Способ электроосмотической сушки системы изоляции электрических машин Советский патент 1992 года по МПК H02K15/12 

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к сушке изоляции электрических машин, например, асинхронных электродвигателей при их эксплуатации.

Известны следующие способы сушки изоляции:

1.в сушильном шкафу, когда обмотки помещают в термостат и выдерживают при повышенной температуре в течение нескольких часов;

2.индукционный метод, состоящий в помещении статора в полость индуктора, по которому лропускают электрический ток;

3.токовая сушка, когда по обмоткам пропускают электрический ток и за счет потеряв меди обмоток происходит нагрев изолирующих материалов.

Общими недостатками тепловых способов сушки изоляции являются: ускоренный процесс старения изоляции обмоток сопровождающийся усадкой, растрескиванием, короблением, ухудшением магнитных свойств стали, значительный расход электроэнергии, необходимость демонтажа электрических двигателей и транспортировки их к месту сушки.

Известен способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин, при котором прикладывают пульсирующее напряжение, содержащее постоянную и переменную составляющие между проводниками и корпусом машины, подключают положительный полюс источника пульсирующего напряжения к проводникам обмоток, а отрицательный - к корпусу, измеряют частоту повторения импульсов.

Недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает точной настройки и тем самым высокой интенсивности сушки в случае сильного увлажнения ЭД. Это объясняется тем, что при определеfe

VI О

О

о о о

нии резонансной частоты, наложение на изоляцию напряжения, содержащего постоянную и переменную составляющие, может привести к возникновению ложных резо- нансов, так как амплитуда переменной составляющей в приложенном напряжении значительно больше амплитуды переменной составляющей в токе электроосмоса,

Цель изобретения состоит в интенсификации процесса сушки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе электроосмотической сушки системы изоляции электрических машин, при котором между проводниками обмоток и корпусом прикладывают напряжение, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам и отрицательный полюс источника пульсирующего напряжения, последовательно соединенного с указанным источником, к корпусу, в процессе сушки изменяют частоту пульсирующего напряжения, приложение пульсирующего напряжения осуществляют циклами, перед каждым циклом на постоянном напряжении производят контроль спектра тока, выявляют частоту гармоники, имеющей небольшую амплитуду, а частоту пульсирующего напряжения устанавливают равной частоте указанной гармоники.

Согласно теории электролитической диссоциации дипольные молекулы воды окружены ионными оболочками, вместе с которыми образуют комплексы, называемые кластерами. Когда на изоляцию накладывают пульсирующее электрическое поле, то в первую очередь от ионных оболочек освобождаются молекулы тех ионных комплексов, у которых время релаксации соизмеримо с частотой повторения импульсов. В процессе элекгроос- мотического обезвоживания изоляции изменяется энергетический спектр системы за счет уменьшения концентрации ионных комплексов. Это влечет за собой необходимость изменения частоты повторения импульсов пульсирующей составляющей внешнего электрического поля,

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего заявляемый способ.

Пример конкретного выполнения. Заявляемый способ сушки был реализован с помощью заявляемого устройства на ЭД мощностью 1,1 кВт, серии 4А,

Устройство для электроосмотической сушки изоляции ЭД содержит последовательно соединенные блок питания 1, выпрямитель 2, стабилизатор 3, задающий генератор переменной частоты А, модулятор 5, блок измерения б. Кроме того,устройство содержит амплитудно-частотный анализатор спектора 7, блок сравнения частот 8, пороговое устройство 9, блок интегрирования 10, генератор тактовой частоты 11, блок задания программы управления 12, электронный ключ 13, блок контроля сопротивления изоляции 14.

Амплитудно-частотный анализатор спектра тока 7 включает в себя пиковый 0 детектор, схему выборки с запоминанием и формирователь временных интервалов. Блок позволяет выявить колебание тока электроосмоса, максимальное за период времени измерение, измерить длитель- 5 ность переднего фронта этого колебания и, соответственно, частоту наибольшей гармоники, определяющей это колебание.

Блок сравнения частоты 8 представляет собой логическое кодовое устройство срав- 0 нения частот задающего генератора и переменной частоты наибольшей по амплитуде гармонгки.

Логическое пороговое устройство 9 повышает уровень защиты от помех. 5 Блок интегрирования 10 представляет собой преобразователь частоты в линейно возрастающее напряжение с возможностью прерывания режима и фиксации напряжения при постоянном уровне выходного нзпряже- 0 ния в течение цикла.

Генератор тактовой частоты 11 представляет собой генератор с кварцевой стабилизацией и с буферным каскадом на выходе. Блок задания программы управления 12 представ- 5 ляет собой логическое устройство, реализующее прорамму измерение, режим сушки, режим контроля с подрегулкровкой длительности режимов.

Электронный логический ключ 13 ком- 0 мутирует прохождение сигнала с генератора на модулятор в течение режима сушки. Блок контроля сопротивления изоляции 14 включает в себя фильтр низкой частоты и пороговое устройство минимального напря- 5 жения.

Устройство работает следующим образом. Кварцевый генератор 11 вырабатывает тактовую частоту, синхронно которой циклически запускаются все блоки устройства. О Программный блок 12 вырабатывает программу измерение, на период работы которой отключается блок электронный ключ 13 и включается амплитудно-частотный анализатор спектра тока 7 и блок интег- 5 рирования 10. При этом импульсы с генератора переменной частоты 4 на модулятор 5 не поступают, на выходе устройства элехтроосмотической сушки действует постоянное стабилизированное напряжение. С компенсированного измерительного шунта 6 снимается информация о токе электроосмоса, который меняется с собственными частотами спектра. Амплитудно-частотный анализатор тока 7 выделяет колебания с максимальной амплитудой, измеряет длительность и частоту этого колебания и в виде цифрового кода передает информацию на блок сравнения частот 8. Одновременно с началом цикла измерения сигнал с генератора тактовой частоты 11 поступает на блок интегрирования 10 и пропорционально этому сигналу в генераторе переменной частоты 4, управляемом напряжением, формируется периодически импульсный сигнал, который поступает в виде цифрового кода на блок сравнения частот 8. Частота сигнала блока 4 меняется до тех пор, пока не совпадут коды сигналов блока 4 и амплитудно-частотного катализатора спектра тока 7. В этот момент пороговое устройство 9 формирует сигнал остановка интеграто- блока интегрирования 10 и частота сигнала блока 4 фиксируется. Эта частота является конечной информацией режима измерение и равно частоте гармоники, имеющей наибольшую амплитуду в данный момент времени.

Следующий цикл - режим сушки. Блок задания программы управления 12 вырабатывает команду включения электронного клю Ф 13м выключения амплитудно-частотного анализатора спектра тока 7 и блокировки блока интегрирования 10.

Затактом режим сушки идет такт режим контроля. При этом блок задания программы управления вырабатывает сигнал на отключение электронного ключа 13, частичное отключение амплитудно-частотного анализатора спектра тока 7 ч возвращение в исходное состояние блока интегрирования 10 (сброс накопленной информации). При этом блок 3 выдает постоянное напряжение, блок 7 принимает сигнал с блока б, а блок 14 выявляет составляющую тока электроосмоса, несущую информацию о сопротивлении изоляции и срабатывании порогового минимального элемента, соответствующего сопротивлению изоляции более и равном 500 кОм. отключает устройство сушки от сети. Режим сушки окончен. Если 5 пороговое устройство не срабатывает, режим контроль не сопровождается отключением устройства и начинается следующий цикл с режимом измерение.

Заявляемый способ был реализован на 10 ЭД с исходным сопротивлением изоляции равным 80 кОм, установленном в камере влажности со 100-процентной относительной влажностью воздуха. Через 15 минут уровень сопротивления изоляции превысил 5 минимально допустимый нормами для включения в сеть и составил 800 кОм. При этом скорость заявляемого способа сушки в 2-3 раза выше способа, принятого за прототип.

0 Использование предлагаемого способа электроосмотической сушки изоляции ЭД позволяет по сравнению с существующим ускорить процесс обезвоживания и тем самым уменьшить расход электроэнергии.

5

Формула изобретения Способ электроосмотической сушки системы изоляции эпектрических машин, при котором между проводниками обмоток и

0 корпусом прикладывают напряжение, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам и отрицательный полюс источника пульсирующего напряжения, последовательно сое5 диненного с указанным источником, к корпусу, в процессе сушки изменяют частоту пульсирующего напряжения, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, приложение пульсирующего напряжения осуществляют циклами, пе0 ред каждым циклом на постоянном напряжении производят контроль спектра тока, выявляют частоту гармоники, имеющей наибольшую амплитуду, а частоту пульсирующего наряжения устанавливают

5 равной частоте гармоники.

Использование: интенсификация процесса сушки. Сущность изобретения: между проводниками обмоток и корпусом электрической машины прикладывают напряжение, подключая положительный полюс источника постоянного напряжения к проводникам и отрицательный полюс источника пульсирующего напряжения, последовательно соединенного с указанным источником - к корпусу. Приложение пульсирующего напряжения осуществляют циклами, перед каждым циклом на постоянном напряжении производят контроль спектра тока, выявляют частоту гармоники, имеющей наибольшую амплитуду. В процессе сушки изменяют частоту пульсирующего напряжения, устанавливая частоту равной указанной частоте гармоники. 1 ил.

такт