RU2510564C1 - Method of impregnating coils of electrical machines - Google Patents
Method of impregnating coils of electrical machines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510564C1 RU2510564C1 RU2012130781/07A RU2012130781A RU2510564C1 RU 2510564 C1 RU2510564 C1 RU 2510564C1 RU 2012130781/07 A RU2012130781/07 A RU 2012130781/07A RU 2012130781 A RU2012130781 A RU 2012130781A RU 2510564 C1 RU2510564 C1 RU 2510564C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- impregnation
- impregnating
- jet
- frontal part
- Prior art date
Links
Images
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 ее вертикальной оси и сушат ее в этом положении [1]. Отличительной особенностью способа 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.A known method of impregnating the windings of electrical machines, in which the winding and 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, remove the winding from the composition, rotate it 180 ° around its vertical axis and dry it in this position [1]. A distinctive feature of the 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 non-immersed frontal part of the winding and a potential difference is created between the electrode and the conductive element.
Недостатком указанного способа является то, что коэффициент пропитки обмоток Кпр, пропитанных по указанному способу, не превышает величины 0,24, это свидетельствует о том, что 76% полостей обмотки не заполнены пропиточным составом.The disadvantage of this method is that the coefficient of impregnation of the windings K ol impregnated with the specified method does not exceed 0.24, this indicates that 76% of the cavities of the winding are not filled with an impregnating composition.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ пропитки многовитковой обмотки электрической машины, описанный в [2]. Способ-прототип заключается в подаче на лобовые части обмотки струи пропиточного состава, и в одновременной вибрации обмотки на вибрационном стенде, причем частоту вибрации циклически изменяют непрерывно от минимального до максимального значений.Closest to the claimed method is a method of impregnating a multi-turn winding of an electric machine, described in [2]. The prototype method consists in applying a stream of impregnating composition to the frontal parts of the winding, and simultaneously vibrating the windings on the vibration stand, the vibration frequency being cyclically changed continuously from minimum to maximum values.
Недостатками способа-прототипа является: низкий коэффициент пропитки Кпр, не превышающей величины 0,36, нестабильность значений Кпр от обмотки к обмотке, обусловленная отсутствием контроля пропитки при ее проведении, и вытеканием пропиточного состава из обмотки в процессе ее сушки. Кроме того, пропитка по способу - прототипу не достаточно эффективно устраняет дефектность в витковой изоляции обмотки, и в незначительной мере повышает теплопроводность обмотки, что снижает ее эксплуатационную надежность.The disadvantages of the prototype method are: low coefficient of impregnation K ol not exceeding 0.36, instability of the values of K ol from winding to winding, due to the lack of control of impregnation during its conduct, and leakage of the impregnating composition from the winding during drying. In addition, the impregnation by the method of the prototype does not effectively eliminate the defect in the coil insulation of the winding, and slightly increases the thermal conductivity of the winding, which reduces its operational reliability.
Задача изобретения состоит в снижении разбросов значений коэффициента пропитки Кпр от обмотки к обмотке и повышении его величины, а также повышение эффективности пропитки.The objective of the invention is to reduce the variation in the values of the coefficient of impregnation K CR from winding to winding and increase its value, as well as improving the efficiency of impregnation.
Технический результат достигается тем, что в способе пропитки многовитковой обмотки электрической машины, включающим в себя подачу на лобовые части обмотки тонкой струи пропиточного состава из сопла, на нагретую лобовую часть обмотки, и вовращении струи вдоль лобовой части обмотки, дополнительно перед пропиткой в пропиточный состав добавляют мелкодисперсный ферромагнитный наполнитель, который предварительно дезинтегрируют до размера dфер<10 мкм. Смешивают пропиточный состав с измельченным ферромагнитным наполнителем в соотношении масс.% :(10÷15) ферромагнитных частиц, (90÷85) пропиточного состава, тщательно перемешивают полученную смесь, и заливают ее в пропиточную установку. При этом предварительно перед пропиткой по обмоточным данным рассчитывают предельную массу пропиточной смеси mпр, которую можно разместить в полостях каждой из однотипных обмоток в процессе пропитки. Задают эту массу mпр в весоизмерительном преобразователе, после чего непропитанную обмотку с магнитным сердечником устанавливают на тензодатчики весоизмерительного преобразователя и взвешивают ее совместно с магнитным сердечником. Измеренный вес непропитанной обмотки с магнитным сердечником принимают за нулевой отсчет, для чего в весоизмерительном преобразователе обнуляют показания веса непропитанной обмотки с магнитным сердечником. Затем через выходные провода обмотки подводят к ней греющий ток, которым разогревают обмотку до температуры (80÷90)°С, после чего греющий ток отключают от обмотки, и провод пропитываемой обмотки заземляют. Вводят в сопло электрод и подают на него потенциал, абсолютная величина которого, относительно заземленного провода обмотки, лежит в диапазоне (2÷5) кВ, и осуществляют процесс пропитки каждой из однотипных обмоток. При этом в процессе пропитки частицы пропиточной смеси компаунда с мелкодисперсным ферромагнитным порошком электростатически заряжают, путем пропускания частиц пропиточной смеси вдоль упомянутого электрода. Формируют струю, пропуская электростатически заряженные частицы указанной пропиточной смеси через сопло, на выходе из сопла струю изгибают и вращают. При этом для вращения струи вдоль лобовой части обмотки на выходе из сопла на струю воздействуют вращающимся электромагнитным полем, напряженность которого направлена перпендикулярно оси струи. Амплитуду упомянутой напряженности магнитного поля изменяют по гармоническому закону, добиваясь того, чтобы конец струи пропиточной смеси, падающей на разогретую лобовую часть обмотки описывал траекторию
На фиг.1 изображена схема технологического процесса пропитки по заявляемому способу. На фиг.2 схематически представлена траектория струи вдоль лобовой части обмотки.Figure 1 shows a diagram of the technological process of impregnation according to the claimed method. Figure 2 schematically shows the trajectory of the jet along the frontal part of the winding.
На фиг.1 введены следующие обозначения: 1 - струя пропиточного состава; 2 - сопло; 3 - верхняя лобовая часть обмотки; 4 - пропиточный состав; 5 - кнопка; 6 - блок управления; 7 - нижняя лобовая часть; 8, 9 - тензодатчики; 10 - термоизмеритель; 11 - высоковольтный источник; 12 - весоизмерительный преобразователь; 13 - трехфазное напряжение; 14, 15, 16 - электромагнитные катушки; 17 - высоковольтный электрод; 18 - магнитный сердечник.Figure 1 introduced the following notation: 1 - stream impregnating composition; 2 - nozzle; 3 - upper frontal part of the winding; 4 - impregnating composition; 5 - button; 6 - control unit; 7 - lower frontal part; 8, 9 - strain gauges; 10 - thermometer; 11 - high voltage source; 12 - load transducer; 13 - three-phase voltage; 14, 15, 16 - electromagnetic coils; 17 - high voltage electrode; 18 is a magnetic core.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Пропитка обмоток традиционным струйно-капельным методом включает в себя подачу тонкой струи пропиточного состава из сопла на нагретую лобовую часть обмотки и во вращении пропитываемой обмотки под падающей на нее струей пропиточного состава. Недостатки этой технологии состоят в том, что для ее реализации нужно иметь в наличии электромеханические устройства, при помощи которых нужно вращать пропитываемую обмотку под падающей на ее лобовые части струей пропиточного состава. Эти электромеханические устройства вращения энергозатратны, и создают вокруг себя шумы, опасные для людей. Другим существенным недостатком этой традиционной технологии является то, что пропиточные компаунды обладают относительно низкой теплопроводностью, поэтому затруднен теплоотвод из обмотки в процессе ее эксплуатации в составе электродвигателей, что снижает надежность изделий с обмоткой. Еще одним недостатком традиционной технологии, является то, что в процессе сушки (компаундирования) пропиточного состава в обмотке, он, в начальный период разогрева, резко снижает свою вязкость и начинает интенсивно вытекать из полостей обмотки. Это приводит к снижению коэффициента пропитки обмотки, характеризующего степень насыщенности межвитковых и прикорпусных полостей обмотки пропиточным составом. В свою очередь снижение коэффициента пропитки приводит к ухудшению тепловых и механических свойств обмотки, а также к снижению вероятности скрытия дефектов в витковой и корпусной изоляции обмоток. Все это в значительной мере снижает надежность и долговечность работы обмоток.The impregnation of the windings by the traditional jet-drop method involves feeding a thin stream of impregnating composition from the nozzle to the heated frontal part of the winding and in rotation of the impregnated winding under the impregnating composition impinging stream. The disadvantages of this technology are that for its implementation it is necessary to have electromechanical devices with which it is necessary to rotate the impregnated winding under the impregnating composition falling on its frontal parts. These electromechanical rotation devices are energy-consuming, and create noises around themselves that are dangerous to people. Another significant drawback of this traditional technology is that the impregnating compounds have a relatively low thermal conductivity, therefore, heat removal from the winding during its operation as a part of electric motors is difficult, which reduces the reliability of the products with the winding. Another drawback of traditional technology is that during the drying (compounding) of the impregnating composition in the winding, it, in the initial period of heating, sharply decreases its viscosity and begins to flow out intensively from the winding cavities. This leads to a decrease in the coefficient of impregnation of the winding, which characterizes the degree of saturation of the inter-turn and casing cavities of the winding with an impregnating composition. In turn, a decrease in the impregnation coefficient leads to a deterioration in the thermal and mechanical properties of the winding, as well as to a decrease in the probability of concealment of defects in the coil and case insulation of the windings. All this greatly reduces the reliability and durability of the windings.
На устранение всех этих недостатков и направлено настоящее изобретение. Рассмотрим, за счет каких операций решается поставленная техническая задача.To eliminate all these disadvantages, the present invention is directed. Let's consider, due to what operations the set technical task is solved.
Первое отличие заявляемого способа от традиционной технологии и способа-прототипа, заключается в том, что перед пропиткой в пропиточный состав добавляют мелкодисперсный ферромагнитный наполнитель, в качестве которого используют никель-цинковый ферритовый порошок, обладающий высоким удельным сопротивлением не менее (105-1013) Ом×м, теплопроводность которого выше теплопроводности пропиточного компаунда, который предварительно дезинтегрируют до размера зерна не более 10 мкм (dфер<10 мкм). Смешивают пропиточный состав с измельченным ферромагнитным наполнителем в соотношении масс.%: (10÷15) % ферромагнитных частиц, (90÷85)% пропиточного состава, тщательно перемешивают полученную смесь, и заливают ее в пропиточную установку.The first difference of the proposed method from the traditional technology and the prototype method is that before impregnation, finely dispersed ferromagnetic filler is added to the impregnating composition, using nickel-zinc ferrite powder having a high specific resistance of at least (10 5 -10 13 ) Ohm × m, whose thermal conductivity is higher than the thermal conductivity of the impregnating compound, which is pre-disintegrated to a grain size of not more than 10 μm (d fer <10 μm). The impregnating composition is mixed with the crushed ferromagnetic filler in the ratio of wt.%: (10 ÷ 15)% ferromagnetic particles, (90 ÷ 85)% of the impregnating composition, the resulting mixture is thoroughly mixed, and it is poured into the impregnation unit.
Эта операция необходима для того, чтобы, не снижая электроизоляционных и технологических свойств пропиточного состава, достичь следующих целей:This operation is necessary in order to achieve the following goals without reducing the electrical insulation and technological properties of the impregnating composition:
1 - повысить теплопроводность пропиточного состава;1 - increase the thermal conductivity of the impregnating composition;
2 - придать возможность управления струй пропиточного состава при помощи магнитных полей (изгибание, вращение и вибрирование струи);2 - to give the ability to control the jets of the impregnating composition using magnetic fields (bending, rotation and vibration of the jet);
3 - использовать магнитные свойства пропиточного состава для предотвращения его вытекания из обмотки в процессе ее сушки после пропитки.3 - use the magnetic properties of the impregnating composition to prevent it from flowing out of the winding during drying after impregnation.
Электроизоляционные свойства пропиточного состава сохраняются за счет того, что частицы ферромагнитного никель-цинкового порошка обладает высоким удельным сопротивлением, соразмеримым с удельным сопротивлением пропиточного компаунда.The insulating properties of the impregnating composition are maintained due to the fact that the particles of the ferromagnetic nickel-zinc powder have a high resistivity comparable with the resistivity of the impregnating compound.
Технологические свойства пропиточного состава (вязкость, температура и время компаундирования и др.) сохраняются за счет того, что размер зерна никель - цинкового порошка должен быть не более 10 мкм. Эту величину можно обосновать следующими оценками.The technological properties of the impregnating composition (viscosity, temperature and compounding time, etc.) are maintained due to the fact that the grain size of nickel - zinc powder should be no more than 10 microns. This value can be justified by the following estimates.
Коэффициент заполнения проводом паза обмоток Кз для большинства статоров электродвигателей обмоток лежит в диапазоне 0,6-0,8. Коэффициент заполнения паза проводом обычно задается в конструктивной документации того или иного вида электродвигателей и равняется величинеThe fill factor of the wire groove winding KZ for most stators of the electric motors of the windings is in the range of 0.6-0.8. The slot fill factor with a wire is usually specified in the design documentation of a particular type of electric motor and is equal to
Кз=nSпp/Sпаза,KZ = nS pp / S groove ,
где n - количество проводников в пазу, Sпр - площадь сечения провода, Sпаза - свободная площадь сечения паза.where n is the number of conductors in the groove, S CR is the cross-sectional area of the wire, S groove is the free cross-sectional area of the groove.
Так как коэффициент заполнения паза обмотки проводом К3 в обмотке обычно лежит в диапазоне 0,6-0,8, то на межвитковые полости обмотки приходится доля 0,2-0,3 площади паза.Since the fill factor of the winding groove with the wire K 3 in the winding usually lies in the range of 0.6-0.8, the interturn cavity of the winding accounts for a fraction of 0.2-0.3 of the groove area.
Межвитковые полости представляют собой капилляры, и их количество в пазу можно принять равным количеству проводников т в пазу. В связи с этим средний диаметральный размер межвитковой полости (капилляра) dпол также будет составлять (0,2-0,3) от диаметра провода dпр, т.е. dпол=(0,2-0,3) dпр.The inter-turn cavities are capillaries, and their number in the groove can be taken equal to the number of conductors m in the groove. In this regard, the average diametrical size of the inter-turn cavity (capillary) d floor will also be (0.2-0.3) of the wire diameter d pr , i.e. d floor = (0.2-0.3) d ave
Выбранный размер зерна никель-цинкового порошка должен быть таким, чтобы его можно было использовать при пропитке любых обмоток, в том числе и обмоток электродвигателей, изготовленных из относительно тонкого провода. Струйно-капельный метод пропитки применяется только для электрических машин крупносерийного производства с высотой центров, как правило, более 200 мм. Диаметры dпp используемых обмоточных проводов, для обмоток с упомянутой высотой центров, как правило, больше 0,5 мм. Поэтому за минимальный размер диаметра провода, обмоток, пропитываемых струйным методом, можно принять диаметр провода dпp=0,5 мм. Тогда при самом плотном заполнении паза проводом Кз=0,8, диаметральный размер межвитковой полости будет равенThe selected grain size of the nickel-zinc powder should be such that it can be used when impregnating any windings, including the windings of electric motors made of a relatively thin wire. The drip-jet method of impregnation is used only for large-scale electric machines with a center height of, as a rule, more than 200 mm. The diameters d for used winding wires, for windings with the mentioned center heights, are usually greater than 0.5 mm. Therefore, for the minimum size of the diameter of the wire, windings impregnated with the jet method, you can take the diameter of the wire d pp = 0.5 mm. Then, with the densest filling of the groove with the wire Kz = 0.8, the diametrical size of the inter-turn cavity will be equal to
Для того, чтобы никель - цинковые частицы свободно проходили в межвитковые полости необходимо, чтобы размер dфер зерна никель-цинковых частиц был много меньше диаметра dпол межвитковых полостей. Это условие выполняется при выполнении неравенства dфep<<dпол, или, исходя из выражения (1)To nickel - zinc particles loosely held in cavities interturn necessary that the grain size d fer nickel-zinc particles much smaller than the diameter d interturn floor cavities. This condition is satisfied when the inequality d φep << d floor , or, based on the expression (1)
Неравенство (2) надежно выполняется, если диаметр никель-цинковых частиц по крайней мере не менее, чем на порядок меньше величины 0,1 мм, т.е размер ферромагнитных частиц должен удовлетворять неравенствуInequality (2) is reliably satisfied if the diameter of the nickel-zinc particles is at least not less than an order of magnitude smaller than 0.1 mm, i.e., the size of the ferromagnetic particles must satisfy the inequality
Иными словами размер зерна никель-цинкового феррита должен быть не более 10 мкм.In other words, the grain size of nickel-zinc ferrite should be no more than 10 microns.
Так как теплоотвод из обмотки тем лучше, чем выше ее эквивалентная теплопроводность, которая в значительной мере зависит от теплопроводности пропиточного состава.Since the heat sink from the winding is better, the higher is its equivalent thermal conductivity, which largely depends on the thermal conductivity of the impregnating composition.
Теплопроводность пропиточного состава повышается за счет того, что теплопроводность никель-цинковых частиц (λн=1,08 Вт/м×К), больше теплопроводности компаунда (λн=0,28 Вт/м×К), и смесь композиции пропиточного состава из упомянутых компонентов имеет большую теплопроводность, чем теплопроводность пропиточного компаунда.The thermal conductivity of the impregnating composition is increased due to the fact that the thermal conductivity of nickel-zinc particles (λ n = 1.08 W / m × K) is greater than the thermal conductivity of the compound (λ n = 0.28 W / m × K), and the mixture of the composition of the impregnating composition of the mentioned components has a higher thermal conductivity than the thermal conductivity of the impregnating compound.
Добавка никель-цинкового порошка в пропиточный компаунд, придает струе этого компаунда электромагнитные свойства, что позволяет при помощи электромагнитных полей управлять этой струей: изгибать ее, вращать изогнутую струю, вибрировать струей, что в значительной мере способствует упрощению и повышению эффективности технологии пропитки, так как позволяет избавиться при пропитке от энергоемких электромеханических, шумящих устройств.The addition of nickel-zinc powder to the impregnating compound imparts electromagnetic properties to the jet of this compound, which makes it possible to control this jet using electromagnetic fields: bend it, rotate a curved stream, vibrate with a stream, which greatly contributes to the simplification and increase of the efficiency of the impregnation technology, since allows you to get rid of impregnation of energy-intensive electromechanical, noisy devices.
Если после пропитки обмотки упомянутым композиционным пропиточным составом через провод обмотки пропустить ток, то под действием магнитного поля упомянутого тока, в межвитковых полостях происходит переориентация никель-цинковых частиц, и они группируются таким образом, что создают в межвитковых капиллярах своеобразный электромагнитный затвор, и вытекание пропиточной смеси из обмотки мгновенно прекращается. Это позволяет в процессе компаундирования и сушки пропиточного состава в обмотке после ее пропитки, полностью сохранить весь пропиточный состав, попавший в нее в процессе пропитки. За счет сохранения в обмотке попавшего в нее пропиточного состава удается в значительной мере повысить коэффициенты пропитки обмоток, повысить стабильность значений упомянутых коэффициентов, и, как следствие этого, повысить надежность обмоток.If, after the winding is impregnated with the said composite impregnating composition, the current is passed through the winding wire, then under the influence of the magnetic field of the said current, nickel-zinc particles are reoriented in the inter-turn cavities, and they are grouped in such a way that they create a kind of electromagnetic shutter in the inter-turn capillaries, and the impregnation flows out The mixture from the winding instantly ceases. This allows, in the process of compounding and drying the impregnating composition in the winding after its impregnation, to completely preserve the entire impregnating composition that got into it during the impregnation process. Due to the preservation of the impregnating composition in the winding, it is possible to significantly increase the impregnation coefficients of the windings, increase the stability of the values of the mentioned coefficients, and, as a result, increase the reliability of the windings.
Следующий отличительный признак заявляемого способа заключается в том, что предварительно, перед пропиткой, по обмоточным данным рассчитывают предельную массу пропиточной смеси mc, которую можно разместить в полостях каждой из однотипных обмоток в процессе пропитки. Задают эту массу mcc в весоизмерительном преобразователе, после чего непропитанную обмотку с магнитным сердечником устанавливают на тензодатчики весоизмерительного преобразователя. Взвешивают ее совместно с магнитным сердечником, и измеренный вес непропитанной обмотки с магнитным сердечником принимают за нулевой отсчет, для чего в весоизмерительном преобразователе обнуляют показания веса непропитанной обмотки с магнитным сердечником.The next distinguishing feature of the proposed method is that previously, before impregnation, according to the winding data, the ultimate mass of the impregnation mixture m c is calculated, which can be placed in the cavities of each of the same type of windings during the impregnation process. This mass m cc is set in the load transducer, after which the impregnated winding with a magnetic core is mounted on the load cells of the load transducer. It is weighed together with the magnetic core, and the measured weight of the non-impregnated winding with a magnetic core is taken as a zero count, for which purpose the weight reading of the non-impregnated winding with a magnetic core is reset to zero.
Эта операция необходима для того, чтобы осуществлять контроль технологической операции пропитки. Рассмотрим этот отличительный признак более подробно. При пропитке обмоток в соответствии с традиционной технологией и с технологией пропитки по способу-прототипу контролируют только режимы пропитки: температуру предварительного разогрева провода обмотки, время пропитки, температурные режимы и время окончательной сушки обмоток. Основной же параметр пропитки - степень насыщенности обмоток пропиточным составом (коэффициент пропитки), который и определяет качество проведения указанной операции пропитки, при ее реализации не контролируют. Это приводит к тому, что по завершению операции пропитки, за счет колебаний режимов пропитки, изменений свойств пропиточного состава, разброса параметров провода и магнитного сердечника, изменение режимов намотки и т.д, коэффициент пропитки от одной однотипной обмотки к другой имеет большой разброс. Иными словами, отсутствие надлежащего контроля коэффициента пропитки непосредственно при проведении операции пропитки, приводит к большому разбросу качества обмоток, и как следствие этого, к большому разбросу показателей их эксплуатационной надежности. В заявляемом способе предлагается устранить этот недостаток и осуществлять контроль коэффициента пропитки непосредственно при ее проведении. Коэффициент пропитки Kпpi определяют по формулеThis operation is necessary in order to control the technological operation of the impregnation. Consider this distinguishing feature in more detail. When impregnating the windings in accordance with the traditional technology and with the impregnation technology according to the prototype method, only the impregnation modes are controlled: the preheating temperature of the winding wire, the impregnation time, temperature conditions and the final drying time of the windings. The main parameter of impregnation is the degree of saturation of the windings with an impregnating composition (impregnation coefficient), which determines the quality of the indicated impregnation operation, is not controlled during its implementation. This leads to the fact that at the end of the impregnation operation, due to fluctuations in the impregnation modes, changes in the properties of the impregnation composition, variation in the parameters of the wire and magnetic core, change in the winding modes, etc., the impregnation coefficient from one type of winding to the other has a large spread. In other words, the lack of proper control of the impregnation coefficient directly during the impregnation operation leads to a large spread in the quality of the windings, and as a result, to a large spread in the indicators of their operational reliability. The inventive method proposes to eliminate this drawback and to control the coefficient of impregnation directly during its implementation. The coefficient of impregnation K ppi is determined by the formula
где m0 - предельная масса пропиточного состава, которую можно разместить в полостях обмотки при их 100% заполненности сухим пропиточным составомwhere m 0 is the ultimate mass of the impregnating composition that can be placed in the cavities of the winding when they are 100% filled with a dry impregnating composition
где dc - плотность сухого остатка пропиточного состава; V0 - объем воздушных полостей в непропитанной обмотке; S - свободная площадь сечения паза; lw - средняя длина витка в обмотке; p - число пазов, в которые всыпана контролируемая часть обмотки; Кз - коэффициент заполнения паза проводом.where d c is the density of the dry residue of the impregnating composition; V 0 is the volume of air cavities in the non-impregnated winding; S is the free cross-sectional area of the groove; l w is the average length of the coil in the winding; p is the number of grooves into which the controlled part of the winding is poured; KZ - the fill factor of the groove with the wire.
Для того, чтобы осуществить контроль пропитки по коэффициенту пропитки, поступают следующим образом. Исходя из обмоточных данных пропитываемого типа обмоток, рассчитывают предельную массу пропиточного состава m0 по формуле (5).In order to control the impregnation by the coefficient of impregnation, proceed as follows. Based on the winding data of the impregnated type of windings, the limiting mass of the impregnating composition m 0 is calculated by the formula (5).
Величину V0 в выражении (5) рассчитывают по формуле, приведенной в работе [3]:The value of V 0 in expression (5) is calculated according to the formula given in [3]:
Так как при пропитке межвитковые полости обмотки заполняют жидким пропиточным составом, плотность которого dж отличается от плотности сухого остатка dc, то и массу пропиточной смеси m0ж, которую можно разместить в полостях каждой из однотипных обмоток в процессе пропитки, следует рассчитывать по формулеSince the impregnation of the winding interturn cavity filled with liquid impregnating composition whose density d f is different from the density of a dried residue of d c, the impregnating mixture and the mass m 0zh that can be placed in the cavities of each of the windings of the same type in the process of impregnation, should be calculated from the formula
В процессе пропитки пропиточный состав не только проникает в полости обмотки, но и втекает из нее, поэтому достичь 100% заполнения полостей обмотки жидким пропиточным составом при струйной пропитке не представляется возможным. При пропитке возникает некоторое динамическое равновесие между проникающим в полости обмотки и вытекающим из него пропиточным составом. Это динамическое равновесие зависит от химического состава пропиточной смеси, его температуры, вязкости, обмоточных данных и ряда других параметров. Эксперименты показали, что масса жидкого пропиточного состава, которую реально можно залить в полости обмотки при достижении динамического равновесия составляетIn the process of impregnation, the impregnating composition not only penetrates into the cavity of the winding, but also flows from it; therefore, it is not possible to achieve 100% filling of the winding cavities with a liquid impregnating composition during jet impregnation. When impregnated, a certain dynamic equilibrium occurs between the penetrating in the cavity of the winding and the impregnating composition resulting from it. This dynamic equilibrium depends on the chemical composition of the impregnating mixture, its temperature, viscosity, winding data and a number of other parameters. The experiments showed that the mass of liquid impregnating composition that can actually be filled in the cavity of the winding when dynamic equilibrium is reached is
Рассчитанную по формуле (8) массу mc задают в весоизмерительном преобразователе, после чего каждую непропитанную обмотку с магнитным сердечником устанавливают на тензодатчики весоизмерительного преобразователя, взвешивают ее совместно с магнитным сердечником, и измеренный вес непропитанной обмотки с магнитным сердечником принимают за нулевой отсчет, для чего в весоизмерительном преобразователе обнуляют показания веса непропитанной обмотки с магнитным сердечником.The mass m c calculated by formula (8) is set in a load transducer, after which each unimpregnated winding with a magnetic core is installed on the load cells of the load transducer, weighed together with the magnetic core, and the measured weight of the unimpregnated winding with a magnetic core is taken as a zero count, for which in the load transducer, the weight indications of the non-impregnated magnetic core winding are reset to zero.
Операцию взвешивания перед пропиткой каждой обмотки с магнитным сердечником и принятие полученного веса каждой непропитанной обмотки с магнитным сердечником за нулевой отсчет производится из следующих соображений. Как было указано выше, основным параметром определяющим качество пропитки является коэффициент пропитки, характеризующий степень насыщенности межвитковых полостей в обмотке пропиточным составом. Так как предельная масса пропиточного состава mc, которую можно разместить в межвитковые полости обмотки практически на порядок меньше веса магнитного сердечника с обмоткой, то точно определить эту массу на фоне всего изделия в целом достаточно сложно, тем более, что разброс веса магнитного сердечника с обмоткой от одного однотипного изделия к другому достаточно велик, и если не брать за нулевой отсчет массу каждой контролируемой непропитанной обмотки вместе с магнитным сердечником, то это усложнит контроль пропитки, так как для каждой обмотки нужно устанавливать разный предельный вес пропитываемой обмотки, при достижении которого процесс пропитки можно прекращать. Обнуление позволяет установить один и тот же предел по привесу mc для каждой пропитываемой обмотки, не зависимо от того, какие разбросы по весу имеют непропитанные обмотки с магнитным сердечником. Кроме того, отсутствие обнуления и принятия веса непропитанной обмотки с магнитным сердечником за нулевой отсчет, может привести к еще большим погрешностям при контроле массы пропиточного состава, проникающего в обмотку, на фоне веса всего изделия. Процесс контроля упомянутой массы пропиточного состава существенно упрощается, если принять за нулевой отсчет исходный вес каждой не пропитываемой обмотки с магнитным сердечником.The weighing operation before impregnation of each winding with a magnetic core and the acceptance of the obtained weight of each non-impregnated winding with a magnetic core for zero counting is carried out for the following reasons. As mentioned above, the main parameter determining the quality of the impregnation is the impregnation coefficient, which characterizes the degree of saturation of the inter-turn cavities in the winding by the impregnating composition. Since the maximum mass of the impregnating composition m c that can be placed in the inter-turn cavities of the winding is almost an order of magnitude less than the weight of the magnetic core with the winding, it is quite difficult to accurately determine this mass against the background of the whole product as a whole, especially since the spread in the weight of the magnetic core with the winding from one product of the same type to another, it is large enough, and if you do not take the weight of each controlled impregnated winding together with a magnetic core for a zero count, this will complicate the control of impregnation, since for each bmotki need to install a different weight limit impregnated windings at which the impregnation process can stop. Zeroing allows you to set the same weight gain m c for each impregnated winding, regardless of what weight variations have impregnated windings with a magnetic core. In addition, the absence of zeroing and the acceptance of the weight of the impregnated winding with a magnetic core for a zero count can lead to even greater errors in controlling the mass of the impregnating composition penetrating the winding against the background of the weight of the whole product. The control process of the mentioned mass of the impregnating composition is greatly simplified if we take for zero reference the initial weight of each non-impregnated winding with a magnetic core.
Следующий отличительный признак заявляемого изобретения заключается в том, что через выводы проводов обмотки к ней подводят греющий ток, разогревают ее до температуры (80÷90)°С, а затем отключают греющий ток. Провод пропитываемой обмотки заземляют. Вводят в сопло электрод, на который подают потенциал, абсолютная величина которого, относительно заземленного провода обмотки, лежит в диапазоне (2÷5) кВ. После этого осуществляют процесс пропитки каждой из однотипных обмоток, для чего частицы пропиточной смеси компаунда с мелкодисперсным ферромагнитным наполнителем электростатически заряжают, путем пропускания частиц пропиточной смеси вдоль упомянутого электрода. Формируют струю, пропуская электростатически заряженные частицы указанной пропиточной смеси через сопло.The next distinguishing feature of the claimed invention is that through the leads of the winding wires a heating current is supplied to it, it is heated to a temperature of (80 ÷ 90) ° C, and then the heating current is turned off. The impregnated winding wire is earthed. An electrode is introduced into the nozzle, to which a potential is supplied, the absolute value of which, relative to the grounded winding wire, lies in the range (2 ÷ 5) kV. After that, the process of impregnation of each of the same type of windings is carried out, for which the particles of the impregnating mixture of the compound with the finely divided ferromagnetic filler are electrostatically charged by passing the particles of the impregnating mixture along the said electrode. A stream is formed by passing electrostatically charged particles of said impregnation mixture through a nozzle.
Операцию разогрева обмоток до температуры (80÷90)°С осуществляют для того, чтобы улучшить проникновение пропиточного состава в полости обмотки. Улучшение проникновения пропиточного состава в полости обмотки достигается за счет того, что вязкость пропиточного состава при температуре (80÷90)°С резко снижается, и он легче и быстрее проникает в межвитковые полости обмотки.The operation of heating the windings to a temperature of (80 ÷ 90) ° C is carried out in order to improve the penetration of the impregnating composition in the cavity of the winding. Improving the penetration of the impregnating composition in the cavity of the winding is achieved due to the fact that the viscosity of the impregnating composition at a temperature of (80 ÷ 90) ° C decreases sharply, and it penetrates the winding cavity easier and faster.
Отключение греющего тока от провода обмотки перед пропиткой осуществляется потому, что упомянутый ток, протекая по проводам обмотки, создает вокруг них магнитное поле, а так как пропиточной смеси приданы магнитные свойства, то магнитное поле, протекающих по проводам обмотки токов, препятствует проникновению пропиточной смеси в полости обмотки, и вместо пропитки обмоток происходит только обволакивание пропиточным поверхности лобовой части обмотки.The heating current is disconnected from the winding wire before impregnation because the said current flowing through the winding wires creates a magnetic field around them, and since the impregnating mixture is given magnetic properties, the magnetic field flowing through the current winding wires prevents the penetration of the impregnating mixture into cavity of the winding, and instead of impregnating the windings, only the enveloping of the impregnating surface of the frontal part of the winding occurs.
Заземление провода обмотки, введение в сопло электрода, на который подают потенциал, абсолютная величина которого относительно заземленного провода обмотки, лежит в диапазоне (2÷5) кВ, необходимо для того, чтобы частицы пропиточной смеси электростатически зарядить. Эта зарядка частиц пропиточной смеси осуществляется индукционным способом [4], за счет соприкосновения частиц пропиточного состава с высоковольтным электродом. Зарядка частиц пропиточного состава преследует две цели: во-первых, электростатически заряженная струя пропиточного состава становится более управляемой и ее, под действием электромагнитного поля проще изгибать, вращать и вибрировать, чем без электростатической зарядки, используя только магнитные свойства пропиточного состава. Во-вторых, электростатически заряженные частицы пропиточного состава, протекая через полости обмотки, более эффективно взаимодействуют с поверхностью оголенного провода в дефектных местах изоляции обмоточных проводов, что способствует более эффективному скрытию пленкой пропиточного состава этих упомянутых дефектных мест. Это, в свою очередь, приводит к повышению качества обмоток и к повышению их показателей надежности и долговечности.Grounding the winding wire, introducing an electrode to the nozzle, to which a potential is supplied, the absolute value of which is relative to the grounded winding wire, lies in the range (2 ÷ 5) kV, it is necessary for the impregnation mixture particles to be electrostatically charged. This charging of the particles of the impregnating mixture is carried out by an induction method [4], due to the contact of the particles of the impregnating composition with a high-voltage electrode. Charging the particles of the impregnating composition has two goals: firstly, the electrostatically charged stream of the impregnating composition becomes more controlled and it is easier to bend, rotate and vibrate under the influence of an electromagnetic field than without electrostatic charging, using only the magnetic properties of the impregnating composition. Secondly, electrostatically charged particles of the impregnating composition, flowing through the cavity of the winding, more effectively interact with the surface of the bare wire in the defective places of insulation of the winding wires, which contributes to a more effective hiding by the film of the impregnating composition of these mentioned defective places. This, in turn, leads to an increase in the quality of the windings and to an increase in their indicators of reliability and durability.
Выбор значения потенциала на электроде в диапазоне (2÷5) кВ, обусловлен следующими соображениями. Эффективность электростатической зарядки частиц пропиточного состава тем выше, чем больше потенциал на высоковольтном электроде, с которым эти частицы соприкасаются. Однако если подавать на высоковольтный электрод потенциал выше 5 кВ, то это может привести к пробою зазора между электродом и обмоткой, что может вызвать ряд нежелательных последствий.The choice of the potential value on the electrode in the range (2 ÷ 5) kV is due to the following considerations. The efficiency of electrostatic charging of the particles of the impregnating composition is higher, the greater the potential at the high-voltage electrode with which these particles come into contact. However, if a potential higher than 5 kV is applied to the high-voltage electrode, this can lead to breakdown of the gap between the electrode and the winding, which can cause a number of undesirable consequences.
При потенциале на электроде менее 2 кВ, эффективность электростатической зарядки части пропиточной смеси резко снижается, что снижает эффективность пропитки.When the potential on the electrode is less than 2 kV, the efficiency of electrostatic charging of a part of the impregnating mixture decreases sharply, which reduces the efficiency of impregnation.
Следующим отличительным признаком заявляемого способа является то, что при пропитке для вращения струи вдоль лобовой части обмотки на выходе из сопла на струю воздействуют вращающимся электромагнитным полем, напряженность которого направлена перпендикулярно оси струи, причем амплитуду упомянутой напряженности магнитного поля изменяют по гармоническому закону, добиваясь того, чтобы конец струи пропиточной смеси, падающей на разогретую лобовую часть обмотки описывал траекторию
Эта операция преследует несколько целей. Во-первых, под воздействием вращающегося магнитного поля, напряженность которого в любой момент времени направлена перпендикулярно оси струи, струя пропиточного состава изгибается и в изогнутом состоянии вращается, обеспечивая полив одной из лобовых частей пропитываемой обмотки. Это позволяет исключить из процесса пропитки энергоемкие, шумящие, ненадежные электромеханические узлы пропиточной установки, вращающие магнитный сердечник совместно с пропитываемой обмоткой, под падающей на лобовую часть обмотки струей пропиточного состава. Во-вторых, упомянутый закон изменения вращающегося электромагнитного поля, обеспечивает более равномерный полив лобовой части пропитываемой обмотки, чем это можно сделать при использовании электромеханических вращательных устройств.This operation has several purposes. Firstly, under the influence of a rotating magnetic field, the intensity of which is directed perpendicular to the axis of the jet at any time, the impregnating composition stream bends and rotates in a bent state, providing watering of one of the frontal parts of the impregnated winding. This makes it possible to exclude from the impregnation process energy-consuming, noisy, unreliable electromechanical units of the impregnating installation that rotate the magnetic core together with the impregnated winding, under the impregnating composition stream falling on the front part of the winding. Secondly, the mentioned law of change of a rotating electromagnetic field provides a more uniform watering of the frontal part of the impregnated winding than can be done using electromechanical rotational devices.
Рассмотрим этот процесс подробнее. Будем рассматривать лобовую часть обмотки в плоскости ХУ (см. фиг.2). Если обозначить через R радиус окружности, проходящей через середину лобовой части обмотки, а через L-ширину лобовой части обмотки, то для того, чтобы конец падающей струи пропиточного состава описывал траекторию средней окружности лобовой части обмотки, необходимо, чтобы координаты х и у падающей струи пропиточного состава изменялись по закону:Consider this process in more detail. We will consider the frontal part of the winding in the XY plane (see figure 2). If we denote by R the radius of the circle passing through the middle of the frontal part of the winding, and through the L-width of the frontal part of the winding, then, in order for the end of the falling jet of impregnating composition to describe the trajectory of the middle circle of the frontal part of the winding, it is necessary that the x and y coordinates of the falling stream impregnating composition changed by law:
Возведем левую и правую части выражений (9) в квадрат и, сложив их, получим уравнение окружностиWe square the left and right sides of expressions (9) and, adding them, we obtain the equation of a circle
Следовательно, если вращающееся электромагнитное поле изменять по гармоническому закону, описываемому уравнениями (9), то мы сможем обеспечить полив лобовой части обмотки только по средней окружности радиуса R лобовой части. Такой закон вращения струи не позволит обеспечить равномерный полив всей лобовой части пропитываемой обмотки, что может привести к снижению эффективности пропитки. Для того, чтобы обеспечить более равномерный полив лобовой части обмотки, изогнутую струю пропиточного состава не только нужно вращать вдоль средней окружности ее лобовой части, но и вибрировать этой струей поперек лобовой части обмотки. При этом амплитуда вибраций струи не должна превышать половину ширины лобовой части L. Так как если амплитуда вибраций струи будет больше величины L/2, то струя пропиточного состава будет выходить за пределы лобовой части и заливать магнитный сердечник, что приведет к необходимости очистки упомянутого сердечника от прилипшего к нему пропиточного состава, и кроме того, это приведет к неоправданным затратам пропиточного состава. Однако амплитуда вибраций струи не должна быть значительно меньше величины L/2, так как это снизив равномерность полива струей пропиточного состава лобовой части обмотки. Поэтому оптимальной будет такая вибрация струи, при которой амплитуда вибраций будет равна L/2.Therefore, if the rotating electromagnetic field is changed according to the harmonic law described by equations (9), then we can provide watering of the frontal part of the winding only along the average circumference of the radius R of the frontal part. Such a law of rotation of the jet will not allow for uniform watering of the entire frontal part of the impregnated winding, which can lead to a decrease in the efficiency of impregnation. In order to provide more uniform watering of the frontal part of the winding, the curved stream of impregnating composition not only needs to be rotated along the middle circumference of its frontal part, but also vibrated by this jet across the frontal part of the winding. In this case, the amplitude of the vibration of the stream should not exceed half the width of the frontal part L. Since if the amplitude of the vibration of the stream is greater than L / 2, the impregnating composition stream will go beyond the frontal part and fill the magnetic core, which will lead to the necessity of cleaning the said core from the impregnating composition adhering to it, and in addition, this will lead to unjustified costs of the impregnating composition. However, the amplitude of the vibration of the jet should not be significantly less than the value of L / 2, as this reduces the uniformity of irrigation of the impregnating composition of the frontal part of the winding. Therefore, such a vibration of the jet will be optimal at which the amplitude of the vibrations is equal to L / 2.
Чтобы происходило вращение струи, и одновременная ее вибрация поперек лобовой части, необходимо, чтобы электромагнитное поле воздействующего на струю пропиточного состава изменялось по закону:For the rotation of the jet and its simultaneous vibration across the frontal part to occur, it is necessary that the electromagnetic field of the impregnating composition acting on the jet change according to the law:
Возведя левые и правые части выражений (11) в квадрат, получимSquaring the left and right sides of expressions (11) in a square, we obtain
Сложим левые и правые части выражений (12) и (13), получим.Add the left and right sides of expressions (12) and (13), we obtain.
Для того, чтобы обеспечить равномерный полив лобовой части обмотки струей пропиточного состава необходимо, чтобы при одном обороте струи вдоль лобовой части обмотки, было совершено к вибрационных колебаний струи, при этом должно быть значительно больше 1. Так как k>>1, то можно записать:In order to ensure uniform watering of the frontal part of the winding with a jet of impregnating composition, it is necessary that for one revolution of the jet along the frontal part of the winding, vibrational vibrations of the jet should be made, and this should be significantly greater than 1. Since k >> 1, we can write :
Таким образом, электромагнитное поле, воздействующее на струю пропиточного состава, должно изменяться по закону:Thus, the electromagnetic field acting on the stream of impregnating composition must change according to the law:
Угловую скорость w вращения струи определяют исходя из следующих условий. С одной стороны, угловая скорость должна быть такой достаточно медленной, для того, чтобы лак попавший на поверхность лобовой части за время одного оборота струи успел впитаться с поверхности лобовой части в поры и капилляры обмотки. С другой стороны, чем больше угловая скорость обмотки, тем быстрее может быть завершена пропитка обмотки, этим двум условиям удовлетворяет угловая скорость, лежащая в диапазоне (1<w<3) об/мин.The angular velocity w of rotation of the jet is determined based on the following conditions. On the one hand, the angular velocity should be so slow enough that the varnish that has fallen on the surface of the frontal part during one revolution of the jet has time to soak from the surface of the frontal part into the pores and capillaries of the winding. On the other hand, the greater the angular velocity of the winding, the faster the impregnation of the winding can be completed; these two conditions are satisfied by an angular velocity lying in the range (1 <w <3) rpm.
Частота вибрирования струей пропиточного состава, определяется величиной к в выражении (16). При выборе величины к следует исходить из следующих соображений. Чем больше к, тем выше частота вибраций и выше равномерность полива лобовой части обмотки пропиточным составом. Однако из-за большой инерции струи при высоких значениях величины к струя может не успевать реагировать на изменения магнитного поля, что может привести к уменьшению амплитуды вибраций, и как следствие этого, ухудшить равномерность полива пропиточным составом лобовой части обмотки. Было установлено, что оптимальная величина к, удовлетворяющая указанным выше требованиям, должна лежать в диапазоне 10<k<12.The vibration frequency of the impregnating composition jet is determined by the value of k in expression (16). When choosing the quantity k, one should proceed from the following considerations. The greater k, the higher the frequency of vibrations and the higher the uniformity of watering the frontal part of the winding with an impregnating composition. However, due to the large inertia of the jet at high values of k, the jet may not have time to react to changes in the magnetic field, which can lead to a decrease in the amplitude of vibrations, and as a result of this, worsen the uniformity of irrigation with the impregnating composition of the frontal part of the winding. It was found that the optimal value of k satisfying the above requirements should lie in the
Следующим отличительным признаком заявляемого способа является постоянное взвешивание, в процессе пропитки массы пропиточной смеси mi, проникшей в полости и капилляры каждой i-й пропитываемой обмотки, весоизмерительным преобразователем, и при достижении равенства массы пропиточной смеси mc в пропитываемой обмотке и массы mc пропиточной смеси, которую можно разместить в полостях однотипных обмоток в процессе пропитки, прекращают полив компаунда на верхнюю лобовую часть обмотки.The next distinguishing feature of the proposed method is the constant weighing, in the process of impregnation of the mass of the impregnating mixture m i , penetrated into the cavities and capillaries of each i-th impregnated winding, by a weight measuring transducer, and when the mass of the impregnating mixture m c in the impregnated winding and the mass m c of the impregnating mass are equal the mixture, which can be placed in the cavities of the same type of windings during the impregnation process, stop watering the compound on the upper frontal part of the winding.
Эта операция в заявляемом способе необходима для того, чтобы, во-первых, осуществлять непрерывный контроль наиболее важного показателя качества пропитки- привеса пропиточного состава в каждой обмотке, определяющего коэффициент пропитки, а во-вторых, для того, чтобы в заявляемом способе обеспечить стабильный и максимально возможный при данном способе пропитки, коэффициент пропитки.This operation in the inventive method is necessary in order, firstly, to continuously monitor the most important indicator of the quality of impregnation - the gain of the impregnating composition in each winding, which determines the impregnation coefficient, and secondly, in order to ensure stable and the maximum possible with this method of impregnation, the coefficient of impregnation.
После завершения операции пропитки провода обмотки отсоединяют от земли, и через них к обмотке вновь подводят греющий ток, разогревают обмотку до (160-165)°C и осуществляют окончательное компаундирование проникшей в обмотку пропиточной смеси.After the impregnation operation is completed, the winding wires are disconnected from the ground, and a heating current is supplied again to the winding, the winding is heated to (160-165) ° C, and the final compounding of the impregnating mixture penetrating the winding is carried out.
Операция отключения провода от земли и подвода к ней греющего тока, необходима для того, чтобы, во-первых, предотвратить вытекание пропиточной смеси из обмотки, и во-вторых, для разогрева обмотки до температуры (160-165)°C. Процесс вытекания пропиточного состава из полостей обмотки прекращается сразу же, после подачи на провод обмотки греющего тока, по причине, указанной выше.The operation of disconnecting the wire from the ground and supplying a heating current to it is necessary in order, firstly, to prevent the impregnation mixture from flowing out of the winding, and secondly, to heat the winding to a temperature of (160-165) ° C. The process of leakage of the impregnating composition from the cavities of the winding stops immediately after the heating current is applied to the winding wire, for the reason indicated above.
Разогрев обмотки до температуры (160-165)°C необходим, в соответствии с установленным технологическим регламентом, для компаундирования пропиточной смеси.Heating the winding to a temperature of (160-165) ° C is necessary, in accordance with the established technological regulations, for compounding the impregnating mixture.
Указанный диапазон температур обусловлен тем, что в последнее время широко применяют термореактивные составы без растворителя, вводимые в обмотку с помощью струйного метода. Время на технологический процесс при использовании современных термореактивных составов без растворителей определяется продолжительностью нагревания обмотки до заданной температуры, а также скоростью полимеризации состава, который, как правило, быстро полимеризуется. Для полимеризации пропиточного состава используется, в основном, токовый метод нагревания обмоток, что резко сокращает длительность и трудоемкость процессов. В автоматических установках различного типа для пропитки составами без растворителей пропитка и сушка обычно выполняются за 15-18 мин.The indicated temperature range is due to the fact that solvent-based thermosetting compositions introduced into the winding using the jet method have been widely used recently. The time for the technological process when using modern solvent-free thermoset compositions is determined by the duration of heating of the winding to a given temperature, as well as by the polymerization rate of the composition, which, as a rule, quickly polymerizes. For the polymerization of the impregnating composition, the current method of heating the windings is mainly used, which dramatically reduces the duration and complexity of the processes. In automatic plants of various types for impregnation with solvent-free compositions, impregnation and drying are usually carried out in 15-18 minutes.
Пропитку по заявляемому способу можно проводить на устройстве, представленном на фиг.1. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии высоковольтный источник 11 и электромагнитные катушки 14, 15, 16 отключены. На высоковольтный электрод 17 высокое напряжение не поступает. Пропиточный состав 4 из сопла 2 не поступает. Пропитываемая обмотка, всыпанная в пазы магнитного сердечника 18, устанавливается на тензодатчики 8 и 9 и взвешивается, и измеренный вес принимается за нулевой отчет. Расчетная масса пропиточного состава mc введена в память блока управления 6. Контакты КМ2.2, КМ2.3, КМ2.4 нормально разомкнуты. Нажатием кнопки 5 и запускают блок управления 6, и в нем срабатывают магнитный пускатель, который замыкает контакт КМ2.1, подключая к проводам обмотки трехфазное напряжения. Непропитанная обмотка начинает разогреваться, и температура обмотки непрерывно измеряется термоизмерителем 10. При достижении температурой обмотки заданного значения, лежащего в диапазоне 80-90°C, блок управления выдает команду, по которой размыкается контакт КМ2.1, отключая обмотку от трехфазного напряжения, а контакты КМ2.2, КМ2.3, КМ2.4 замыкаются, подсоединяя провода обмотки к земле. Одновременно с этим по команде из блока управления 6 контакт K1.1 и контакт КМ1.1 замыкаются, включая высоковольтный источник 11, и подавая питающее напряжение на катушки 14, 15, 16, создающие вращающееся магнитное поле. На высоковольтный электрод 17 от источника высокого напряжения 11 подается заданный высоковольтный потенциал, лежащий в диапазоне 2-5 кВ. Частицы пропиточного состава, соприкасаясь с высоковольтным электродом 17 электростатически заряжаются, и, выходя из сопла 2, преобразуются в электростатически заряженную струю 1 пропиточного состава. Струя пропиточного состава, помимо электростатического заряда, обладает еще и магнитными свойствами, за счет введения в пропиточный состав ферромагнитных никель-цинковых частиц. За счет электростатической зарядки струи и ее магнитных свойств, она, проходя в магнитном поле катушек 14, 15, 16, изменяющимся по закону, описываемому выражением (16), изгибается, и в изогнутом состоянии вращается по радиусу R (см. фиг.2, А), совершая поперечные колебания вдоль лобовой части 3 обмотки с амплитудой L/2 (см. фиг.2, Б). Происходит пропитка обмотки. Привес ее непрерывно измеряется в весоизмерительном преобразователе 12 и его значение передается в блок управления 6. При достижении значения привеса величины mc в блоке управления вырабатывается команда, по которой размыкаются контакты К 1.1, КМ1.1, КМ2.2, КМ2.3, КМ2.4, а контакты КМ2.1 замыкаются. По этой команде отключается высоковольтный источник 11 и электромагнитные катушки 14, 15, 16. Пропиточный состав перестает поступать из сопла 2 на лобовую часть 3 обмотки. К проводам обмотки вновь подключается трехфазное напряжение и по ним начинает протекать греющий обмотку ток. Вытекание пропиточного состава из обмотки, через лобовую часть 6 прекращается. Начинается процесс разогрева обмотки до температуры компаундирования пропиточного состава, лежащей в диапазоне (160-165)°C. При достижении указанной температуры, в течение заданного времени 4-5 минут, происходит компаундирование пропиточного состава и в блок управления 6 формирует команду, по которой вся пропиточная установка приходит в исходное состояние. Пример конкретного выполнения.The impregnation according to the claimed method can be carried out on the device shown in figure 1. The device operates as follows. In the initial state, the high-
По способу-прототипу и по заявляемому способу и пропитывали по 5 обмоток электродвигателей серии 4А112М4. Пропитка всех пяти обмоток по способу-прототипу осуществлялась компаундом КП-34. Пропитка по заявляемому способу осуществлялась пропиточным составом с добавкой в него мелкодисперсного ферромагнитный наполнителя, в качестве которого был взят никель-цинковый феррит марки 400 НН, который предварительно был дезинтегрирован до размера частиц 5-10 мкм. Смешивали пропиточный состав с измельченным ферромагнитным наполнителем в соотношении мас.%: 10%-ферромагнитных частиц, 90%- пропиточного состава. Используя обмоточные данные электродвигателя 4А112М (площадь паза Sп-8,8×10-6 м2; длина полувитка обмотки lw=0,572 м; коэффициент заполнения паза Кз=0,678; количество пазов в статоре р=36) рассчитывали объем полостей V0 в обмотке, по формуле (6)According to the prototype method and the claimed method, they were soaked in 5 windings of 4A112M4 series electric motors. The impregnation of all five windings according to the prototype method was carried out by KP-34 compound. The impregnation according to the claimed method was carried out by an impregnating composition with the addition of a finely divided ferromagnetic filler, which was taken as a nickel-zinc ferrite brand 400 NN, which was previously disintegrated to a particle size of 5-10 microns. The impregnating composition was mixed with ground ferromagnetic filler in the ratio of wt.%: 10% ferromagnetic particles, 90% of the impregnating composition. Using the winding data of the 4A112M electric motor (groove area S p -8.8 × 10 -6 m 2 ; winding half-turn length l w = 0.572 m; groove fill factor Кз = 0.678; number of grooves in the stator p = 36) the cavity volume V 0 was calculated in the winding, according to the formula (6)
По формуле (7) определяли предельную массу жидкого пропиточного состава m0ж, которую можно разместить в полостях обмоткиBy formula (7), the limiting mass of liquid impregnating composition m 0zh was determined , which can be placed in the cavities of the winding
m0ж=dж V0=0,00042382×1570=0,665 кг, где dж=1570 кг/м3.m 0zh = d w V 0 = 0.00042382 × 1570 = 0.665 kg, where d w = 1570 kg / m 3 .
Рассчитывали величину mc по формуле (8), взяв коэффициент 0,9.The value of m c was calculated by the formula (8), taking a coefficient of 0.9.
mc=0,9 m0ж=0,665×0,9=0,599 г.m c = 0.9 m 0zh = 0.665 × 0.9 = 0.599 g.
Эту массу mc закладывали в память блока управления 5.This mass m c was stored in the memory of the control unit 5.
Пропитку по заявляемому способу проводили на установке представленной на фиг.1. Процесс пропитки по заявляемому способу описан выше, при рассмотрении работы устройства. Предварительный разогрев всех обмоток перед пропиткой осуществляли до температуры 90°C. В заявляемом способе угловая скорость вращения магнитного поля была равна w=3 об/мин, а количество колебаний k, совершаемых струей поперек лобовой части задавали равным k=12. Температуру компаундирования пропиточного состава, во всех обмотках поддерживали равной 162°C.Impregnation by the present method was carried out on the installation shown in figure 1. The impregnation process according to the claimed method is described above, when considering the operation of the device. Preheating of all windings before impregnation was carried out to a temperature of 90 ° C. In the inventive method, the angular velocity of rotation of the magnetic field was equal to w = 3 rpm, and the number of oscillations k made by the jet across the frontal part was set equal to k = 12. The compounding temperature of the impregnating composition in all windings was maintained equal to 162 ° C.
По завершению пропитки определяли коэффициент пропитки каждой из обмоток. Результаты контроля коэффициентов пропитки приведены в таблице 1.Upon completion of the impregnation, the impregnation coefficient of each of the windings was determined. The results of monitoring the coefficients of impregnation are shown in table 1.
Как следует из таблицы 1, заявляемый способ по сравнению со способом-прототипом позволяет в среднем в 1,55 раз повысит коэффициент пропитки обмоток, и существенно повысить стабильность их значений от обмотки к обмотке.As follows from table 1, the claimed method in comparison with the prototype method allows an average of 1.55 times increase the coefficient of impregnation of the windings, and significantly increase the stability of their values from winding to winding.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. №1820453 (СССР). Способ капиллярной пропитки обмоток электрических машин / Г.В. Смирнов. - Опубл. в БИ, 07.06.93. Бюл. №21.1. 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.
2. СССР №1312692. Способ пропитки многовитковой электрической машины» / Смирнов Г.В., Хабаров М.В., Елеушов А.Д. - Опубл. 23.05.87. Бюл. №19. (прототип).2. USSR No. 1312692. The method of impregnation of a multi-turn electric machine ”/ Smirnov G.V., Khabarov M.V., Eleushov A.D. - Publ. 05/23/87. Bull. No. 19. (prototype).
3. Г.В. Смирнов. Надежность изоляции обмоток электротехнических изделий. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 1990, стр.96, формула 3.3.3. G.V. Smirnov. Reliability of insulation of windings of electrical products. - Tomsk: Publishing house Tom. Univ., 1990, p. 96, formula 3.3.
4. Электротехнический справочник. В 3-х т. Т.3. Кн.2. Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова, П.Г. Грудинского, Л.А. Жукова и др. - 6-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоиздат, 1982, стр.228.4. Electrical reference book. In 3 volumes T. 3. Book 2. The use of electrical energy / Under the total. ed. professors MPEI V.G. Gerasimova, P.G. Grudinsky, L.A. Zhukova et al. - 6th ed., Rev. and add. - M.: Energoizdat, 1982, p. 228.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012130781/07A RU2510564C1 (en) | 2012-07-18 | 2012-07-18 | Method of impregnating coils of electrical machines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012130781/07A RU2510564C1 (en) | 2012-07-18 | 2012-07-18 | Method of impregnating coils of electrical machines |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012130781A RU2012130781A (en) | 2014-01-27 |
RU2510564C1 true RU2510564C1 (en) | 2014-03-27 |
Family
ID=49956883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012130781/07A RU2510564C1 (en) | 2012-07-18 | 2012-07-18 | Method of impregnating coils of electrical machines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510564C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613926C1 (en) * | 2015-10-22 | 2017-03-22 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Method of electroproducts junctions impregnation by polish ml-92 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2251239B2 (en) * | 1972-10-19 | 1976-08-19 | Veser, Franz, 7980 Ravensburg | PLANT FOR TAVE IMPREGNATION OF STATORS OF ELECTRIC MACHINES |
SU1150704A1 (en) * | 1983-12-10 | 1985-04-15 | Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Электрических Машин Завода "Сибэлектромотор" | Process for jet-drop impregnation of windings of electric engineering articles |
DE3531039A1 (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-12 | Veser F | Installation having devices for removing and replacing windings of electrical machines |
SU1312692A1 (en) * | 1985-04-08 | 1987-05-23 | Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Method of impregnating multiturn winding of electric machine |
RU1820453C (en) * | 1991-03-29 | 1993-06-07 | Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Method for capillary impregnation of electric machine windings |
EP1763920A1 (en) * | 2004-07-05 | 2007-03-21 | Alstom Technology Ltd | Method for mounting rotor windings with consolidated coils |
-
2012
- 2012-07-18 RU RU2012130781/07A patent/RU2510564C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2251239B2 (en) * | 1972-10-19 | 1976-08-19 | Veser, Franz, 7980 Ravensburg | PLANT FOR TAVE IMPREGNATION OF STATORS OF ELECTRIC MACHINES |
SU1150704A1 (en) * | 1983-12-10 | 1985-04-15 | Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Электрических Машин Завода "Сибэлектромотор" | Process for jet-drop impregnation of windings of electric engineering articles |
SU1312692A1 (en) * | 1985-04-08 | 1987-05-23 | Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Method of impregnating multiturn winding of electric machine |
DE3531039A1 (en) * | 1985-08-30 | 1987-03-12 | Veser F | Installation having devices for removing and replacing windings of electrical machines |
RU1820453C (en) * | 1991-03-29 | 1993-06-07 | Томский Институт Автоматизированных Систем Управления И Радиоэлектроники | Method for capillary impregnation of electric machine windings |
EP1763920A1 (en) * | 2004-07-05 | 2007-03-21 | Alstom Technology Ltd | Method for mounting rotor windings with consolidated coils |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2613926C1 (en) * | 2015-10-22 | 2017-03-22 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Method of electroproducts junctions impregnation by polish ml-92 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012130781A (en) | 2014-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4418320B2 (en) | Measuring method of partial discharge between motor winding turns | |
US2709785A (en) | Measurement of conductivity of liquids | |
Werynski et al. | Proposition of a new method for in-service monitoring of the aging of stator winding insulation in AC motors | |
CN101341396B (en) | Method for judging varnish impregnation state | |
RU2510564C1 (en) | Method of impregnating coils of electrical machines | |
JPWO2012147162A1 (en) | Inverter-driven rotating electrical machine, insulation inspection method, and insulation inspection apparatus | |
JP5134602B2 (en) | Insulation drive motor insulation design method and manufacturing method | |
Shibuya et al. | Electromagnetic waves from partial discharges in windings and their detection by patch antenna | |
Guastavino et al. | Medium term aging characterization of enamelled for high frequency applications | |
US2238610A (en) | Wire enameling | |
RU2516276C1 (en) | Method for control of impregnated insulation hardening for windings of electric products | |
CN110987259B (en) | Measuring system and measuring method for measuring static torque based on magnetic focusing | |
Liu et al. | Partial discharge inception voltages of an inhibited mineral oil in quasi-uniform electric fields | |
JP2018026282A (en) | Mica tape, method for producing mica tape, insulator, flow resistance calculation method, flow resistance calculation device, and flow resistance calculation program | |
Hirabayashi et al. | Estimation of the size of voids in coil insulation of rotating machine | |
Kimura | Multistress aging of machine insulation systems | |
Sahlén et al. | Factors influencing the partial discharge inception voltage in Type I insulation systems | |
Kneidl et al. | In-line measurement techniques of resin-based insulation processes for wireless power transfer systems | |
RU2516243C1 (en) | Method for jet impregnating coils of electric machines | |
SU1150704A1 (en) | Process for jet-drop impregnation of windings of electric engineering articles | |
RU2503116C1 (en) | Method to control quality of impregnation of windings in electrical items | |
Selvaraj et al. | Electrical and Thermal Characterization of Organic Varnish Filled with ZrO 2 Nano Filler Used in Electrical Machines | |
RU2521439C2 (en) | Method for determination of impregnation coefficient for electrical machines coils | |
JPH09286032A (en) | Curing of molded product | |
CN109459208B (en) | Near-cuboid building surface wind load simulation test device and test method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160719 |