RU2490771C1 - Method to impregnate windings of electrical appliances - Google Patents
Method to impregnate windings of electrical appliances Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490771C1 RU2490771C1 RU2012123080/07A RU2012123080A RU2490771C1 RU 2490771 C1 RU2490771 C1 RU 2490771C1 RU 2012123080/07 A RU2012123080/07 A RU 2012123080/07A RU 2012123080 A RU2012123080 A RU 2012123080A RU 2490771 C1 RU2490771 C1 RU 2490771C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- impregnation
- khz
- impregnating composition
- frequency
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, в производстве статоров электрических машин.The invention relates to electrical engineering and can be used, for example, in the production of stators of electrical machines.
Известен способ пропитки обмоток электрических машин, при котором обмотку и пропиточный состав разогревают до температуры пропитки, погружают одну из лобовых частей обмотки в пропиточный состав, и после появления пропиточного состава на другой лобовой части обмотки извлекают обмотку из состава, поворачивают ее на 180° вокруг вертикальной оси и сушат ее в этом положении [1].A known method of impregnating the windings of electric machines, in which the winding and the impregnating composition is heated to the impregnation temperature, immersed one of the frontal parts of the winding in the impregnating composition, and after the appearance of the impregnating composition on the other frontal part of the winding, the winding is removed from the composition, rotate it 180 ° around the vertical axis and dry it in this position [1].
Недостатком указанного способа является низкое качество пропитки, что связано с тем, что капилляры в обмотке имеют разные диаметры, поэтому скорость проникновения в них пропиточного состава, за счет капиллярных сил различна. Высота, на которую поднимается в каждом капилляре пропиточный состав, по той же причине, также различна. Поэтому межвитковые полости обмотки пропитываются неравномерно. Общий коэффициент пропитки Кпр низок и не превышает величины 0,15. Низкий коэффициент пропитки не позволяет достаточно эффективно устранить дефекты в витковой изоляции, что снижает надежность электрических машин. Кроме того, процесс поднятия пропиточного состава происходит медленно, так как на пропиточный состав действуют две противоположно направленные силы: гравитационная, направленная вниз, и капиллярная - направленная вверх. Так как капиллярная сила относительно мала, то и процесс пропитки происходит медленно, что снижает производительность процесса пропитки.The disadvantage of this method is the low quality of the impregnation, due to the fact that the capillaries in the winding have different diameters, therefore, the penetration rate of the impregnating composition into them due to capillary forces is different. The height to which the impregnating composition rises in each capillary, for the same reason, is also different. Therefore, the inter-turn cavities of the winding are impregnated unevenly. The overall coefficient of impregnation K pr is low and does not exceed 0.15. The low coefficient of impregnation does not allow to effectively eliminate defects in the coil insulation, which reduces the reliability of electrical machines. In addition, the process of raising the impregnating composition occurs slowly, since two oppositely directed forces act on the impregnating composition: gravitational, directed downward, and capillary - upward. Since the capillary force is relatively small, the impregnation process is slow, which reduces the performance of the impregnation process.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ пропитки обмоток электрических машин, описанный в работе [2]. Сущность способа-прототипа заключается в том, что обмотку и пропиточный состав разогревают до температуры пропитки, погружают одну из лобовых частей обмотки в пропиточный состав и после появления пропиточного состава на другой лобовой части обмотки извлекают обмотку из состава, поворачивают ее на 180° вокруг ее вертикальной оси и сушат ее в этом положении. Отличительной особенностью способа-прототипа является то, что погруженную в пропиточный состав лобовую часть обмотки устанавливают на токопроводящий элемент, а к непогруженной лобовой части обмотки подсоединяют электрод и создают между электродом и токопроводящим элементом разность потенциалов.Closest to the claimed method is a method of impregnation of the windings of electrical machines, described in [2]. The essence of the prototype method is that the winding and the impregnating composition are heated to the temperature of the impregnation, immersed one of the frontal parts of the winding in the impregnating composition and after the appearance of the impregnating composition on the other frontal part of the winding, the winding is removed from the composition, rotate it 180 ° around its vertical axis and dry it in this position. A distinctive feature of the prototype method is that the frontal part of the winding immersed in the impregnating composition is mounted on the conductive element, and an electrode is connected to the unloaded immersed frontal part of the winding and a potential difference is created between the electrode and the conductive element.
Способ-прототип лишь частично устраняет недостатки указанного выше способа-аналога, за счет того, что к капиллярной силе добавляется электрическая сила. Эта сила возникает за счет того, что под действием разности потенциалов между токопроводящим элементом, на который установлена погруженная лобовая часть обмотки и электродом, установленным на непогруженную часть обмотки, на частички пропиточного состава начинает оказывать влияние электрическое поле, созданное этой разностью потенциалов. Частички пропиточного состава поляризуются и приобретают электростатический заряд. Приобретенный частичками электростатический заряд начинает взаимодействовать с электрическим полем, созданным разностью потенциалов. За счет этого возникает тянущая электрическая сила, направленная от погруженной лобовой части к непогруженной лобовой части. Эта сила складывается с капиллярными силами, действующими в обмотке, за счет чего процесс перемещения пропиточного состава по обмотке к непогруженной лобовой части ускоряется. Это приводит к значительному повышению производительности пропитки, более полному заполнению пропиточным составом пор и капилляров обмотки, что повышает ее качество.The prototype method only partially eliminates the disadvantages of the above analogue method, due to the fact that electric force is added to the capillary force. This force arises due to the fact that under the influence of the potential difference between the conductive element on which the immersed frontal part of the winding is mounted and the electrode mounted on the unloaded part of the winding, the particles of the impregnating composition begin to be affected by the electric field created by this potential difference. The particles of the impregnating composition are polarized and acquire an electrostatic charge. The electrostatic charge acquired by the particles begins to interact with the electric field created by the potential difference. Due to this, a pulling electric force arises, directed from the submerged frontal part to the submerged frontal part. This force is combined with the capillary forces acting in the winding, due to which the process of moving the impregnating composition along the winding to the unloaded frontal part is accelerated. This leads to a significant increase in the performance of the impregnation, a more complete filling of the pores and capillaries of the winding with an impregnating composition, which increases its quality.
Однако в способе-прототипе остаются по-прежнему те же недостатки, что и в способе-аналоге, только эти недостатки несколько уменьшены. Коэффициент пропитки обмотки Кпр, достигнутый по способу-прототипу не превышает величины 0,24, это свидетельствует о том, что 76% полостей обмотки не заполнены пропиточным составом. Процесс пропитки по способу-прототипу по-прежнему остается длительным, и трудоемким.However, in the prototype method, the same disadvantages as in the analogue method remain, only these disadvantages are somewhat reduced. The coefficient of impregnation of the winding K ol achieved by the prototype method does not exceed 0.24, this indicates that 76% of the cavities of the winding are not filled with an impregnating composition. The impregnation process according to the prototype method is still long and laborious.
Кроме того, для реализации способа-прототипа требуется прикладывать между электропроводящим элементом, на котором установлена погруженная часть обмотки и электродом, установленным на непогруженную часть обмотки высокое напряжение, что требует особых мер по технике безопасности.In addition, to implement the prototype method, it is required to apply a high voltage between the electrically conductive element on which the immersed part of the winding is mounted and the electrode mounted on the unloaded part of the winding, which requires special safety measures.
Техническая задача, на которую направлено настоящее изобретение, заключается в повышении производительности пропитки путем повышения скорости прохождения пропиточного состава по капиллярам обмотки, увеличения проникающей способности пропиточного состава вглубь обмотки, и повышение качества обмотки, за счет увеличения коэффициента пропитки, и более эффективного устранения дефектных участков изоляции провода обмотки.The technical problem to which the present invention is directed is to increase the impregnation performance by increasing the speed of impregnating composition passing through the capillaries of the winding, increasing the penetrating ability of the impregnating composition deep into the winding, and improving the quality of the winding by increasing the impregnation coefficient, and more effectively eliminating defective insulation sections winding wires.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в способе пропитки обмоток электрических машин, при котором обмотку и пропиточный состав разогревают до температуры пропитки, погружают одну из лобовых частей обмотки в пропиточный состав, и после погружения лобовой части обмотки в пропиточный состав в нем одновременно возбуждаются двумя источниками радиальные и продольные колебания, причем радиальные колебания создают ультразвуковым излучателем в низкочастотном диапазоне ультразвука, частота которого лежит выше частоты порога кавитации в диапазоне от 20 кГц до 100 кГц, а интенсивность упомянутого ультразвука лежит в области стабильной кавитации от 1,5 Вт/см2 до 2,5 Вт/см2, а продольные, колебания создаются звуковым излучателем и лежат диапазоне от 8 кГц до 10 кГц.The solution of the technical problem is achieved by the fact that in the method of impregnating the windings of electric machines, in which the winding and impregnating composition are heated to the impregnation temperature, one of the frontal parts of the winding is immersed in the impregnating composition, and after the frontal part of the winding is immersed in the impregnating composition, it is simultaneously excited by two sources of radial and longitudinal vibrations, and radial vibrations create an ultrasonic emitter in the low-frequency range of ultrasound, the frequency of which lies above the frequency the cavitation threshold in the range from 20 kHz to 100 kHz, and the intensity of the aforementioned ultrasound lies in the region of stable cavitation from 1.5 W / cm 2 to 2.5 W / cm 2 , and longitudinal vibrations are created by the sound emitter and lie in the range from 8 kHz up to 10 kHz.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
При капиллярной пропитке ее качество определяется лишь капиллярным эффектом, при помощи которого пропиточный состав по порам и капиллярам, имеющимся в межвитковых и прикорпусных полостях обмотки. Капиллярный эффект зависит от размера пор, материала пор и их состояния, от материала проводов обмотки и корпусной изоляции, от температуры и давления, химического состава пропиточного состава, его вязкости и многих других факторов. При прочих равных условиях капиллярный эффект можно существенно усилить, если в пропиточном составе возбуждать радиальные ультразвуковые колебания. Это возникает за счет того, что радиальная ультразвуковая волна направлена вдоль межвитковых полостей обмотки (от нижней лобовой части пропитываемой обмотки, которая погружена в ванну с пропиточным составом, к ее верхней лобовой части, находящейся вне пропиточного состава).With capillary impregnation, its quality is determined only by the capillary effect, with the help of which the impregnating composition of the pores and capillaries available in the interturn and casing cavities of the winding. The capillary effect depends on the pore size, pore material and their condition, on the material of the winding wires and case insulation, on temperature and pressure, the chemical composition of the impregnating composition, its viscosity and many other factors. Other things being equal, the capillary effect can be significantly enhanced if radial ultrasonic vibrations are excited in the impregnating composition. This occurs due to the fact that the radial ultrasonic wave is directed along the inter-turn cavities of the winding (from the lower frontal part of the impregnated winding, which is immersed in the bath with the impregnating composition, to its upper frontal part, which is outside the impregnating composition).
Поперечные звуковые колебания в пропиточном составе возбуждают для того, чтобы возбудить низкочастотные колебания витков обмотки относительно друг друга, что создает некоторое подобия всасывающего насоса.The transverse sound vibrations in the impregnating composition are excited in order to excite low-frequency oscillations of the windings of the windings relative to each other, which creates some kind of suction pump.
По своей физической природе ультразвук представляет собой упругие волны и в этом он не отличается от звука.By its physical nature, ultrasound is an elastic wave, and in this it does not differ from sound.
Принято считать, что к ультразвуковому диапазону относятся частоты, находящиеся в диапазоне от 20 кГц до 1ГГц. Частоты, находящиеся в диапазоне от 16 кГц до 20 кГц, относятся к слышимому звуку.It is generally accepted that the ultrasonic range includes frequencies in the range from 20 kHz to 1 GHz. Frequencies ranging from 16 kHz to 20 kHz relate to audible sound.
Частоты, лежащие ниже 16 кГц, относятся к инфразвуку, а частоты, лежащие выше 1 ГГц, называют гиперзвуком.Frequencies below 16 kHz are infrasound, and frequencies above 1 GHz are called hypersound.
Область частот ультразвука можно подразделить на три подобласти:The frequency range of ultrasound can be divided into three subregions:
ультразвук низких частот (2×104-105 Гц) - УНЧ;low frequency ultrasound (2 × 10 4 -10 5 Hz) - ULF;
ультразвук средних частот (105-107 Гц) - УСЧ;ultrasound of medium frequencies (10 5 -10 7 Hz) - USCH;
ультразвук высоких частот (107-109 Гц) - УЗВЧ.ultrasound of high frequencies (10 7 -10 9 Hz) - UHF.
В жидких средах под действием ультразвука возникает и протекает специфический физический процесс - ультразвуковая кавитация, обеспечивающий максимальные энергетические воздействия на пропиточный состав.In liquid media, under the action of ultrasound, a specific physical process arises and proceeds - ultrasonic cavitation, which provides maximum energy effects on the impregnating composition.
В ультразвуковой волне во время полупериодов разрежения возникают кавитационные пузырьки, которые резко захлопываются после перехода в область повышенного давления, порождая сильные гидродинамические возмущения в пропиточном составе, за счет чего значительно усиливается эффект проникновения пропиточного состава в межвитковые поры и капилляры.In the ultrasonic wave, during half-periods of rarefaction, cavitation bubbles arise that collapse sharply after transition to the high-pressure region, generating strong hydrodynamic disturbances in the impregnating composition, due to which the effect of penetration of the impregnating composition into inter-turn pores and capillaries is greatly enhanced.
Кавитация производится за счет чередующихся волн высокого и низкого давления, образуемых звуком высокой частоты (ультразвуком).Cavitation is carried out due to alternating waves of high and low pressure formed by high-frequency sound (ultrasound).
Ультразвуковая кавитация - основной инициатор физико-химических процессов, возникающих в жидкости под действием ультразвука, и в частности капиллярных процессов в межвитковых полостях пропитываемых обмоток.Ultrasonic cavitation is the main initiator of the physicochemical processes that occur in a fluid under the influence of ultrasound, and in particular capillary processes in the inter-turn cavities of impregnated windings.
Кавитационные явления в той или иной среде возникают только при превышении ультразвуком порога кавитации.Cavitation phenomena in a given medium arise only when the ultrasound exceeds the cavitation threshold.
Порогом кавитации называется интенсивность ультразвука, ниже которой не наблюдаются кавитационные явления. Порог кавитации зависит от параметров, характеризующих как ультразвук, так и саму жидкость.The cavitation threshold is the intensity of ultrasound, below which cavitation phenomena are not observed. The cavitation threshold depends on the parameters characterizing both ultrasound and the liquid itself.
Для воды и водных растворов пороги кавитации возрастают с увеличением частоты ультразвука и уменьшением времени воздействия.For water and aqueous solutions, the cavitation thresholds increase with increasing ultrasound frequency and decreasing exposure time.
При частотах выше 20 кГц порог нестабильной кавитации находится в диапазоне от 0,3 Вт/см2 до 1 Вт/см2.At frequencies above 20 kHz, the threshold for unstable cavitation is in the range from 0.3 W / cm 2 to 1 W / cm 2 .
Дальнейшее повышение интенсивности до 1,5 Вт/см2 приводит к нарушению линейности колебаний стенок пузырьков. Начинается стадия стабильной кавитации. Диапазон интенсивностей стабильной кавитации лежит в области от 1,5 Вт/см2 до 2,5 Вт/см2. Пузырек сам становится источником ультразвука колебаний. На его поверхности возникают волны, микротоки, электрические разряды.A further increase in intensity to 1.5 W / cm 2 leads to a violation of the linearity of the oscillations of the walls of the bubbles. The stage of stable cavitation begins. The range of intensities of stable cavitation lies in the range from 1.5 W / cm 2 to 2.5 W / cm 2 . The bubble itself becomes a source of ultrasound vibrations. On its surface there are waves, microcurrents, electric discharges.
Увеличение интенсивности ультразвука за величину 2,5 Вт/см2 приводит вновь к стадии нестабильной кавитации. Она характеризуется образованием быстрорастущих парогазовых пузырьков, которые в фазу сжатия мгновенно сокращаются в объеме и схлопываются, т.е. наступает коллапс.An increase in ultrasound intensity beyond 2.5 W / cm 2 again leads to the stage of unstable cavitation. It is characterized by the formation of rapidly growing vapor-gas bubbles, which instantly contract in volume and collapse during the compression phase, i.e. collapse comes.
Наилучшая пропитка обмоток электрических машин возникает в диапазоне стабильной кавитации, возникающей в области низких частот. Поэтому активировать пропиточный состав лучше всего ультразвуком низких частот. Выбор этого диапазона частот обусловлен следующими факторами.The best impregnation of the windings of electrical machines occurs in the range of stable cavitation that occurs in the low-frequency region. Therefore, it is best to activate the impregnating composition with low-frequency ultrasound. The choice of this frequency range is due to the following factors.
Во-первых, частота 20 кГц принята за нижнюю границу возникновения ультразвуковых колебаний. При частотах ниже 20 кГц находится область слышимого звука, и процессы кавитации в этой области не наблюдаются.Firstly, the frequency of 20 kHz is taken as the lower limit of the occurrence of ultrasonic vibrations. At frequencies below 20 kHz, the region of audible sound is located, and cavitation processes in this region are not observed.
Во-вторых в низкочастотной области, лежащей в от 20 кГц до 100 кГц, диапазон интенсивностей ультразвука, в котором наблюдается стабильная кавитация, как это указывалось выше, лежит в области от 1,5 Вт/см2 до 2,5 Вт/см2.Secondly, in the low-frequency region lying in the range from 20 kHz to 100 kHz, the range of ultrasound intensities in which stable cavitation is observed, as indicated above, lies in the region from 1.5 W / cm 2 to 2.5 W / cm 2 .
Область частот, лежащая выше 100 кГц, относится к области средних частот ультразвука. В этой области частот могут возникнуть ряд явлений, которые будут отрицательно сказываться на процессе пропитки. В частности, в этой области частот могут происходить структурные изменения в элементах обмотки, которые могут привести к снижению качества пропитываемого изделия. В этой области частот при определенной интенсивности ультразвука может возникнуть эффект фонтанирования струи активированной жидкости, что также может вызвать нежелательные явления при пропитке. Кроме того, для обеспечения стабильной кавитации в области средних частот, требуются более мощные излучатели ультразвука, чем для создания упомянутой области в диапазоне низких частот. Это обусловлено тем, что порог кавитации возрастает с увеличением частоты ультразвука. Необходимость применения более мощных излучателей в области средних частот, по сравнению с мощностью излучателей в области низких частот, приводит к усложнению и к удорожанию конструкции пропиточных установок.The frequency region lying above 100 kHz refers to the region of medium frequencies of ultrasound. In this frequency range, a number of phenomena can occur that will adversely affect the impregnation process. In particular, in this frequency range, structural changes can occur in the winding elements, which can lead to a decrease in the quality of the impregnated product. In this frequency range, at a certain ultrasound intensity, the effect of a gushing of a jet of activated liquid can occur, which can also cause undesirable effects when impregnated. In addition, to ensure stable cavitation in the mid-frequency region, more powerful ultrasound emitters are required than to create the mentioned region in the low-frequency range. This is due to the fact that the cavitation threshold increases with increasing frequency of ultrasound. The need to use more powerful emitters in the mid-frequency region, compared with the power of emitters in the low-frequency region, leads to a complication and more expensive construction of impregnation plants.
Явления в кавитационном поле приводят к ряду как полезных явлений в процессе пропитки обмоток.The phenomena in the cavitation field lead to a number of useful phenomena in the process of impregnation of the windings.
Во-первых, при воздействии на пропиточный состав ультразвуком в составе возникают знакопеременное звуковое давление, способствующее проникновению жидкости в поры и капилляры обмоток, а также в пропиточном составе возникают быстрые течения: звуковой ветер, кавитация. Интенсификация процесса пропитки, и сопутствующего ей коэффициента диффузии пропиточного состава зависят от значений амплитуды и частоты вынужденных колебаний жидкости. Процесс кавитации, приводит к возрастанию в несколько раз капиллярного эффекта, что способствует интенсификации технологического процесса пропитки, и более глубокому проникновению пропиточного состава в межвитковые и прикорпусные полости обмотки, что в значительной мере повышает качество пропитки обмоток.Firstly, upon exposure to the impregnating composition with ultrasound, an alternating sound pressure arises in the composition, which facilitates the penetration of liquid into the pores and capillaries of the windings, and also fast currents arise in the impregnating composition: sound wind, cavitation. The intensification of the impregnation process, and the accompanying diffusion coefficient of the impregnating composition, depend on the values of the amplitude and frequency of the forced oscillations of the liquid. The cavitation process leads to a several-fold increase in the capillary effect, which contributes to the intensification of the impregnation technological process, and to a deeper penetration of the impregnation composition into the inter-turn and casing cavities of the winding, which significantly improves the quality of impregnation of the windings.
Во-вторых, процесс кавитации, приводит к активному очищению поверхности элементов обмотки (эмалевой изоляции проводов, корпусной изоляции и т.д.) от технологических загрязнений, что способствует более эффективному скрытию пропиточным составом дефектов в витковой и корпусной изоляции, что повышает надежность обмоток.Secondly, the cavitation process leads to the active cleaning of the surface of the winding elements (enamel insulation of the wires, case insulation, etc.) from technological contaminants, which contributes to a more effective concealment of the defects in the coil and case insulation by impregnating composition, which increases the reliability of the windings.
В-третьих, ультразвуковые колебания обеспечивают сверхтонкое диспергирование частиц пропиточного состава (не реализуемое другими способами), увеличивая межфазную поверхность реагирующих элементов. Таков один из механизмов интенсификации процессов в жидких средах.Thirdly, ultrasonic vibrations provide ultrafine dispersion of particles of an impregnating composition (not realized by other methods), increasing the interfacial surface of the reacting elements. This is one of the mechanisms of intensification of processes in liquid media.
В-четвертых, локальное температурное повышение в пропиточном составе под воздействием ультразвука, снижает вязкость пропиточного состава и также улучшает качество пропитки.Fourth, a local temperature increase in the impregnating composition under the influence of ultrasound reduces the viscosity of the impregnating composition and also improves the quality of the impregnation.
Воздействие УЗ с частотой 20-100 кГц характеризуется разделением молекул и ионов с различной массой, искажением формы волны, появлением переменного электрического поля, капиллярно-акустическим и тепловым эффектами, активацией диффузии пропиточного состава в полости обмоток.The influence of ultrasound with a frequency of 20-100 kHz is characterized by the separation of molecules and ions with different masses, distortion of the waveform, the appearance of an alternating electric field, capillary-acoustic and thermal effects, activation of diffusion of the impregnating composition in the cavity of the windings.
При возникновении ультразвукового переменного давления (±5×105 Па) в пропиточном составе, попавшим в межвитковые капилляры обмоток, создаются колебательные тангенциальные смещения пропиточного состава вдоль стенок капилляров, которые переходят в однонаправленное движение раствора вглубь обмотки.When ultrasonic alternating pressure (± 5 × 10 5 Pa) occurs in the impregnating composition, which fall into the inter-turn capillaries of the windings, oscillatory tangential displacements of the impregnating composition along the walls of the capillaries are created, which turn into a unidirectional movement of the solution deep into the windings.
Таким образом, при использовании ультразвука как средства интенсификации процесса пропитки обмоток электрических машин существенное значение имеют микропульсации пропиточного состава, в особенности, если длина волны равна или меньше линейных размеров пор и капилляров в обмотке.Thus, when using ultrasound as a means of intensifying the process of impregnation of the windings of electric machines, micropulsations of the impregnating composition are essential, especially if the wavelength is equal to or less than the linear dimensions of the pores and capillaries in the winding.
Создание инфразвуковых продольных колебаний в пропиточном составе обусловлена следующими причинами.The creation of infrasonic longitudinal vibrations in the impregnating composition is due to the following reasons.
Создаваемые инфразвуковые продольные колебания в пропиточном составе обеспечивает колебания витков в обмотке относительно друг друга. За счет вибраций зазор во всех участках обмотки между витками непрерывно изменяется от нуля до некоторого значения, обусловленного конструктивными особенностями обмотки. В результате динамического изменения зазора пропиточный состав проникает во все части обмотки, поэтому глубина проникновения пропиточного состава в обмотке и вероятность устранения дефектов в витковой и корпусной изоляции обмоток в процессе пропитки существенно возрастает.The created infrasonic longitudinal vibrations in the impregnating composition provides oscillations of the turns in the winding relative to each other. Due to vibrations, the gap in all sections of the winding between the turns continuously changes from zero to a certain value, due to the design features of the winding. As a result of dynamic changes in the gap, the impregnating composition penetrates into all parts of the winding; therefore, the penetration depth of the impregnating composition in the winding and the probability of eliminating defects in the coil and case insulation of the windings during the impregnation process significantly increase.
Наибольшие колебания витков обмотки друг относительно друга можно обеспечить на резонансных частотах витков. Резонансные частоты витков обмоток различны и зависят от конструкции и размеров обмоток. Поэтому следует производить непрерывные изменения частот, каждая из которых действует избирательно на определенные группы витков. Для этих целей диапазон 0,5 кГц-10 кГц является наилучшим, так как резонансные колебания витков обмоток разнообразных электротехнических намоточных изделии лежат в указанном диапазоне частот. Непрерывное, плавное и циклическое изменение частот обеспечивает в обмотке переходной режим, при котором витки колеблются в разнообразных фазах друг относительно друга, что обеспечивает лучшие условия для проникновения пропиточного состава во все участки обмотки. Это приводит к более полному покрытию пленкой пропиточного состава дефектных участков и к более высоким значениям степени заполнения полостей в обмотке пропиточным составом.The greatest oscillations of the winding coils relative to each other can be achieved at the resonant frequencies of the coils. The resonant frequencies of the turns of the windings are different and depend on the design and size of the windings. Therefore, continuous changes in frequencies should be made, each of which acts selectively on certain groups of turns. For these purposes, the range of 0.5 kHz-10 kHz is the best, since the resonant vibrations of the turns of the windings of various electrotechnical winding products lie in the indicated frequency range. A continuous, smooth and cyclical change of frequencies provides a transitional mode in the winding, in which the coils oscillate in various phases relative to each other, which provides better conditions for the impregnation composition to penetrate into all sections of the winding. This leads to a more complete film coating of the impregnating composition of the defective areas and to higher values of the degree of filling of the cavities in the winding with the impregnating composition.
Возбуждение в пропиточном составе ультразвуковых радиальных колебаний и инфразвуковых продольных колебаний позволяет получить совокупный технический эффект, который выражается в заметном повышении скорости и качества пропитки.Excitation in the impregnating composition of ultrasonic radial vibrations and infrasonic longitudinal vibrations allows to obtain the combined technical effect, which is expressed in a noticeable increase in the speed and quality of impregnation.
Пример конкретного выполнения. По предлагаемому способу пропитывались обмотки 5 статоров электродвигателя МВТ-2. Пропитка обмоток осуществлялась лаком МЛ-92. Перед погружением лобовой части пропитываемой обмотки, обмотки и лак МЛ-92 были разогреты до температуры пропитки Ti=90°C. После погружения одной лобовой части обмотки в пропиточный состав в пропиточном составе возбуждались радиальные ультразвуковые колебания, частота которых лежала выше частоты порога кавитации в диапазоне низких частот от 20 кГц до 100 кГц, а интенсивность упомянутого ультразвука лежала в области стабильной кавитации от 1,5 Вт/см2 до 2,5 Вт/см2.An example of a specific implementation. According to the proposed method, the windings of 5 stators of the MVT-2 electric motor were impregnated. The windings were impregnated with ML-92 varnish. Before immersing the frontal part of the impregnated winding, the windings and varnish ML-92 were heated to an impregnation temperature of Ti = 90 ° C. After immersing one frontal part of the winding in the impregnating composition, radial ultrasonic vibrations were excited in the impregnating composition, the frequency of which was higher than the frequency of the cavitation threshold in the low frequency range from 20 kHz to 100 kHz, and the intensity of the mentioned ultrasound lay in the region of stable cavitation from 1.5 W / cm 2 to 2.5 W / cm 2 .
При конкретной реализации заявляемого способа для возбуждения радиальных ультразвуковых колебаний в пропиточном составе был использован индустриальный звуковой процессор «Hielscher Ultrasound Technology UP» марки UIP 1000 hd [3], частота которого составляла 20 кГц, а интенсивность упомянутого ультразвука лежала в области стабильной кавитации и равнялась 2 Вт/см2.For a specific implementation of the proposed method, an industrial sound processor “Hielscher Ultrasound Technology UP” of the UIP 1000 hd brand [3] was used to excite radial ultrasonic vibrations in the impregnating composition, the frequency of which was 20 kHz, and the intensity of the aforementioned ultrasound lay in the region of stable cavitation and amounted to 2 W / cm 2 .
Для создания продольных инфразвуковых колебаний был использован функциональный генератор /ФГ-100/ [4]A functional generator / FG-100 / [4] was used to create longitudinal infrasonic vibrations.
Генератор звуковой частоты ФГ-100 предназначен для получения гармонических и периодических напряжений треугольной и прямоугольной формы от 0,1 Гц до 100 кГц. Генератор сигналов низкой частоты формирует одновременно три вида сигналов: прямоугольного, треугольного и синусоидального напряжений и обеспечивает выбор любого из перечисленных сигналов и диапазонов частоты. Точная частота генерации обеспечивается за счет создания соответствующего управляющего напряжения на выходе в пределах от 0 до 10 В на нагрузке 8 Ом.The sound generator FG-100 is designed to produce harmonic and periodic voltages of triangular and rectangular shape from 0.1 Hz to 100 kHz. The low-frequency signal generator simultaneously generates three types of signals: rectangular, triangular and sinusoidal voltages and provides a choice of any of the listed signals and frequency ranges. The exact generation frequency is ensured by creating the corresponding control voltage at the output in the range from 0 to 10 V at a load of 8 ohms.
С помощью генератора, при пропитке обмоток статоров электродвигателя МВТ-2, в пропиточном составе возбуждали продольные инфразвуковые волны, которые непрерывно и плавно изменяли от частоты 0,5 кГц до частоты 10 кГц, причем указанные частоты изменяли циклично от 0,5 кГц до 10 кГц и обратно, от 10 кГц до 0,5 кГц. Генератор обеспечивал плавное и циклическое изменение частоты вибрации витков обмотки. Период развертки частоты выбирают так, чтобы за время пропитки осуществлялось 3-4 полных цикла изменения частоты вибрации. На генераторе сигналов устанавливали верхнюю и нижнюю границы частот в пределах выбранного диапазона 0,5 кГц-10 кГц и осуществляли пуск автоматической развертки частоты по заданному закону.Using a generator, when impregnating the windings of the stators of the MVT-2 electric motor, longitudinal infrasonic waves were excited in the impregnating composition, which continuously and smoothly changed from a frequency of 0.5 kHz to a frequency of 10 kHz, and these frequencies were changed cyclically from 0.5 kHz to 10 kHz and vice versa, from 10 kHz to 0.5 kHz. The generator provided a smooth and cyclical change in the frequency of vibration of the winding turns. The frequency sweep period is chosen so that during the impregnation period 3-4 complete cycles of vibration frequency change are carried out. The upper and lower frequency boundaries were set on the signal generator within the selected range of 0.5 kHz-10 kHz and automatic frequency sweep was started according to a given law.
Пропиточный состав на непогруженной лобовой части пропитываемых обмоток появлялся через 2-2,5 минуты после начала пропитки. После появления пропиточного состава на не погруженной лобовой части пропитываемых обмоток они извлекались из пропиточного состава и сушилась при T1=90°C в течение 45 мин и при T2=120°C в течение 5 ч.The impregnating composition on the non-immersed frontal part of the impregnated windings appeared 2-2.5 minutes after the start of the impregnation. After the appearance of the impregnating composition on the non-immersed frontal part of the impregnated windings, they were removed from the impregnating composition and dried at T 1 = 90 ° C for 45 minutes and at T 2 = 120 ° C for 5 hours.
Для сравнения с результатами, полученными по заявляемому способу, со способом-прототипом, было также пропитано 5 статорных обмоток электродвигателя МВТ-2 по способу-прототипу. Пропиточный состав на непогруженной лобовой части пропитываемых по способу-прототипу обмоток появлялся через 4-5 минут после начала пропитки. После появления пропиточного состава на не погруженной лобовой части пропитываемых по способу-прототипу обмоток они извлекались из пропиточного состава и сушилась при T1=90°C в течение 45 мин и при Т2=120°C в течение 5 ч.For comparison with the results obtained by the present method, with the prototype method, 5 stator windings of the MVT-2 electric motor were also impregnated by the prototype method. The impregnating composition on the unfilled frontal part of the windings soaked by the prototype method appeared 4-5 minutes after the start of the impregnation. After the appearance of the impregnating composition on the non-immersed frontal part of the windings soaked in the prototype method, they were removed from the impregnating composition and dried at T 1 = 90 ° C for 45 minutes and at T 2 = 120 ° C for 5 hours
Все пропитываемые обмотки взвешивались до пропитки и после нее, и по разнице весов в каждой пропитываемой обмотке определялся коэффициент пропитки.All impregnated windings were weighed before and after impregnation, and the impregnation coefficient was determined by the difference in weights in each impregnated winding.
Результаты, полученные по заявляемому способу и по способу-прототипу, приведены в таблице.The results obtained by the present method and the prototype method are shown in the table.
Результаты проведенных испытаний, приведенные в таблице, позволяют сделать следующие выводы.The results of the tests given in the table allow us to draw the following conclusions.
Заявляемый способ по сравнению со способом- прототипом позволил:The inventive method in comparison with the prototype method allowed:
- повысить производительность пропитки в 2-2,5 раз;- increase the performance of the impregnation 2-2.5 times;
- обеспечить стабильность качества пропитки, так как разброс коэффициентов пропитки по заявляемому способу существенно ниже разброса коэффициентов пропитки по способу-прототипу;- to ensure stability of the quality of the impregnation, since the spread of the coefficients of impregnation according to the claimed method is significantly lower than the spread of the coefficients of impregnation according to the prototype method;
- повысить коэффициент пропитки в среднем в 1,7 раза.- increase the coefficient of impregnation on average 1.7 times.
Источники информацииInformation sources
1. Рыжов A.M., Наумов С.А., Урусов З.А. Технология пропитки и сушки электрических машин малой мощности. М.: Информэлектро, 1990, с.44. Электротехническая промышленность. Серия 25. Технология электротехнического производства. Обзорная информация. Вып.20.1. Ryzhov A.M., Naumov S.A., Urusov Z.A. Technology of impregnation and drying of low-power electric machines. M .: Informelectro, 1990, p. 44. Electrical industry. Series 25. Technology of electrical production. Overview information. Issue 20.
2. А.с. №1820453 (СССР). Способ капиллярной пропитки обмоток электрических машин / Г.В. Смирнов. - Опубл. в БИ, 07.06.93. Бюл. №21 (Прототип).2. A.S. No. 1820453 (USSR). The method of capillary impregnation of the windings of electric machines / G.V. Smirnov. - Publ. in the BI, 06/07/93. Bull. No. 21 (Prototype).
3. Inquiry from http://www.hielscher.com.3. Inquiry from http://www.hielscher.com.
4. http://td-school.ru/index.php?page=99.4. http://td-school.ru/index.php?page=99.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012123080/07A RU2490771C1 (en) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | Method to impregnate windings of electrical appliances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012123080/07A RU2490771C1 (en) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | Method to impregnate windings of electrical appliances |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2490771C1 true RU2490771C1 (en) | 2013-08-20 |
Family
ID=49163002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012123080/07A RU2490771C1 (en) | 2012-06-04 | 2012-06-04 | Method to impregnate windings of electrical appliances |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2490771C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708070C1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Vibration-oscillation method of impregnation of insulation of electrical machines with periodic pressure change and device for its implementation |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU788287A1 (en) * | 1979-02-16 | 1980-12-15 | Предприятие П/Я А-7376 | Method of repairing thermoreactive insulation of end-face portions of high-voltage electric machine stator winding |
| DE3531039A1 (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-12 | Veser F | Installation having devices for removing and replacing windings of electrical machines |
| US5715590A (en) * | 1993-09-17 | 1998-02-10 | Kollmorgen Corporation | Apparatus for making a slotless electric motor or transducer |
| RU2139621C1 (en) * | 1998-07-30 | 1999-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научная Производственная фирма Диэлектрик" | Method for extracting winding from stator slots when repairing electrical machines (versions) |
| RU2168831C1 (en) * | 2000-05-06 | 2001-06-10 | Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова | Method for extracting winding from stator slots in electrical machine repairs |
| RU2191461C1 (en) * | 2001-05-14 | 2002-10-20 | Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова | Installation for electrothermovacuum recovery and repair of insulation of electrical products |
| EP1763920A1 (en) * | 2004-07-05 | 2007-03-21 | Alstom Technology Ltd | Method for mounting rotor windings with consolidated coils |
| RU2396669C1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Local method of sealing end winding of traction electric machines with compound |
| RU2396670C1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-08-10 | Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" | Method for removing lacquer, insulating coatings of electric motor windings, including submersible electric motors (sem) treated with lacquer |
-
2012
- 2012-06-04 RU RU2012123080/07A patent/RU2490771C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU788287A1 (en) * | 1979-02-16 | 1980-12-15 | Предприятие П/Я А-7376 | Method of repairing thermoreactive insulation of end-face portions of high-voltage electric machine stator winding |
| DE3531039A1 (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-12 | Veser F | Installation having devices for removing and replacing windings of electrical machines |
| US5715590A (en) * | 1993-09-17 | 1998-02-10 | Kollmorgen Corporation | Apparatus for making a slotless electric motor or transducer |
| RU2139621C1 (en) * | 1998-07-30 | 1999-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научная Производственная фирма Диэлектрик" | Method for extracting winding from stator slots when repairing electrical machines (versions) |
| RU2168831C1 (en) * | 2000-05-06 | 2001-06-10 | Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова | Method for extracting winding from stator slots in electrical machine repairs |
| RU2191461C1 (en) * | 2001-05-14 | 2002-10-20 | Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова | Installation for electrothermovacuum recovery and repair of insulation of electrical products |
| EP1763920A1 (en) * | 2004-07-05 | 2007-03-21 | Alstom Technology Ltd | Method for mounting rotor windings with consolidated coils |
| RU2396669C1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ИрГУПС (ИрИИТ)) | Local method of sealing end winding of traction electric machines with compound |
| RU2396670C1 (en) * | 2009-05-04 | 2010-08-10 | Открытое акционерное общество "Сургутнефтегаз" | Method for removing lacquer, insulating coatings of electric motor windings, including submersible electric motors (sem) treated with lacquer |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| РЫЖОВ A.M., НАУМОВ С.А., УРУСОВ З.А. Технология пропитки и сушки электрических машин малой мощности. - М.: Информэлектро, 1999, с.44. Электротехническая промышленность. Серия 25. Технология электротехнического производства. Обзорная информация. Выпуск 20. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2708070C1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-12-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Vibration-oscillation method of impregnation of insulation of electrical machines with periodic pressure change and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2019509111A5 (en) | ||
| RU2490771C1 (en) | Method to impregnate windings of electrical appliances | |
| CN206725368U (en) | A kind of high-frequency electrical magnetic-type vibrator | |
| EP2705906A3 (en) | Ultrasound system, ultrasound generator and method for operating the same | |
| DE11869765T1 (en) | Method for ultrasonic cavity treatment of liquid media | |
| Szmechta et al. | Frequency and time-frequency analysis of acoustic cavitation noise in insulating oils | |
| RU2357810C2 (en) | Cleaning method with application of ultrasonic energy of different frequency | |
| US11065644B2 (en) | Method for exciting piezoelectric transducers and sound-producing arrangement | |
| RU2355878C2 (en) | Method for increasing reservoir recovery | |
| KR20190087009A (en) | Ultrasonic cleaning station using dual frequency | |
| RU2006128046A (en) | ELECTROEROSION SYSTEM FOR PERFORMANCE OF A CAVITY OR SHAPED HOLE IN THE ELEMENT | |
| RU2015151937A (en) | A method of producing composite alloys and installation for its implementation | |
| RU209747U1 (en) | A device for modifying the surface of materials with metal nanoparticles | |
| RU2284437C1 (en) | Method of exciting cavitation on liquid medium | |
| RU2620709C2 (en) | Method of experiment for implementating and monitoring acoustic processes in liquid medium and device for its implementation | |
| RU2774986C1 (en) | Method for obtaining electric resonant vibrations | |
| Khmelev et al. | Specific features of the realization of ultrasonic action in liquid media under excessive pressure | |
| Khmelev et al. | Pulse mode of the electronic generator of the ultrasonic technological apparatus | |
| RU2566259C1 (en) | Device for shock-wave treatment of fibrous materials | |
| RU111033U1 (en) | DEVICE FOR IMPRINTING PRODUCTS WITH LIQUID | |
| JPS61254050A (en) | Insulation treating method for stator for rotary electric machine | |
| RU2011128957A (en) | METHOD FOR CONTROLING PROPERTIES OF LIQUID MEDIA | |
| JPS614214A (en) | Impregnating method of impregnant into coil parts | |
| RU2008127724A (en) | METHOD FOR PRODUCING HEAT AND ELECTRIC ENERGY | |
| Szmechta et al. | Acoustic Spectra of Ultrasound Induced Cavitations in Insulating Oils |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170605 |