2 Лабораторна робота 2-т

ІЗОЛЯЦІЯ, ОБМОТКОВІ ПРОВОДА В

ЕЛЕКТРИЧНИХ МАШИНАХ

2.1 Мета роботи

Вивчити матеріали, що використовуються у ізоляційному виробництві при виготовленні електричних машин, а також марки обмоткових проводів.

2.1.1 Загальні відомості

Ізоляція електричних машин в експлуатації піддається поступовому зношуванню - старінню під впливом нагрівання, механічних навантажень, електричної напруги (особливо у високовольтних машин), дії масел, хімічних речовин, вологи, пилу й т.п.

Зовнішніми ознаками старіння є потемніння кольору ізоляційних матеріалів, крихкість їх (дія нагрівання), наявність тріщин у лаковій плівці (нагрівання й механічні зусилля), руйнування лакової плівки (дія хімічних речовин масла, пилу), розбухання ізоляційних гільз і пазової ізоляції (нагрівання й електрична напруга).

Для визначення стану ізоляції машин високої напруги треба, крім зазначених вище, застосовувати спеціальні методи визначення стану ізоляції (вимір діелектричних втрат, зняття кривої абсорбції й ряд інших).

Однієї з основних характеристик ізоляційних матеріалів є їхня пробивна напруга. Величина мінімальної напруги, при якому відбувається пробій ізоляційного матеріалу товщиною 1 мм, визначає його електричну міцність.

Зокрема, через нещільне прилягання шарів ізоляції утворяться повітряні прошарки, у яких під впливом напруги можлива іонізація (розкладання) повітря, що приводить до поступового псування сусідніх шарів ізоляції.

Для того щоб запобігти іонізації повітря між обмоткою й стінкою паза, у машин високої напруги (3 000 В і більше) застосовується покриття пазової частини обмотки понад ізоляції півпроводящою азбестовою стрічкою.

Ізоляцію електричних машин варто робити так, щоб по можливості уникнути повітряних прошарків у ній. Із цією метою всі пори ізоляції заповнюються спеціальними составами (лаками або компаундами), для чого ізоляція піддається сушінню й наступному просоченню, обпресуванню й т.п.

Досить важливою характеристикою ізоляційних матеріалів є їх нагрівостійкість. Нагрівостійкість характеризується найбільшою температурою, при якій даний ізоляційний матеріал може довгостроково працювати.

Оскільки нагрівання машини (її температура) росте зі збільшенням потужності, яку вона віддає, допустима для ізоляції найбільша робоча температура визначає потужність машини й, отже, використання активних матеріалів (міді, електротехнічної сталі).

Товщину ізоляції приблизно можна визначити, як

Застосування більше нагрівостійких ізоляційних матеріалів дозволяє підвищити потужність машини без збільшення її розмірів і ваги.

По нагрівостійкості в електромашинобудуванні ізоляційні матеріали діляться на 5 класів:

Клас

А з робочою температурою до 105° С                                         Е (або АВ) 120° С

В 130° С

F (або ВР) 155° С

Н (або СВ) 180° С

До класу А відносяться: бавовна, шовк, папір, просочені або занурені в рідкий діелектрик (наприклад, масло), а також інші відповідному даному класу по нагрівостійкості органічні або неорганічні матеріали. До цього ж класу ставляться емалева ізоляція проводів марки ПЕЛ.

До класу Е (АВ) відносяться різні синтетичні органічні плівки й пластмаси, наприклад емалева ізоляція проводів марки ПЕВ (найбільша робоча температура 110° С).

До класу В відносяться матеріали на основі слюди, азбесту й скловолокна, а також відповідні пластмаси з неорганічним наповнювачем. До складу ізоляції класу В можуть входити органічні матеріали класу А за умови, що погіршення властивостей матеріалів класу А під дією температури не зможе зробити ізолюючий матеріал класу В непридатним для тривалої роботи.

До класів F (ВР) і Н (СВ) відносяться матеріали на основі слюди, азбесту, скловолокна на нагрево-стійких лаках.

Існують також класи ізоляції Y ( непросочені органічні матеріали: фібра, дерево, гума) з робочою температурою до 90° С и С (фарфор, азбест, скло, кварц), для якого гранична робоча температура не встановлюється. Матеріали класу С знаходять в електричних машинах обмежене застосування.

Гранично припустима температура підшипників установлена рівною 80° С для підшипників ковзання та 95° С для підшипників кочення.

У якості основних ізоляційних матеріалів для ізоляції обмоток і деталей (пазів, обмоткотримачів, колекторів) застосовуються лакотканини, тобто тканини (бавовняні й шовкові клас А, скляні — класи В, F, Н), просочені відповідними лаками, і слюдяна ізоляція (міканіти, класи В, F, Н).

Электрокартон, папір, бавовняні, шовкові, скляні й азбестові тканини й стрічки застосовуються для захисту зазначених вище ізоляціних матеріалів від механічних ушкоджень і для додання обмоткам більшої міцності.

Волокнисті матеріали знаходять широке застосування в якості межвиткової ізоляції (ізоляція обмотувальних проводів, прокладки й т. п). Всі волокнисті матеріали можуть застосовуватися тільки в просоченому виді.

Значне місце в електромашинобудуванні займають синтетичні матеріали: смоли, пластичні маси. До числа таких матеріалів належать: різні прес-матеріали й прес-порошки для обпресування колекторів, контактних кілець, пальців щіткотримачів, виготовлення панелей, фасонних ізоляційних деталей.

Застосування пластмас для виготовлення колекторів і кільцевих колекторів (вузла з контактними кільцями) дозволяє одержати ряд більших переваг по економії матеріалу пластин і кілець. Лаки й компаунди служать для просочення й покриття обмоток. За допомогою рідких термореактивних смол — компаундів обмотка може бути просочена й у спеціальних формах залита так, що виходить лита (монолітна) ізоляція. Така ізоляція володіє досить високою волого- і водостійкістю й механічною міцністю.

Плівкові матеріали — триацетатна плівка (клас ізоляції А, Е), лавсанова плівка (клас ізоляції Е, В), фторопластова плівка (клас Н) у сполученні з електрокартоном, склотканиною або слюдою дозволяють одержати досить міцну й вологостійку пазову ізоляцію. Фторопласт застосовується також для одержання нагрівостійкої ізоляції проводів. Клей типу БФ застосовується для склейки листів пакета активної сталі. Спеціальна скляна стрічка, просочена поліефірною смолою, застосовується замість сталевого дроту для бандажування якорів і роторів.

Необхідно відзначити швидкий розвиток пластмас, які одержують винятково високі фізико-механічні й технологічні властивості. За рахунок більше широкого їхнього застосування може бути досягнуть істотний прогрес у конструкціях і технології електромашинобудування.