлеба машине и померање жица, што изазива хабање изолације и стварање додатних празнина у које продиру влага и прашина.

Креирају се почетне струје, 6 — 7 пута веће од номиналних електродинамички напорисразмерно квадрату струје. Ове силе делују на калем, изазивајући деформацију и померање његових појединачних делова.Вибрације кућишта такође изазивају механичке силе које смањују чврстоћу изолације.

Испитивања мотора на клупи су показала да се са повећаним убрзањима вибрација, дефект изолације намотаја може повећати 2,5 — 3 пута. Вибрације такође могу изазвати убрзано хабање лежајева. Осцилације мотора могу настати због неусклађености осовине, неравномерног оптерећења, неравномерног ваздушног зазора између статора и ротора и неравнотеже напона.

Утицај прашине и хемијски активних медија на изолациона својства електромотора

Ваздушна прашина такође доприноси погоршању изолације. Чврсте честице прашине уништавају површину и, таложењем, контаминирају је, што такође смањује електричну снагу. Ваздух индустријских просторија садржи нечистоће хемијски активних супстанци (угљен-диоксид, водоник-сулфид, амонијак итд.). У хемијски агресивним срединама, изолација брзо губи своја изолациона својства и пропада. Оба фактора, допуњујући једни друге, значајно убрзавају процес уништавања изолације. Да би се повећала хемијска отпорност намотаја, у електромоторима се користе посебни импрегнирајући лакови.

Сложено дејство свих фактора на намотаје електромотора

Намотаји мотора су често изложени истовременим ефектима загревања, влажења, хемијских компоненти и механичког оптерећења. Ови фактори могу да варирају у зависности од природе оптерећења мотора, услова околине и трајања рада. У машинама са променљивим оптерећењем, грејање може бити доминантан ефекат.У електричним инсталацијама које раде у сточним објектима, најопаснији за мотор је ефекат високе влажности у комбинацији са парама амонијака.

Може се замислити могућност пројектовања таквог мотора да издржи све ове неповољне факторе. Међутим, такав мотор би очигледно био прескуп, јер би захтевао појачање изолације, значајно побољшање његовог квалитета и стварање велике маргине сигурности.

Они се понашају другачије. Да би се обезбедио поуздан рад мотора, користи се систем мера за осигурање стандардног радног века. Пре свега, због употребе квалитетнијих материјала побољшавају техничке карактеристике мотора и његову способност да издржи дејство фактора који уништавају изолацију. побољшати опрема за заштиту мотора… Коначно, они пружају подршку за благовремено отклањање кварова који могу довести до пада у будућности.