2. Нагревание и охлаждение двигателей.

2.1. Изоляционные материалы.

К электроизоляционным материалам, применяемым при изготовлении электрических машин, предъявляются разнообразные требования. Прежде всего, эти материалы должны обладать высокими показателями электрической прочности, теплостойкости и теплопроводности. Также они должны быть негигроскопичны. Желательно, чтобы изоляция была по возможности тонкой, так как увеличение толщины изоляции ухудшает теплоотдачу, приводит к уменьшению коэффициента заполнения паза проводниковым материалом. На практике все эти требования могут быть удовлетворены в разной степени.

В электромашиностроении используют твердые изоляционные материалы. Их можно разбить на следующие группы:

• естественные органические волокнистые материалы – хлопчатобумажная ткань материалы на основе древесной целлюлозы и шелк;

• неорганические материалы – слюда, стекловолокно, асбест;

• синтетические материалы в виде смол, пленок из листового материала;

• Эмали, лаки и компаунды на основе природных и синтетических материалов.

Важнейшей характеристикой изоляционных материалов является их теплостойкость, которая оказывает решительное влияние на надежность работы и срок службы электрических машин. Все изоляционные материалы, применяемые при изготовлении электрических машин, делятся на семь классов, отличающихся предельно допустимыми температурами нагревания (табл. 1)

Классы изоляционных материалов

Класс изоляции	Y	А	Е	В	F	Н	С
	90	105	120	135	155	180	>180
	-183	-168	-153	-138	-118	-93	>-93

К классу Y относятся волокнистые материалы из хлопчатобумажной ткани, пряжи, целлюлозы, шелка, не пропитанные жидкими диэлектриками. Этот класс изоляции в электрических машинах применяется редко.

Класс А включает в себя волокнистые материалы из хлопчатобумажной ткани, целлюлозы масляные и шелка пропитанные жидкими диэлектриками. К классу А относятся такие масляные и полиамиднорсзольные лаки, полиамидные пленки, бутилкаучуковые материалы, а также пропитанное дерево и древесные слоистые пластики (электротехнический картон, гетинакс, текстолит). Пропитывающими веществами для данного класса изоляции являются трансформаторное масло, масляные и асфальтовые лаки.

К классу Е относится изоляция эмальпроводов и изоляция на основе поливинил-ацеталевых, полиуретановых, эпоксидных, полиэфирных смол.

Класс В объединяет изоляционные материалы на основе неорганических диэлектриков (слюда, асбест, стекловолокно), клеящих и пропиточных лаков и смол и различные синтетические материалы.

К классу F относятся материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна с применением органических лаков и смол.

Класс Н включает изоляционные материалы на основе слюды, стекловолокна и асбеста в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами.

К классу С относятся слюда, кварц, стекловолокно, стекло, фарфор и другие керамические материалы, применяемые без органических связующих составов или с неорганическими связующими.

Превышение приведенных в табл.1 температур ведет к ускоренному старению изоляции, т.е. снижению механической прочности и изолирующих свойств. Старение изоляции снижает срок службы двигателей.

Нагревание изоляции происходит вследствие нагревания обмоток (меди) при протекании по ним тока. При одном и том же количестве теплоты, выделяемой в проводниках, температура нагревания машины зависит от температуры окружающей среды. При проектировании электрических машин в качестве расчетной температуры окружающей среды принимается температура, равная Для оценки дополнительного по отношению к нагревания машины, вызванного выделяемыми в них потерями, вводится понятие о температуре перегрева

,

(2.1)

где Т - фактическая температура машины.

С учетом изложенного, оценку процесса нагревания электрического двигателя можно представить в виде структурной схемы, приведенной на рис.6

Рис.6. Модель процесса нагревания