СПОСОБ СТРУЙНО-КАПЕЛЬНОЙ ПРОПИТКИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2014 года по МПК H02K15/12 

Изобретение относится к электромашиностроению и может быть использовано при изготовлении обмоток статоров электрических машин, трансформаторов, дросселей.

Известен способ пропитки обмоток электрических машин, при котором пропиточный состав через дозирующее устройство подают на лобовые части обмотки и для обеспечения равномерного полива обмотки вращают вокруг собственной оси [1].

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает достаточного скрытия дефектов эмалевой изоляции проводов обмотки проникающим во время пропитки в межвитковые полости пропиточным составом и, кроме того, для подвода тока к обмотке и обеспечения токовой сушки используют скользящие контакты, что усложняет реализацию способа.

Известен способ струйно-капельной пропитки, при котором равномерный полив лобовых частей осуществляют благодаря вращению шланга, через который подается пропиточный состав [2].

Недостатком указанного способа является то, что он также не обеспечивает достаточной скрытия дефектов эмалевой изоляции проводов и, кроме того, для вращения струи пропиточного состава требуется механический привод, что усложняет способ.

Наиболее близким к заявляемому, является струйно-капельный способ пропитки электротехнических изделий, при котором 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 [3].

Недостатками способа-прототипа относительно низкие коэффициенты пропитки обмоток, что снижает их надежность.

Техническая задача, на которое направлено настоящее изобретение, заключается в повышении коэффициента пропитки обмоток.

Задача решается тем, что в способе струйно-капельной пропитки обмоток электротехнических изделий, при котором 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, при этом знак электростатического заряда струи периодически изменяют на противоположный, для чего на высоковольтный электрод подают инвертированные высоковольтные импульсы, длительность каждого из которых равняется периоду вращения струи вдоль лобовой части.

На фиг.1 представлено устройство, реализующее способ. На фиг 2. приведены импульсы электростатической зарядки пропиточного состава. На фиг.1 введены следующие обозначения: 1 - емкость; 2 - электрод; 3 - высоковольтный источник импульсного биполярного напряжения; 4 - пропиточный состав; 5 - лобовая часть обмотки; 6 - электромагнитные катушки; 7 - нижняя лобовая часть.

В емкость 1, выполненную из диэлектрического материала, заполненную пропиточным составом, помещают электрод 2, который соединяют с выходом биполярного импульсного источника высокого напряжения 3. Для вращения струи пропиточного состава, поступающего на лобовую часть обмотки 5, служит комплект катушек 6, подключенных к источнику переменного напряжения. Второй полюс от биполярного импульсного источника высокого напряжения 3 подключен к проводам пропитываемой обмотки, которая подсоединена к земле.

Сущность изобретения заключается в следующем. В способе-прототипе частицы пропиточного состава в струе заряжены одноименным по знаку электростатическим зарядом. Пропиточный состав попадает в межвитковые и прикорпусные полости обмотки, а витки обмотки изолированы друг от друга и от корпуса магнитного сердечника, поэтому в обмотке для заряда отсутствует пути утечки. По мере пропитки в полостях обмотки накапливается электростатический заряд того же знака, который имеет электростатический заряд частиц пропиточного состава струи. Электростатически заряженные частицы одного и того же знака по закону Кулона отталкиваются друг от друга. Поэтому накопление электростатического заряда на лобовых частях и внутри полостей обмотки проводит к тому, что падающие на лобовую часть 5 обмотки частицы струи, имеющие тот же знак, что и знак пропиточного состава в обмотке, начинают отталкиваться от лобовой части 5. Это препятствует процессу пропитки, и приводит к снижению коэффициента пропитки обмотки.

В заявляемом способе наблюдается противоположный процесс. Это происходит следующим образом.

На электрод 2 (фиг.1), помещенный в емкость 1 с пропиточным составом, подают высокое импульсное напряжение с выходом биполярного импульсного источника высокого напряжения 3, относительно провода пропитываемой обмотки, причем импульсы периодически инвертируют. Длительность каждого инвертируемого импульса, равняется периоду вращения струи обмотки вдоль лобовой части (см. фиг.2). При инвертировании импульсов знак электростатического заряда струи периодически изменяется на противоположный. Так как длительность каждого из инвертированного импульса равняется периоду вращения струи вдоль лобовой части 5 (фиг.2), то через каждый оборот струи вдоль лобовой части 5 электростатический заряд струи меняется на противоположный. Это приводит к тому, что частицы пропиточного состава, попавшие на лобовую часть 5 и проникшие в полости обмотки за предыдущий период вращения струи, имея один знак электростатического заряда, притягивают к себе частицы, падающей на лобовую часть струи пропиточного состава, имеющие противоположный заряд. Наряду с этим послойное распределение знака электростатического заряда внутри обмотки, препятствует вытеканию пропиточного состава из обмотки.

Струя заряженного пропиточного состава, проходя сквозь комплект катушек 6, на которые подается переменное напряжение, отклоняется и вращается в этом вращающемся магнитном поле. При этом происходит равномерный полив лобовых частей.

Пример конкретного выполнения. По заявляемому способу и способу-прототипу пропитывались по 5 обмоток статоров электрических машин типа 4А112М.

При пропитке обмоток по способу - прототипу на электрод 2 подавался постоянный положительный потенциал, относительно заземленного провода, величиной +5 кВ.

При пропитке обмоток по заявляемому способу на электрод 2 подавались периодически инвертируемые импульсы, амплитуда которых относительно заземленного провода изменялась от -5 кВ до +5 кВ (см. фиг.2). На комплект катушек 6, подавалось переменное напряжение с амплитудой 30В и частой ϑ=1 Гц. При этом один оборот струи вдоль лобовой части обмоток происходил с периодом Т=1 с. В связи с этим длительность Т_и каждого инвертируемого импульса в заявляемом способе, была равна периоду Т вращения струи вдоль лобовой части Т=Т_и=1 с. Пропитка обмоток осуществлялась компаундом КП-34. По завершению пропитки и сушки обмоток в каждой из них определялся коэффициент пропитки К_пр, под которым понимается отношение массы сухого состава в обмотки m_c оставшегося в обмотке после пропитки и сушки, к предельной массе пропиточного состава то, которую можно разместить в полостях обмотки. Массу пропиточного состава те в каждой обмотке определяют по привесу, взвешивая каждую обмотку до пропитки и после нее. Предельную массу m₀ обычно рассчитывают, используя конструктивные данные обмоток. Коэффициент пропитки характеризует степень насыщенности полостей обмотки пропиточным составом. Именно по этому коэффициенту обычно оценивают качество пропитки обмоток, так как от его величины зависят такие параметры обмоток, степень скрытия дефектных участков межвитковой и корпусной изоляции, тепловые и механические свойства обмоток, их монолитность и влагостойкость. При этом, чем выше коэффициент пропитки, тем лучше упомянутые выше свойства обмоток, и тем выше их надежность.

Коэффициенты пропитки для обмоток, пропитанных по способу-прототипу и по заявляемому способу, приведены в таблице 1

По окончанию сушки оба макета вновь подвергались испытанию на электрическую прочность.

Таблица 1 Значения коэффициентов пропитки По способу-прототипу По заявляемому способу № Кпр № Кпр 1 0,31 1 0,42 2 0,28 2 0,41 3 0,33 3 0,44 4 0,26 4 0,43 5 0,34 5 0,40   Кпр.ср. = 0,30 5 Кпр.ср. = 0,42

Таким образом, заявляемый способ по сравнению со способом-прототипом позволил повысить коэффициенты пропитки обмоток в 1,4 раза.

Используемые источники

1. Авторское свидетельство СССР №699613, кл. H02K 15/12, 1978.

2. Патент ФРГ №2251239, H02K 15/12, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР №1150704. Способ струйно-капельной пропитки обмоток электротехнических изделий. / Г.В. Смирнов, К.Г. Пугачев, Носов и В.М. Федоров. - Опубл. 15.04.85. Бюл. №14 (прототип).

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. Знак электростатического заряда струи периодически изменяют на противоположный, для чего на высоковольтный электрод подают инвертированные высоковольтные импульсы, длительность каждого из которых равняется периоду вращения струи вдоль лобовой части. Заявляемый способ позволяет повысить коэффициенты пропитки обмоток в 1,3-1,4 раза. 2 ил., 1 табл.

Способ струйно-капельной пропитки обмоток электротехнических изделий, при котором 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, отличающийся тем, что знак электростатического заряда струи периодически изменяют на противоположный, для чего на высоковольтный электрод подают инвертированные высоковольтные импульсы, длительность каждого из которых равняется периоду вращения струи вдоль лобовой части.