Спосіб виготовлення багатошарової ізоляції обмоток електричних машин

1. Спосіб виготовлення багатошарової ізоляції обмоток, що полягає в нанесенні на обмотки склослюдовмісних стрічок з подальшим вакуумнагнітальним просоченням компаундами, який відрізняється тим, що багатошарове ізолювання обмотки здійснюють просоченими зв'язуючим засобом склослюдовмісними стрічками, причому щонайменше два шари виконують стрічками, оснащеними полімерною плівкою, а як зв'язуючий засіб для стрічок і як просочувальний засіб для просочення ізольованих обмоток використовують поліефірімідний компаунд в'язкістю 40-100 секунд за віскозиметром ВЗ-4, кількість якого в стрічці складає 2328%. 2. Спосіб за пунктом 1, який відрізняється тим, що затвердіння компаунду в стрічці здійснюють в процесі просочення обмоток. Винахід відноситься до виготовлення обмоток електричних машин, переважно машин постійного струму. Метою винаходу є підвищення електрофізичних характеристик ізоляції, водо- і вологостійкості ізоляції. Відомі численні способи виготовлення ізоляції обмоток електричних машин з просочених склослюдинітових стрічок. Для отримання високих електрофізичних характеристик, Ізоляцію, що виконується з просочених стрічок, після ізолювання для видалення повітря і рівномірного розподілу зв'язуючого засобу необхідно опресувати. Таке опресовування здійснюють різними способами: опресовують механічним шляхом, надягаючи на певні частини обмотки прес-планки, гідростатичним опресовуванням через прес-планки в'язким зв'я зуючим засобом, наприклад, бітумом під тиском. Всі ці способи мають певні недоліки, що погіршують властивості готової ізоляції; особливо це відноситься до полюсних систем і якорів машин постійного струму, де обмотки мають складну форму. Пропонований спосіб дозволяє повністю усунути всі недоліки, властиві цим методам. Для цієї мети в склослюдинітову стрічку вводять як одну з підкладок полімерну плівку. Таким чином отримують багатошарову структуру почергово розміщених шарів плівки і склослюдиніту по товщині ізоляції. Як зв'язуючий засіб у такій структурі мають бути використані композиції без розчинника, які перебувають у в'язко-текучому стані при температурі просочення 50-70°С (в'язкість 50-150 секунд за ВЗ-4), що забезпечує їх переміщення всередині ізоляції. При цьому кількість зв'язуючого засобу в (19) UA (11) 89914 (13) C2 (21) a200900832 (22) 04.02.2009 (24) 10.03.2010 (31) 2008118296 (32) 12.05.2008 (33) RU (46) 10.03.2010, Бюл.№ 5, 2010 р. (72) БІРЖИН АЛЄКСАНДР ПАВЛОВІЧ, RU, КАПИРУЛЯ ВОЛОДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, МЕЛЬНИК ТЕТЯНА МИХАЙЛІВНА, ОГОНЬКОВ ВЯЧЕСЛАВ ГРІГОРЬЄВІЧ, RU (73) БІРЖИН АЛЄКСАНДР ПАВЛОВІЧ, RU, КАПИРУЛЯ ВОЛОДИМИР МИХАЙЛОВИЧ, МЕЛЬНИК ТЕТЯНА МИХАЙЛІВНА, ОГОНЬКОВ ВЯЧЕСЛАВ ГРІГОРЬЄВІЧ, RU (56) UA 11963 C1, 25.12.1996, увесь документ SU 775828 A, 02.11.1980, увесь документ SU 748680 A, 15.07.1980, увесь документ SU 725151 A, 30.03.1980, увесь документ SU 1515269 A1, 15.10.1989, увесь документ SU 1458936 A1, 3 89914 стрічці повинна бути не менше 23% і не більше 30%. Як зв'язуючий засіб використовують поліефірімідні компаунди. Потім обмотку поміщають в просочувальний казан, вакуумують і створюють надлишковий тиск просочувальним засобом. В результаті просочувальний засіб, умовна в'язкість якого становить 40-100 секунд за віскозиметром ВЗ-4 з діаметром сопла 4мм, не проникає в товщу ізоляції, бо перешкодою служить плівка, а опресовує ізоляцію, видаляючи звідти залишки повітря і перерозподіляючи зв'язуючий засіб по товщині ізоляції. Виготовлена таким способом ізоляція має стабільно високі електрофізичні характеристики і підвищену водо- і вологостійкість. Приклад 1 На котушку головного полюса тягового електродвигуна ТЛ-2К наносили 8 шарів склослюдинітової стрічки завтовшки 0,13мм, причому як одну з підкладок застосовували плівку поліетилентерефталату товщиною 20мкм. Як зв'язуючий засіб до стрічки вводили поліефірімідний компаунд в кіль 4 кості 25±1%. Після ізолювання котушку нагрівали до температури 60°С-70°С. Зв'язуючий засіб в ізоляції знижує свою в'язкість і у нього з'являється здатність перерозподілятися по шарах ізоляції. Котушку поміщали в просочувальний казан, де вакуумували і під вакуумом заповнювали казан просочувальним поліефірімідним компаундом в'язкістю 40-100 секунд за В3-4. Створюючи надлиш2 ковий тиск 2-6кгс/см на просочувальний компаунд, забезпечували опресовування ізоляції зусиллям 2-6кгс/см2; в результаті опресовування в процесі ізолювання заповнюються порожнини. Опресовану котушку витягували з казана і піддавали термообробці. Отримувана таким чином ізоляція має добру монолітність, високі електрофізичні характеристики і за рахунок відсутності пористості - високу волого- і водостійкість. Оскільки як зв'язуючий засіб у стрічці і як просочувальний засіб для просочення використовували один і той же компаунд, це також веде до отримання монолітної структури ізоляції. Таблиця 1 Властивості ізоляції виготовленої за новим способом Електрична міцність ізоляції Питомий об'ємний опір, Ом·см, Значення tg при Uвипр обмоток товщиною 1мм, Еміцн, після 100 годин зволоження (во1кВ кВ/мм логість 95-98%) За новим спосо20°С - 2-3% 28-30 2,5·1015-3,5·1015 бом 155°С - 8-10% За відомим спо20°С - 2-3% 22-24 1,0-1014-1,5·1014 собом 155°С - 15-20% Приклад 2 На котушку якоря, виконану з дроту ПЕТВСД, наносили 4 шари склослюдинітової стрічки завтовшки 0,1мм, причому як одну з підкладок використовували поліетилентерефталатну плівку товщиною 8мкм. Як зв'язуючий засіб для просочення стрічки використовували поліефірімідний компаунд в кількості 28±1%. Після ізолювання котушки вкладали в якір і зібраний якір розігрівали до температури 50-60°С, вакуумували, потім під вакуумом казан заповнювали поліефірімідним компаундом в'язкістю 80 секунд за ВЗ-4, створювали надлишковий тиск 4-6кгс/см2 на компаунд повітрям і витримували при такому тиску протягом 2-3 годин. В результаті опресовування ізоляції котушок якоря в процесі просочення відбувається перерозподіл просочувального компаунду, в результаті якого просочується виткова ізоляція а дроту ПЕТВСД, що веде до значного збільшення електричної міцності виткової і корпусної ізоляції. Результати випробувань наведені в таблиці 2. Таблиця 2 Пробивна напруга Електрична міцвиткової ізоляції дро- ність корпусної ту ПЕТВСД (між ізоляції Еміцн, двома провідника- кВ/мм (товщина ми), кВ ізоляції 1мм) За новим способом За відомим способом 15-17 32-34 8-9 22-24 Приклад 3 На котушку якоря наносили різну кількість шарів склослюдинітової стрічки що містять поліімідну плівку товщиною 30мкм. У одному випадку це 1 шар із 4 (інші 3 шари ізолюють стрічкою, що не містить поліімідної плівки), у другому - 2 шари з 4, в третьому всі 4 шари з напівперекриванням. Стрічка просочена зв'язуючим засобом на основі поліефірімідів класу нагрівостійкості Н. Котушки просочували під вакуумом і тиском 6кгс/см2 поліефірімідним компаундом. Після затвердіння на ізоляції котушок визначали електричну міцність. Результати випробувань наведені в таблиці 3. 5 89914 6 Таблиця 3 № п/п 1 2 3 Електрична міцність ізоляції товщиною 1мм, Еміцн, кВ/мм Комбінація ізоляції Значення tg при Uвипр=3кВ і t=155°C 22-24 15-20% 28-30 8-12% 28-30 8-12 3 шари з напівперекриванням склослюдинітової стрічкою без плівки. 1 шар з напівперекриванням склослюдинітовою стрічкою з плівкою 2 шари з напівперекриванням склослюдинітовою стрічкою без плівки. 2 шари з напівперекриванням склослюдинітовою стрічкою з плівкою 4 шари з напівперекриванням склослюдинітовою стрічкою з плівкою Результати випробувань показали, що використання одного з чотирьох шарів ізоляції з плівкою не дозволяє опресовувати ізоляцію, тоді як два і більше шари, що містять плівку, забезпечують опресовування і високі електрофізичні властивості отриманої ізоляції. Приклад 4 Аналогічно прикладу 1, тільки розігрівання і затвердіння здійснювали струмом. При створенні тиску просочувальним компаундом температуру на міді підвищували до 100°С-130°С і витримували при цій температурі 15-20 хвилин. Просочувальний компаунд в цьому випадку заповнює просочувальний казан при температурі 20°С. В цьому випадку зв'язуючий засіб у стрічці за цей час переходить в гелеподібний стан, а компаунд, що оточує котушку, прогрівається на 5°С-10°С. Вилучену котушку піддавали термообробці в термостаті. Властивості ізоляції за прикладом 4 приведені в таблиці 4. Таблиця 4 Властивості ізоляції, виготовленої за новим способом Електрична міцність ізоляції Значення tg при Uвипр обмоток товщиною 1мм, 1кВ Еміцн, кВ/мм За новим спосо20°С - 2-3% 28-30 бом 155°С - 8-10% За відомим спосо20°С - 2-3% 22-24 бом 155°С - 15-20% Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне Питомий об'ємний опір, Ом·см, після 48 годин зволоження (вологість 95-98%) 5-1015 - 7-1015 3-1014 - 5-1014 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601