Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте тяговых электрических машин.
Анализ статистических данных о надежности узлов и деталей оборудования электровозов в условиях эксплуатации показал, что большая доля отказов приходится на тяговые электрические машины из-за выхода из строя по пробою изоляции.
Наиболее опасно для изоляции увлажнение, оно приводит к снижению электрического сопротивления.
Обеспечение правильных режимов сушки изоляции позволяет существенно повысить надежность и долговечность эксплуатации обмоток.
Для удаления влаги из изоляции обмоток электрооборудования предложено ряд устройств и средств.
Известно устройство для сушки изоляции обмоток электродвигателя (патент РФ №2266603, МПК H02K 15/12, дата подачи заявки 2004.04.22).
Устройство содержит коммутационный блок, выход которого соединен с входом блока питания, к выходу которого подключен первый вход блока контроля температуры, второй вход которого соединен с выходом обмоток электродвигателя, а выход - с входом коммутационного блока и блока регулирования тока нагрузки.
Устройство имеет тиристорный низковольтный источник выпрямленного тока и имеет выходы: первый - от коммутационного блока, второй - от блока контроля температуры, третий - от блока регулирования тока нагрузки, и выходы: первый - для соединения со сходом обмоток электродвигателя, а второй - со входом блока контроля тока и напряжения, причем вход блока регулирования тока нагрузки подключен к выходу блока питания.
Предложенное устройство направлено на автоматическое регулирование теплового режима при сушке изоляции обмоток электрических машин и не дает описания конструкции устройства для сушки изоляции обмоток электрических машин.
Известно «Устройство для сушки изоляции» («Инструкция по подготовке к работе и техническому обслуживанию электровозов в зимних и летних условиях». Утверждена 10.04.2001 г. № ЦТ-814).
Согласно инструкции устройство для сушки изоляции обмоток электрических машин включает электрокалорифер с патрубками (входным и выходным), вентилятор с регулирующей заслонкой (шибер) на входе, пульт автоматического управления.
При калориферной сушке изоляции обмоток электрических машин температура поверхности изоляции превышает температуру ее внутренних слоев.
При соприкосновении с горячим воздухом влага на поверхности быстро испаряется и уносится воздушным потоком. Испарение создает перепад влагосодержания между поверхностью и внутренними слоями изоляции обмоток тяговых двигателей, тем самым вызывает перемещение влаги к поверхности и удаление ее потоком воздуха.
К недостаткам следует отнести, что в устройстве не регулируется температурный режим. Температурный режим сушки изоляции должен меняться.
Наиболее близким аналогом является «Установка для сушки изоляции обмоток электрических машин» (описание изобретения к патенту №2398340, МПК H02K 15/12, опубликовано 27.08.2010).
Сущность данного изобретения заключается в том, что установка для сушки обмотки тяговой электрической машины содержит камеру для сушки изоляции обмоток, устройство для нагрева воздуха.
Камера для сушки изоляции оснащена угольными фильтрами, в ней установлены датчики автоматической системы управления температурным режимом, датчик измерения сопротивления изоляции автоматической системы контроля за сопротивлением изоляции, а устройство для нагрева воздуха снабжено гибкими композиционными электронагревателями.
В данной установке используемый терморегулятор не удовлетворяет ресурсосберегающим режимом управления, температура нагрева не соответствует температуре, подводимой к электрической машине. В первом цикле установлена температура 100-90°C, что недостаточно для класса изоляции B, так как увеличивает время процесса сушки и, следовательно, затраты на электроэнергию.
В устройстве для нагрева воздуха не регулируется воздушный поток нагретого и холодного воздуха, подводимого к электрической машине, что также увеличивает затраты на электроэнергию.
В процессе нагрева не контролируется предельно-допустимая скорость нагрева Vпред.доп для данного класса изоляции тяговой электрической машины, что повлияет на механические характеристики изоляции и приведет к выходу из строя.
Предлагаемая установка позволяет произвести сушку изоляции электрической машины ступенями в соответствии с патентом РФ №2011150204, МПК H02K 15/12, заявлен 09.12.2011 г., а также без демонтажа, использовать для нагрева воздуха электрокалорифер и обеспечить своевременное отключение узла нагрева и подачу нагретого воздуха в корпус электрической машины.
Цель предлагаемой установки заключается в проведении технологического процесса сушки изоляции обмоток тяговых электрических машин ступенями и обеспечить своевременное отключение системы нагрева и подачу воздуха в корпус тяговой электрической машины.
Установка для сушки изоляции обмотки тяговых электрических машин содержит узел для нагрева воздуха, узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению и узел для подачи нагретого воздуха. Узел для нагрева воздуха снабжен трубчатыми электронагревателями, управляемыми программируемым терморегулятором с контуром обратной связи по датчику температуры, подключенным к сети, узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению содержит мегаомметр, подключенный измерительными проводами к обмотке тяговой электрической машине с подачей сигнала на терморегулятор для переключения программы и ее шага, узел подачи нагретого воздуха снабжен электродвигателем с вентилятором, который управляется программируемым преобразователем частоты с контуром обратной связи по датчику температуры, гибкой трубой, на конце которой устанавливается насадка с отражателем.
Насадка имеет лопасти, расположенные по винтовой линии, обеспечивающие завихрение подаваемого нагретого воздуха в вентиляционные каналы тяговой электрической машины.
Сущность устройства поясняется чертежами:
На фиг.1 представлена общая схема устройства для сушки обмоток электрических машин.
На фиг.2 - схема насадки гибкой трубы:
а) в поперечном сечении;
б) в продольном сечении.
На фиг.1 представлены корпус тяговой электрической машины 1 с вентиляционными каналами 6.
Система управления технологическим процессом сушки тяговой электрической машины 1 состоит из узла для нагрева, включающего в себя камеру нагрева воздуха 2, программируемый терморегулятор 3, датчик температуры 4, гибкую трубу 5 с насадкой 7; узла подачи нагретого воздуха, который содержит программируемый преобразователь частоты 8 с датчиком температуры 9, электродвигателем 10 с вентилятором 11; узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению в обмотках тяговой электрической машины 1 включает мегаомметр 12 с подключенными измерительными проводами 13 на изоляции 14.
На выходе из корпуса тяговой электрической машины 1 устанавливается патрубок 15 с угольным фильтром 16.
Установка запускается с панели управления 17, на которой имеются кнопка питания 18 и кнопка пуска 19.
«Система управления технологическим процессом сушки» монтируется на тележке 20 со стояночным тормозом 21.
На фиг.2 показана схема расположения лопастей 22 и пазов 23 винтовой насадки 7 гибкой трубы 5 в поперечном сечении «а» и в продольном сечении «б».
В сечении «а» показано, что лопасти 22 расположены равномерно в поперечном сечении и по винтовой линии вдоль насадки 7. На конце насадки 7 закреплен отражатель 24. Датчики температуры 4 и 9 соединены экранированными проводами с системой управления 17. Камера нагрева 2 имеет второй выход с заглушкой 25.
Установка для сушки изоляции 14 работает следующим образом.
Установку ставят на стояночный тормоз ручкой 21, подсоединяют к корпусу тяговой электрической машины 1, измерительные провода 13, гибкую трубу 5 вместе с датчиком температуры 9 к верхнему вентиляционному люку, по которому проходит нагретый воздух.
Включается кнопка пуска 19, запитывается программируемый преобразователь частоты 8, опрашивая датчик температуры 4, и запускает электродвигатель 10 с вентилятором 11 с минимально достаточной частотой, подводя воздух по гибкой трубе 5 для принудительной продувки тяговой электрической машины 1 изоляции 14 холодным воздухом до начала процесса сушки. Подведенный воздух проходит через камеру нагрева 2, поступает по гибкой трубе 5 со скоростью vmax=2·ϑср. Поток воздуха благодаря лопастям 22 насадки, расположенным по винтовой линии, проходя по пазам 23, скручивается в пучок, с увеличением скорости на входе в тяговой электрической машине 1, равной vmax=3,2·ϑср, затем направляется отражателем 24 в вентиляционные каналы 6, пройдя через вентиляционные каналы 6 тяговой электрической машины 1, выходит через угольный фильтр 16 патрубка 15 в атмосферу.
Узел контроля сопротивления изоляции обмотки 14 мегаомметра 12 получает данные с измерительных проводов 13 изоляции обмотки 14, после чего информация перерабатывается, отображаясь на жидкокристаллическом экране, и подается сигнал на программируемый терморегулятор 3 для переключения программы и ее шага.
Полученный сигнал на терморегулятор 3 с датчиком температуры 9 подводит к трубчатым электронагревателям напряжение необходимой для достижения заданной по программе температуры сушки, терморегулятор 3 автоматически выбирает программу сушки по полученному значению сопротивления мегаомметра 12 по измерительным проводам 13, камера нагрева 2 нагревается с учетом предельно допустимой скоростью нагрева Vпред.доп для данного класса изоляции обслуживаемой тяговой электрической машины 1, чтобы не повредить изоляцию.
Данная установка может производить сушку как одной тяговой электрической машины 1 с установленной на выходе из камеры нагрева 2 герметичной заглушкой 25, так и двух тяговых электрических машин 1.
Для улавливания вредных веществ и влаги, выделяемой при сушке тяговой электрической машины 1, на выходе в патрубке 15 установлен угольный фильтр 16.
В случае обрыва датчика температуры 9, 4 или превышения требуемой температуры нагрева установка отключится и прозвучит серена.
Завершение технологического процесса сушки нагретым воздухом происходит, когда сопротивление изоляции обмотки 14 достигнет нормативно-технической документации, затем происходит продувка воздухом без нагрева, что способствует остыванию изоляции, после чего установка отключается.
Предложенное устройство для сушки обмоток электрических машин прошло испытание при проведении текущих ремонтов и технического обслуживания тяговых электродвигателей электровозов.
Эксперимент показал сокращение времени сушки тяговых электрических машин на 20-25% и снижение потребления электроэнергии на 30-35%, а также увеличение срока службы изоляции.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН | 2011 |
|
RU2476975C2 |
УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН | 2009 |
|
RU2398340C1 |
СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И АППАРАТОВ ЛОКОМОТИВОВ | 1993 |
|
RU2037939C1 |
СПОСОБ СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН | 2006 |
|
RU2324278C1 |
УСТАНОВКА И СПОСОБ ПРОПИТКИ ОБМОТОК СТАТОРОВ АСИНХРОННЫХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ | 2008 |
|
RU2361349C1 |
СПОСОБ СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОВОЗА | 2017 |
|
RU2661333C1 |
СПОСОБ СУШКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО СТАТОРОВ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПОГРУЖНЫХ НАСОСОВ, И УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА | 2008 |
|
RU2403513C2 |
ТРЕХЦИКЛОВОЙ АМПЛИТУДНО-ШИРОТНО-ПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН | 2011 |
|
RU2494517C2 |
СПОСОБ ПРОПИТКИ И СУШКИ ЭЛЕКТРОИЗДЕЛИЙ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 1997 |
|
RU2128392C1 |
Устройство для сушки | 1987 |
|
SU1408501A1 |
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте тяговых электрических машин. Анализ статистических данных о надежности узлов и деталей оборудования электровозов в условиях эксплуатации показал, что большая доля отказов приходится на тяговые электрические машины из-за выхода из строя по пробою изоляции. Технический результат заключается в проведении технологического процесса сушки изоляции обмоток тяговых электрических машин ступенями и обеспечении своевременного отключения системы нагрева и подачи воздуха в корпус тяговой электрической машины. Установка для сушки изоляции обмотки тяговых электрических машин содержит узел для нагрева воздуха, узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению и узел для подачи нагретого воздуха. Узел для нагрева воздуха снабжен трубчатыми электронагревателями, управляемыми программируемым терморегулятором с контуром обратной связи по датчику температуры, подключенным к сети. Узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению содержит мегаомметр, подключенный измерительными проводами к обмотке тяговой электрической машины, с подачей сигнала на терморегулятор для переключения программы и ее шага. Узел подачи нагретого воздуха снабжен электродвигателем с вентилятором, который управляется программируемым преобразователем частоты с контуром обратной связи по датчику температуры, гибкой трубой, на конце которой устанавливается насадка с отражателем. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
1. Установка для сушки изоляции обмотки тяговых электрических машин содержит узел для нагрева воздуха, узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению и узел для подачи нагретого воздуха, отличается тем, что узел для нагрева воздуха снабжен трубчатыми электронагревателями, управляемыми программируемым терморегулятором с контуром обратной связи по датчику температуры, подключенным к сети, узел контроля за состоянием изоляции по ее сопротивлению содержит мегаомметр, подключенный измерительными проводами к обмотке тяговой электрической машине с подачей сигнала на терморегулятор для переключения программы и ее шага, узел подачи нагретого воздуха снабжен электродвигателем с вентилятором, который управляется программируемым преобразователем частоты с контуром обратной связи по датчику температуры, гибкой трубой, на конце которой устанавливается насадка с отражателем.
2. Установка для сушки изоляции обмотки тяговых электрических машин отличается тем, что насадка имеет лопасти, расположенные по винтовой линии, обеспечивающие завихрение подаваемого нагретого воздуха в вентиляционные каналы тяговой электрической машины.
УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН | 2009 |
|
RU2398340C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ | 2004 |
|
RU2266603C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН | 2011 |
|
RU2476975C2 |
DE 19525311 A1 16.01.1997 | |||
JPS57136310 A 23.08.1982 |
Авторы
Даты
2015-06-20—Публикация
2013-10-28—Подача