Способ пропитки трансформаторов Советский патент 1980 года по МПК H01F41/02 H01F5/06 

Изобретение относится к области изготовления трансформаторов преимущественно для радиоэлектроники, например анодных и канальных трансформаторов для блоков питания электронной аппаратуры, различных дросселей и т.п. Известен способ пропитки трансформаторов строчной частоты flj HJ27. При изготовлении трансформаторов их обмотки, вьшолненные из эмальпровода, между слоями которых прокладывают крафт-бумагу или пластмассовую пленку, пропитывают методом погружения при пониженном давлении ( 1--2ОО мм рт.ст.) термореактивным лаком без растворите и на основе нет1асыщенного полиэфира и стирола (строение полиэфира и состав пака не указаны). После пропитки обмоток проводят термообработку, при которо лак отверждается. Пропитанные лаком обмотки покрывают термореактивным полиэфирным лаком без растворителя, содержащим 2О-1ОО вес .4. неорганического наполнителя на 10О вес.ч. лака ll. или огнестойким полисилоксаном 21. Покрытие обмоток осутцествл5пот также при пониженном давлении ( 1-2ОО мм рт.ст.), Затем снова проводят термообработку для отверждения внешнего покрытия обмоток. Известен также способ изготовления трансформаторов, заключакяцийся в том, что их обмотки наматывают эмальпроводом (эмальлаки на основе поливинилформаля, композиций полиэфирной и полиуретановой смол, полиэфирной, полиамидной и эпоксидной смол) на каркас из цианэтилированной крафт- или манихпзской бумаги и затем пропитывают при пониженном давлении термореактивньтм ненасыщенным лаком без растворителя, состоящим из 4О-7О вес. ч. сополимера 1,3бутадиена и стирола (4; l), 20-60 вес.ч. ненасьпденного мономера (винилтолуол и/или дивинилбензол) и О,25-1О вес.ч. перекисного катализатора з1. Известный способ изготовления трансформаторов предусматривает пропитку обмоток методом погружения с обязатель-

ным применением пониженного давления (вакуума), что значительно усложняет и удлиняет технологический процесс. Термореактивные лаки , применяемые в известном способе, обладают сравнительно невысокой скоростью отверждения и требуют ступенчатого режима термообработки, что не позволяет использовать их дл прогрессивнойкапельной (струйной) пропитки, обеспечивающей.существенное повышение производительности труда и повышение качества изделий. Длительная рабочая температура трансформаторов, изготовленных по известному способу, не превышает , что обусловлено ограниченной нагревостойкостью используемых термореактивных ненасыщенных лаков без растворителя.

Целью изобретения является повышение нагревостойкости трансформаторов и упрощение технологии путем исключения стадии вакуумирования и сокращения времени термообработки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе пропитки грансформа-торов термореактивным лаком без растворителя с последующей термообработкой в качестве термореактивного лака без растворителя используют полиэфиримидо- эпоксидный лак на основе ненасьшхенного олигоэфиримида общей формулы

dHdo

и

О

ОН

I

-R.j2de . -ОСНгСНСН п 0,1-0,3 эпоксидной смолы, стирола, J2j гоксиэтилметакрилата, ускорителя, ингибитора и органической перекиси или гидроперекиси взятых в следующих соотношениях, вес .ч Ненасыщенный олиго48-50эфиримид Эпоксидная смола 45-47 Стирол -оксиэтилметакрилат0,1-0,3 Ускоритель ОД-0,2 Ингибитор Органическая перекись или гидроперекись В качестве эпоксидной смолы, входящ в состав лака, могут использоваться смо лы днановые, эпоксиноволачные или циклоалифатические. Преимущественно испол зуемые ускорители - нафтенат, октоат или линолеат кобальта. Эффективным ин гибитором, обеспечивающим стабильность ,лака в процессе хранения, может служит П -бензохинон, гидрохинон или п -трет-oCHgdHCH -;бутилкатехин и т.п. Инициатор отверждения лака - органическая перекись или гидроперекись, например третбутилпербензоат, гидроперекиськумола и т.п. Ненасьпценный олигоэфиримид выщеприведенной формулы, составляющий основу лака, является продуктом поликонденсации р -гидроксиэтилметилтетрагидро- фталимида, малеинового ангидрида и выщеназванной эпоксидной смолы. Применение указанного лака позволяет проводить пропитку обмоток погружением при атмосферном давлении даже при изготовлении малогабаритных трансформаторов, обмотки которых выполнены из проводов малых сечений, так как предлагаемый лак обладает улучшенной смачивающей и пропитывающей способностью и проникает в обмотки без применения вакуума за счет капиллярных сил. Повьгше1шая пропитывающая способность лака обусловлена химическим строением составляющего его основу ненасьпцонного олиго: фиримида, т.е.

57

наличием в его структуре фрагментов эпоксидной смолы, содержащих полярные вторичные гидроксильные группы, которы повышают адгезию лака к амальпроводам из которых выполнены обмотки, и к другим конструктивным элементам трансформаторов ,

Высокая ненасыщенность и наличие атомов азота в структуре олигоэфиримида обусловливают повышенную скорость

отверждения лака, что делает его пригодным для пропитки трансформаторов наиболее прогрессивным капельным методом в сочетании с токовой, индукционной или инфракрасной сушкой и, кроме того, позволяет сократить время термообработки трансформаторов, пропитанных методом погружения.

Наличие в структуре ненасьшенного олигоэфиримида имидных циклов обуслрв- ливают повыщенную термостойкость лака поэтому пропитанные им трансформаторы обладают более высокой нагревостойкостью. Длительная рабочая температура таких трансформаторов в зависимости от типа использованного для обмоток эмальпровода составляет 130-18О С.

П р и м е р I. Трансформатор с обмотками, выполненными из винилформалевого эмальпровода марки ПЭВ-2 диамет- ром О,О7-О,1 мм с межслоевыми прокладками из конденсаторной бумаги и межобмоточными прокладками из кабельной бумаги, пропитывают методом погружени в лак без растворителя с вязкостью по вискозиметру ВЗ-4 4О с при 2О С, имеющем следующий состав, вес.ч: Ненасыщенный

олигоэфиримид48

Эпоксидная смола ЭД-2О5

Стирол47

|Ъ -оксиэтилметакрилат5

Нафтенат кобальта0,3

И -бензохинон0,1

ТретбутилпербензоатI

Ненасьпценный олигоэфиримид получаю следующим образом.

В реактор, снабженный мешалкой и термометром, в слабом токе инертного газа помацают 2О9 вес.ч. U -оксиэтилметилтетрагидрофталимида, 98 вес.ч малеинового ангидрида, 0,2 вес.ч. гидрохинона и нагревают реакционную смесь при 180°С в течение I ч, затем охлаждают ее до 9О С и вводят 25О вес.ч. диановой эпоксидной смолы ЭД-2О. По

. окончании экзотерми1еской реакции реакционную смесь выдержугеают при темпера туре не вышо 15О С до достижения кис156

лотного числа не более ЗО мл КОН/г. Полученный олигоэфирмид, содержащий около 5% вторичных гидроксильных груп охлаждают до l2O-t3OC и сливают из реактора в сместитель,куда заранее загружают стирол, ингибированный п -бензохиноном. Охлаждают полученный раствор и вводят в него А -оксиэтилметакрилат, дополнительное количество эпоксидной смолы и ускоритель - нафтенат кобальта в количествах, указанных выше. Инициатор отверждения - третбутилпербензоат вводят в лак непосредственно перед употреблением.

Пропитку проводят при атмосферном давлении в течение 30 мин и температуре в пропиточной ванне 25-35С. Перед пропиткой трансформатор предварительно нагревают до . Пропитанные трансформаторы выдерживают 5-7 мин на воздухе для стекания избытка лака и помещают в сушильную печь с температурой 150-160 С, где выдерживают в течение 30 мин. За это время лак полностью отверждается. Общая длительность процесса пропитки и термообработки - 1,5 ч. Некоторые характеристики трансформатора приведены в таблице. Там же приведены характеристики аналогичного трансформатора, пропитанного в соответствии со способом, изложенным в прототипе, с примением ненасьш1енного термореактивного лака без .растворителя следующего состава, %:

Сополимер 1,3-бутадиена и стирола (4:1)57

Винилтолуол38

Дивинилбензол (50%-ный раствор в стироле)3,8

Перекись бензоила1,2

Режим пропитки и термообработки трансформатора по прототипу следующий Предварительная сушка при 85 С, чI

Пропитка в вакууме, мин10

Выдержка при атмосферном давлении, мин20 Термообработка при 12ОС, чI Термообработка при , чI

Общая длительность процесса пропитк и термообработки составляет 3,5 ч. П р и м е р 2. Трансформатор мотками, выполненными из провода пропитывают капельным (струйным) дом (с токовой сушкой) по следующ режиму: Нагрев трансформатора до 100-12О С, мин Пропитка трансформатора, мин3 Полимеризация лака. при подъеме температуры от 10О-120 с до 17О-180°С , мин Пропитка другой стороны трансформатора, мин3 Полимеризация лака при подъеме температуры от 10О-120°С до 17О-18О С, мин . 7 Общая длительность цикла пропи и термообработки составляет 35 м Для пропитки используют лак растворителя следующего состава, Ненасыщенный олигоэфиримид, содержащий 3% вторичных гидроксильных групп50 Эпоксидная смола ЭД-2210 Ст1фол45 -оксиэтилметакрилат3 Октоат кобальта.О,1 Гидрохинон0,2 Гидроперекись изопропилбензола2 Синтез олигоэфиримдда проводят описано в примере I, но с использ 2ОО вес. ч. эпоксидной смолы ЭДХарактеристики трансформаторов питанных указанным лаком, привед в таблице.

Примерз. Пропитывают трансформатор, обмотки которого выполнены из провода ПНЭТимид, как указано в примере 2. Затем покрывают торцы обмоток шпатлевкой следующего состава, вес.ч,: Лак без растворителя по примеру I,too

КаолинЗО

Тальк10,5

Двуокись гитана7,5

Окись магнияt,5

Формула изобретения

Способ пропитки трансформаторов т мореактивным лаком без растворителя с последующей термообработкой, отличающийся тем, что, с целью повыщения нагревостойкости трансформаторов и упрощения технологии путем исключения стадии вакуумирования и сокращения времени термообработки, в качестве Шпатлевку отверждают, нагревая рансформатор при в течение ,5 ч. Перед сборкой и пропиткой обмоток трансформатора его магнитопровод (витой) пропитывают лаком без растворителя того же состава , что и в примере I. Пропитку осуществляют или методом погружения при атмосферном давлеНИИ1 или капельным методом. Пропитанный магнитопровод обрабатывают при 15О170 С в течение 0,5 ч. Трансформатор имеет повышенную влагостойкость и стабильность электрических характеристик при неблагоприятных условиях эксплуатации, его характеристики приведены в таблице. Длительная рабочая тем14О 155 180 12О пература, С Сопротивление изоляции, Мом, при рабQчeй темпе2О2 167 142 145 ратуре После увлажнения в течение 21 суток при темепратуреи относительной влажности. % - 6О-8О 45-60

979231510

термореактивлого лака без растворителяна основе ненасыщенного олигоэфнримлдп

используют полйэфиримидоэпокскдный лак общей формулы

c:HCo

он

I

-R, где К -СНгСНСН,

А

ЙН,

ОН

О-О-г-О- НгС Н,dHi

он

I

,г-о,л

эпоксидной смолы, стирола, -оксиэгилметакрилата, ускорителя, ингибитора и органической перекиси или гидропереки.си, взятых в следующих соотношениях, вес.ч:

Ненасьпденный

олигоэфиримид48-5О

Эпоксидная смола5-10

Стирол45-47

а-оксиэтилметакрилат3-5

Ускоритель0,1-0,3

Ингибитч рО,1-О,2

Органическая

перекись или

гидроперекись1-2

Источники инфорпации, принятые во внимание при экспертизе

1.Акцептованная заявка Япон1Ш

№ 504854, кл. 56 В 13, опубл. 1975.

2.Акцептованная заявка Японии

№ 5О4853, кл. 56 В 13, опубл. 1975.

3.Патент США № , кл. 336-2О5, опубл. 1966.