Способ определения коэффициента пропитки отверждаемым полимерным составом обмоток электрических машин Советский патент 1992 года по МПК H02K15/12 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам контроля пропитки обмоток электрических машин изоляционными составами.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.;

На фиг.1 представлено сечение обмотки; на фиг.2 - эквивалентная схема электрической емкости об дотки.-:

На фиг.1 обозначены: 1 - провод обмотки, покрытый слоем эмали 2; 3 - корпусная изоляция; 4 - поверхность паза; 5-воздушные полости между обмоткой и корпусной; изоляцией; 6 -: воздушные полости между корпусной изоляцией и поверхностью па$сг; - межвитковые воздушные полости.

Эквивалентную злектрическую емкость обмотки можно представить в виде посяедбвательно соединённых емкости обмотки относительно корпуса Скдп и межвитковой емкости, состоящей из эквивалентной емкости эмалевой изоляции Сэв и эквивалентной емкости воздушных межвитковых полостей

Св8..

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В процессе пропитки обмотки пропиточным составом частично заполняются воздушные полости 5, 6 и 7 (фиг.1). В общем случае степень заполнения пропиточным составом прикорПусных полостей 5 и 6 Отличается от степени заполнения пропиточным составом межвитковых полостей 7. Врезультате того, что объем межвитковых воздушных полостей 7 обмотки практически на порядок меньше объема прикорпусных воздушных полостей 5 и 6. качество пропитки обмоток определяется, в основном, степенью заполненияпропиточным составом меЖвитковых полостей 7 обмотки.

Обозначим Скдп Скпп - емкости обмотки относительно корпуса до пропитки и после нее; Свдп, Свпп - собственные емкости обмотки до пропитки и после нее. Предста вим также эквивалентную собственную емкость межвитковых воздушных полостей Свпп в виде произведения геометрического фактора дв на диэлектрическую проницаемость воздуха ЕВ.

GBB QB CB

В соответствии с фиг.2 и введенными обозначениями собственную ёмкость рбмотки до пропитки можно представить в виде выражения

,(1)

Свдп Сэв .Скдп где Сэв - эквивалентная межвитковая емкость, образованная эмалевой изоляцией провода.

После пропитки и сушки обмотки ее собственная емкость возрастает вследствие того, что диэлектрическая проницаемость пропиточного состава ei больше диэлектрической проницаемости воздуха Св. В процессе пропитки емкость Сэв и геометрический фактор да не изменяются, а изменение собственной емкости в процессе пропитки происходит только за счет заполнения воздушных полостей 5, 6 и 7 обмотки (фиг.1). Поэтому для собственной емкости обмотки после пропитки справедливо выражение (фиг.2)

1 1 ,1 . 1

,1, Сэ

да е

--апп

КПП

где е - диэлектрическая проницаемость статистической смеси в полостях обмотки, образованной частичками пропиточного состава и воздуха. SB Свдп Скдп Скпп Свпп Скдп Скпп В соответствии с формулой / ихтенеккера-Ротера диэлектрическая проницаемость двухкомпонентной смеси, coctoящeй из частиц пропиточного состава и воздуха, может быть определена из выражения

,пе .

(8)

VnVn

где Vn - объем сухого остатка лака в межвитковых полостях;

УП объем межвитковых полостей в об мотке;

Величины Свдп. Сапп. Сэв. да. Скдп. Скпп могут изменяться от обмотки к обмотке в широких пределах. Однако если любую обмотку из однотипных статоров электрической машины погрузить в диэлектрическую пропиточную жидкость с известной диэлектрической проницаемостью 61, симйтировав 100%-ную пропитку, измерить емкости у этой обмотки относительно корпуса до пропитки Скдп и после имитации 100%-ной пропитки Скпп и аналбгично собственные емкости этой Же обмотки в тех же условиях

Свдп, Сапп, ТО отношения

/С

и

КПП

хдп АВ Сапп /Свдп остаются практически постоянными величинами независимо оттого, какие значения принимали величины Свдп, Сэв. да. Скдп до пропитки. Емкость обмотки, у которой симитйрована 1рО%-ная пропитка, может быть найдена из выражения

..l-f3

. -ь. Т - - .

.впп Сэа двС Скпп

Свпп Сэа двег GK

Воспользовавшись выражениями (3) и (1), можно получить после преобразования следующее выражение:

АВ-

AltОдп Эв -Ь Сэв Скдп + дв Сэв

дв 1 Скдп Ак + Сэв Скдп Ак +дъ Cl Сзв1

(4)

Из выражений (1) и (4) можно получить выражения для

Свдп Скдп АК ei (t - АВ) + (Ав - ер.

дв

ei Ак (1 - Аа) - Свдп (Ак - AB)J

(5) Свдп Скдп АК (1 - Аа) El (АВ - l) ,..дд вдп -кдп к Дв; я- 1JJ

АК (ei - АВ) (Одп - Свдп) Qдп 1 (АК - АВ)

(6)

Вычтем левые и правые выражения (1) и (2) и из полученного выражения выразим

е , в результате получим

Скдп (7)

. ел - диэлектрическая проницаемость сухого остатка пропиточного состава; 45ЕВ - диэлектрическая проницаемость

воздуха.

Учитывая, что Св 1. и то, что степень заполнения пропиточным составом межвитковых полостей является коэффициентом 50 пропитки Кпр.- Vfl/Vn выражение (8) можно представить как

1пе Кпр In En.(9)

Из выражения (9) следует Скдп Скпп Свдп Свпп Свдп СвппСкдп Ь Свдп Свпп Скпп Свпп Садп Скпп

In г

Кпо -

In En In л Свдп Скдп Свпп + Свдп Свпп Скпп Ь АК (1 ,... Таким образом, чтобы определить коэффициент пропитки обмотки электрической машины по выражению (11), достаточно измерить у этой обмотки до пропитки и после нее емкости относительно корпуса изделия, собственные емкости обмотки, а также определить в любой другой аналогичной обмотке из партии контролируемых обмоток параметры Ак и АВ. Пример. Определяли коэффициент пропитки Кпр обмоток статоров злектродвигателей 4А112М4 в количестве 5 шт. Измеряли емкости этих обмоток относительно корпуса и собственные емкости обмоток до пропитки и после нее. Измерения осуществляли на Измерителе универсальном R, L, С - Е 7-11 на частоте f 1000 Гц. Обмотку под N:1 погружали а пропиточную жидкость керосин, чем имитировали 100%-ную пропитку. Диэлектрическая проницаемость керосина Б1 2,074. После погружения в диэлектрическую жидкость - керосин емкость обмотки Ns 5 относительно корпуса стала равной Скпп 1436,1 пФ,а собственная емкость Свпп 191,7 пФ. По результатам измерений, проведенным над обмоткой f 1, получили А - 1442 , q. АК - - i ,о /о. 915.3 191.7 142 Остальные обмотки пропитывали компаундом КП-34 и сушили по типовой технологии. Диэлектрическая проницаемость отвержденного пропиточного состава КП-34 Сл 3,23. После пропитки и сушки у обмоток вновь измеряли емкости относительно корпуса Скпп и собственные емкости Свпп. По результатам измерений определяли коэффициент пропитки по способу пропитки Кпрп и по предлагаемому способу Кпрз. In л Свдп Скдп Свпп + Свдп Свпп Скпп (1

Подставив в выражение (7} выражение (10) , (5) И полученное выражение в формулу (10), окончательно получим Скдп Свдп Свпп Скпп 1 Ак (1 АЗ) (Ак АВ) Скдп Свдп АК 1 (1 АВ) + (Ае 1)Скдп Свдп Скпп Свпп Скдп Скпп Скдп Свдп Свпп Скпп l АК (У- АВ) Сддп (АК АВ) Свдп Скдп АК iCl (1 - АВ) Ь (Ае l) Скдп Свдп Скпп Свпп Скдп Ск Свдп (АК АВ) Свпп Скпп Свдп Результаты контроля сведены в таблицуКак следует из таблицы, коэффициенты прояигки, определяемые по способу-прототипу Кпрп и по предлагаемому способу Кпрз, отличаются в 1,7 - 1,9 раза, причем коррекция между ними отсутствует. Таким образом, точность определения коэффициента пропитки по сравнению с прототипом увеличена более чем на 40% и полученный по предлагаемому способу коэффициент пропитки соответствует коэффициенту пропитки межвитковых полостей обмотки, что свидетельствует о более высокой достоверности контроля общей насыщенности обмоток пропиточным составом, чем это следует из способа-прототипа. Формулаизобретения Способ определения коэффициента проп/.тки отверждаемым полимерным составом обмоток электрических машин, при котором у каждой обмотки из данной партии измеряют емкости относительно корпуса до пропитки и после пропитки полимерным составом и сушки, а одну произвольно выбранную обмотку после измерения емкости относительно корпуса до пропитки погружают в пропиточную жидкость с известной диэлектрической проницаемостью, выдерживают до полного эаполнения ею полостей обмотки и измеряют емкость относительно корпуса, не вынимая обмотку из пропиточной жидкости, и по результатам измерений определяют коэффициент пропитки, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, у всех обмоток из данной партии и произвольно выбранной обмотки после каждого из всех упомянутых измерений изменяют их собственные емкости, а коэффициент пропитки определяют по выражению AS) Садп (Ах - АВ) Свпп Скпп Свдп Скдп1

где БЛ -диэлектрическая проницаемость отвержденного пропиточного состава;

Скдп, Скпп - емкости рбмотки относительно корпуса соответственно до и после пропитки полимерным составом и сушки;

Свдп, Свпп -.собственные емкости обмотки соответственно до и после пропитки полимерным составом и сушки;.

1 - диэлектрическая проницаемость пропиточной жидкости;

г

Ак

-кдп

где Скдп , Скпп - емкости произвольно выбранной обмотки относительно корпуса соответственно до пропитки и после выдержки в пропиточной жидкости;

впп

-ВДП

где Свдп , Свпп - собственные емкости произвольно выбранной обмотки соответственно до пропитки и после выдержки в пропиточной жидкости.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам контроля пропитки обмоток электрических машин изоляционными составами. Цель'изобретения -повышение достоверности контроля. У каждой обмотки из данной партии измеряют емкости относительно корпуса и собственные емкости до пропитки и после пропитки полимерным составом и сушки. Одну произвольно выбранную Ьбмртку после измерения емкостм относительно корпуса и собственной емкости до пропитки погружают в пропиточную жидкость с известной диэлектрической проницаемостью, выдерживают до полного заполнения ею полостей обмотки и измеряют собственную емкость и емкость относительно корпуса, не вынимая обмотку из пропиточной жидкости. После этого по результатам измерений определяют коэффициент пропитки по приведенной . формуле. 2 ил.. 1 табл.

Фиг.1

фиг:г