СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН Российский патент 2014 года по МПК H02K3/30 H02K15/12 

Описание патента на изобретение RU2504069C1

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.

Похожие патенты RU2504069C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК 2009
  • Мухина Инна Юрьевна
  • Уридия Зинаида Петровна
  • Моисеев Сергей Тарасович
  • Коваленко Виктор Яковлевич
RU2393053C1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ 2004
  • Комарова Валентина Константиновна
  • Доброва Эмилия Константиновна
  • Сидоренко Константин Степанович
  • Евтушенко Юрий Михайлович
  • Биржин Александр Павлович
  • Лебедев Владимир Иванович
RU2291885C2
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПРОПИТОЧНЫЙ КОМПАУНД И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1995
RU2123021C1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ НАГРЕВОСТОЙКИЙ ПРОПИТОЧНЫЙ КОМПАУНД И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 2004
  • Сидоренко Константин Степанович
  • Евтушенко Юрий Михайлович
  • Комарова Валентина Константиновна
  • Биржин Александр Павлович
  • Лебедев Владимир Иванович
RU2294345C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛЮТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ 1973
  • Н. В. Александров, С. Г. Трубачев, В. Г. Огоньков С. Н. Елкин, Д. П. Ершов А. И. Бескакотов
SU365007A1
Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин 1972
  • Александров Николай Васильевич
  • Трубачев Сергей Георгиевич
  • Огоньков Вячеслав Григорьевич
  • Холодовская Рахиль Самойловна
  • Шалимов Владимир Витальевич
  • Потехин Константин Федорович
  • Денисченко Раиса Филипповна
SU474078A1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПРОПИТОЧНЫЙ КОМПАУНД 1992
  • Каплунов И.Я.
  • Сафонов Г.П.
  • Кудряшова С.З.
  • Чекунчикова Р.Н.
  • Коваленко В.Я.
RU2074218C1
Электроизоляционный компаунд 1983
  • Бляхман Ефим Моисеевич
  • Литвинова Марина Алексеевна
  • Гольдман Анатолий Яковлевич
  • Ващенко Вера Семеновна
  • Абаренкова Новелла Николаевна
SU1165696A1
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ПРОПИТОЧНЫЙ КОМПАУНД 1976
  • Каплунов И.Я.
  • Петухова Н.А.
  • Кудряшова С.З.
  • Чекунчикова Р.Н.
  • Брысин Ю.П.
  • Яценко Б.П.
  • Мазепова Л.С.
  • Смирнова Т.А.
SU630895A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 2010
  • Березинец Николай Иванович
  • Евтушенко Юрий Михайлович
  • Огоньков Вячеслав Григорьевич
  • Симонов Дмитрий Валентинович
RU2510119C2

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

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.

Формула изобретения RU 2 504 069 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2504069C1

Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин 1978
  • Огоньков Вячеслав Григорьевич
  • Збарская Людмила Семеновна
  • Александров Николай Васильевич
  • Шагалов Семен Беркович
  • Зернов Борис Павлович
  • Диренко Виталий Григорьевич
  • Ильина Ольга Михайловна
SU748680A1
Способ изготовления изоляции обмоток электрических машин 1972
  • Александров Николай Васильевич
  • Трубачев Сергей Георгиевич
  • Огоньков Вячеслав Григорьевич
  • Холодовская Рахиль Самойловна
  • Шалимов Владимир Витальевич
  • Потехин Константин Федорович
  • Денисченко Раиса Филипповна
SU474078A1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 2008
  • Иванов Владимир Викторович
  • Огоньков Вячеслав Григорьевич
  • Сидоренко Константин Степанович
  • Ященко Сергей Александрович
RU2366060C1
CN 101958594 А, 26.01.26.

RU 2 504 069 C1

Авторы

Прохоров Александр Владимирович

Прохоров Владимир Владимирович

Даты

2014-01-10Публикация

2012-12-05Подача