По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621. 316.3.048 (075.8)

Емкостной способ контроля качества пропитки обмоток электрических двигателей общепромышленного применения

Смирнов Г.В. д-р техн. наук, профессор, директор института, Научно-исследовательский институт электронного технологического оборудования и средств связи Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск
Смирнов Д. Г. канд. техн. наук, ст. научный сотрудник, Научно-исследовательский институт электронного технологического оборудования и средств связи Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск

Доказана возможность определения коэффициентов пропитки путем измерения емкостных характеристик обмотки относительно ее корпуса. Проведено обоснование критериев для оценки качества пропитки и получены формулы для их расчета. Достоверность результатов подтверждена экспериментально. Осуществлен подробный анализ метрологических характеристик предлагаемого способа. Реальные примеры показывают, что использование предлагаемого способа позволяет обеспечить высокую точность определения коэффициента пропитки обмоток статоров электрических машин.

Литература:

1. Курбатова О.А., Павлюченко В.М. Монтаж и ремонт горных машин и электрооборудования. – Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2004. – 286 с.

2. Смирнов Г. В., Хасанов  О.Л., Смирнов Д. Г., Полисадова В.В., Петюкевич М.С., Бикбаева З. Г. Применение магнитодиэлектрического композита на основе ультрадисперсного порошка никель-цинковых частиц для ресурсосберегающей технологии пропитки обмоток электрических машин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2015. – Т. 326. – № 11. – С. 106–117.

3. Smyrak B., Knych T., Mamala A., Uliasz P., Jabloński M. A new generation of aluminum enameled winding wires // Wire Journal International. – 2012. – V. 45. – N 1. – P. 55–61.

4. Kimura K., Ushirone S., Koyanagi T., Hikita M. PDIV characteristics of twisted-pair of magnet wires with repetitive impulse voltage  // IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Ins. – Chicago, June 2007. – V. 14. – N 3. – P. 744–750.

5. ГОСТ IEC 60851-5–2011. Провода обмоточные. Методы испытаний. Ч. 5. Электрические свойства. – М.: Стандартинформ, 2014. – 19 с.

6. IEC 60851-5:1996 Metods of test winding wires. Part 5: Electrical properties. http://www.cntd.ru/assets/files/upload/240713/60851-5-2011.pdf (дата обращения: 08.04.2016)

7. Похолков Ю.П., Бесперстов П.П., Пыхтин В.В. Исследование влияния технологического процесса изготовления обмоток на дефектность витковой изоляции асинхронных двигателей // Известия Томского политехнического института. – 1975. – Т. 222. – С. 52–65.

8. Борисенко  А.И, Костиков  О.Н., Яковлев А.И. Охлаждение промышленных электрических машин. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 296 с.

9. Смирнов Г.В. Надежность изоляции обмоток электротехнических изделий. – Томск: Изд-во Томского государственного университета, 1990. – 192 с. 10.Смирнов  Г.В., Хасанов  О.Л., Смирнов Д. Г., Полисадова В.В., Петюкевич М.С., Понамарева С.А. Тепловые свойства магнитодиэлектрических композиционных составов на основе компаунда КП-34 и ультрадисперсного никель-цинкового порошка // Известия вузов. Физика. – 2015. – Т. 58. – № 6/2. – С. 291–296. 11.Кондратюк А.А., Матренин С.В., Недосекова О.Ю. Исследование влияния количества наполнителя на механические характеристики композиционных полимеров // Известия вузов. Физика. – 2015. – Т. 57. – № 9/3. – С. 98–102. 12.Кондратьева Н.Г., Кузнецов Н.А. Сравнительная оценка коэффициентов заполнения паза пропиточным составом, определенных различными методами // Технология электротехнического производства. – 1981. – № 12. – С. 14–16. 13.Дудкин А.Н. Разработка методов оценки технологического процесса пропитки обмоток асинхронных двигателей: дисс. … канд. техн. наук: 05.09.01. – Томск, 1980. – 163 с. 14.Способ определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин: авт. свид. СССР, № 1241361; заявл. 24.06.83; опубл. 30.06.86. Бюлл. № 24. – 4 с. 15.Способ определения коэффициента пропитки отверждаемым полимерным составом обмоток электрических машин: пат. Рос. Федерация, № 2521439; заявл. 25.10.12; опубл. 27.06.2014, Бюлл. № 18. – 22 с. 16.Prasad А., Prasad K. Effective permittivity of random composite media: A comparative study // Physica. – 2007. – V. 396. – Р. 132–137. 17.Barber P., Balasubramanian S., Angucha my Y., Gong S., Wibowo A., Gao  H., Ploehn H., Loye H. Dielectric Materials for Pulse Power Energy Storage // Materials. – 2009. – V. 2. – P. 1697–1733. 18.Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов. – М.: Энергия, 1973. – 328 с. 19.Kanuta Musataka, Hakamada Taheschi, Kana Ikusi. Function tests for induction motor insulation // Hitachi Review. – 1975. – V. 21. – N 11. – P. 436–443. 20.Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. – Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд., 1985. – 248 с.

Самым ненадежным узлом электрической машины является изоляция обмоток электрических машин [1, 2]. При этом убытки обусловлены не только большими затратами на ремонт или замену отказавших электродвигателей, но и простоем оборудования, в котором была задействована отказавшая электрическая машина. Надежность изоляции обмоток электрических машин во многом зависит от качества изоляции обмоточного провода, от вида и состояния намоточного оборудования и технологии пропитки [3-6]. Именно в процессе пропитки обмоток пленкой пропиточного состава скрываются дефекты в витковой, межфазной и корпусной изоляции. В результате пропитки улучшаются не только электроизоляционные свойства обмоток, но возрастает и их теплопроводность, влагостойкость, монолитность и другие характеристики, повышающие надежность изоляции обмоток.

Содержание влаги в воздухе, высокие и низкие температуры воздуха оказывают неблагоприятное воздействие на изоляцию обмоток электроприводов, ускоряя процесс изнашивания полимерных материалов, снижая их электрическую прочность [7, 8]. Процесс проникновения влаги в обмотки электрических машин усугубляется при их плохой пропитке, когда степень заполненности межвитковых и прикорпусных полостей пропиточным составам низка. При этом в изоляции обмоток образуются многочисленные поры и капилляры, в которые проникает и адсорбируется влага, что приводит к ускоренному старению изоляции обмоток и значительному повышению вероятности их отказа [9].

Большую опасность представляет недопустимый нагрев обмоток электрических машин [8], вызываемый длительными перегрузками, ухудшением условий охлаждения электрооборудования, обрывом одной из фаз сети и работой электрооборудования в неполнофазном режиме, отклонениями напряжения выше допустимых пределов, частыми или затянувшимися пусками электродвигателей, а также их опрокидыванием и заклиниванием ротора и др. Важное значение для обеспечения надежности и безопасности работы имеет периодический контроль сопротивления изоляции обмоток, величина и скорость изменения которого при эксплуатации помимо прочих факторов зависит также и от качества пропитки обмоток.

Для Цитирования:
Смирнов Г.В., Смирнов Д. Г., Емкостной способ контроля качества пропитки обмоток электрических двигателей общепромышленного применения. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2018;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: