Провода, применяемые для изготовления обмоток электродвигателей

Белорусский Государственный Аграрный Технический университет

«Изготовление обмотки электрических машин»

Выполнил:

Кирдик С.И.

Проверил:

________

Минск 2010

Провода, применяемые для изготовления обмоток электродвигателей

Основные типы проводов с эмалевой изоляцией, применяемые для изготовления обмоток различных электродвигателей и электрических аппаратов, - поливинилацеталевые провода ПЭВ и провода повышенной нагревостойкости ПЭТВ на полиэфирных лаках. Достоинство этих проводов заключается в небольшой толщине их изоляции, что позволяет увеличить заполнение пазов электродвигателя. Для обмоток асинхронных двигателей мощностью до 100 кВт в основном применяют провода ПЭТВ.

Токоведущие части также должны быть изолированы от других металлических деталей электродвиагателя. Прежде всего необходима надежная изоляция проводов, уложенных в пазах статора и ротора. Для этой цели используют лакоткани и стеклоткани, представляющие собой ткани на основе хлопчатобумажных, шелковых, капроновых и стеклянных волокон, пропитанных лаком. Пропитка повышает механическую прочность и улучшает изоляционные свойства лакотканей.

В период эксплуатации изоляция подвергается воздействию различных факторов, влияющих на ее характеристики. Главными из них следует считать нагрев, увлажнение, механические усилия и химически активные вещества в окружающей среде. Рассмотрим влияние каждого из этих факторов.

Обмоточные провода. Обмоточные провода изготовляют из меди и алюминия с волокнистой, эмаль волокнистой и эмалевой изоляцией.

Для изготовления машин с изоляцией нагревостойкости класса А ранее применялись провода:

с двойной хлопчатобумажной оплеткой марки ПБД;

одной хлопчатобумажной и другой лавсановой (к проводнику) оплетками марки ПЛБД;

с эмаль волокнистым покрытием марки ПЭЛБО.

В настоящее время они почти полностью заменены проводами с эмалевой изоляцией марки ПЭВ-2 (винифлексовая изоляция).

Провода с эмалевой изоляцией имеют меньшую толщину изоляционного покрытия, чем провода с эмаль волокнистой и волокнистой изоляциями. Они имеют также скользкую гладкую поверхность, облегчающую укладку проводов в пазы сердечников.

Для машин других классов нагревостойкости изоляции больше применяют провода:

для классов Е и В - эмаль провода марки ПЭТВ (покрытые полиэтилентерефталатными лаками ПЭ - 939 и ПЭ - 943), провода со стекловолокнистой изоляцией марок ПСД с нормальной толщиной изоляции (0,23 - 0,33 мм) и марки ПСДТ с тонкой изоляцией (толщиной 0,18 - 0,23 мм);

для класса F - провод с полиэфирполимидным покрытием марки ПЭТ - 155, а также провода марок ПСД и ПСДТ;

для класса Н — провода марок ПСДК и ПСДКТ, имеющие стекло волокнистую изоляцию, подклеенную кремнийорганическими лаками К - 44 или К - 47.

Изоляционные материалы. В качестве основных изоляционных материалов применяются электрокартон, лакоткани и стеклоткани, пленки из синтетических материалов, стеклоленты, асбестовые материалы и материалы на основе слюды (гибкий, формовочный и прокладочный миканиты, микаленты и стекломикаленты, различные слюдинитовые и слюдопластовые материалы).

Лакоткани и стеклолакоткани применяются в качестве основной изоляции обмоток нагревостойкости класса А, а в сочетании с электрокартоном - в качестве пазовой изоляции.

В электрических машинах с изоляцией класса Е для изолирования пазов сердечников широко применяется синтетическая пленка типа лавсан толщиной 0,05 мм, обладающая высокими электроизоляционными свойствами и высокой механической прочностью.

Пазовые гильзы изготовляют из лавсановой пленки в сочетании с электрокартоном, толщина которого 0,2 мм.

Для более высоких классов нагревостойкости в электрических машинах в качестве изоляции применяют миканитовые, слюдинитовые и стекло волокнистые материалы.

Материалы для изолирования обмоток и пазов сердечников применяются в виде лент и простынок.

Для изолирования проводников в местах повреждения изоляции (в местах изгиба) при изготовлении катушек применяют стеклянные ленты, пленку из фторопласта 4 (толщиной от 20 до 200 мкм). Места изгиба круглых проводов катушек изолируют, одевая стеклянный «чулок» марки АСЭЧ(б).

Пропиточные материалы. Для пропитки обмоток применяют лаки: маслянобитумные марок 458 и 447; масляноглифталевые марок ГФ - 95, МГМ - 8, МЛ - 82; термореактивные марок АФ -17 и ФЛ - 98; водоэмульсионные марок 321Т и ПФЛ - 86; кремнийорганические марок К-47 и К-47К и лаки без растворителей типа КП.

Кроме лаков, для пропитки катушек возбуждения класса А и статорных обмоток высоковольтных электродвигателей используют термопластичные битумные компаунды, не содержащие растворителей и твердеющие при охлаждении.

Для пропитки обмоток некоторых машин специального назначения применяют термореактивные полиэфирные компаунды марок КМГС - 1, КМГС - 2 и МБК.

Применение того или иного лака или компаунда определяется классом нагревостойкости изоляции, назначением и условиями работы электрической машины.

Так, лаком 458 пропитывают обмотки с изоляцией класса А, лаком 447 — классов А и В.

Водоэмульсионные лаки применяются для пропитки обмоток с изоляцией классов А, Е и В.

Маслянобитумные, масляноглифталевые, термореактивные и кремнийорганические лаки разбавляют органическими растворителями (ксилол, толуол, уайт-спирит). Растворителем водоэмульсионных лаков (типа 321Т и ПФЛ - 88) служит обыкновенная вода с добавлением эмульгатора ОП - 10 и аммиака.

Для удаления растворителей после пропитки подвергают обмотки длительной печной сушке. Длителен и процесс компаундирования асфальтобитумными компаундами, которые применяются для пропитки обмоток с изоляцией класса А - полюсных катушек и катушек статоров высоковольтных электрических машин.

Наиболее технологичными являются лаки без растворителей типа КП (КП - 10; КП - 18; КП - 23; КП - 24), которые обладают способностью быстрого отвердевания в толстом слое.

Лаки типа КП, имеющие нагревостойкость класса В, обладают хорошей цементирующей способностью, но имеют серьезный недостаток — невысокую влагостойкость, что сужает область их применения. Лаки типа КП могут применяться только для электрических машин нормального исполнения.

Покрытие обмоток электромотора покровным лаком и эмалью защищает их от воздействия некоторых химических реагентов и от механических повреждений, а также способствует меньшему загрязнению.

Помимо высоких электроизоляционных качеств, лаки не должны размягчаться и быть эластичными при нагреве до температуры, соответствующей их классу нагрево-стойкости, не оказывать вредного воздействия на медь, сталь и изоляционные материалы, обладать достаточной адгезией не быть токсичными и обладать малой горючестью.

В зависимости от вида изоляции обмоточного провода, а также от исполнения машины выбирают марку лака и эмали, применяют тот или иной режим сушки и пропитки обмоток.

 Назначение изоляции обмоточных проводов - предупреждение междувитковых замыканий. В асинхронных двигателях низкого напряжения междувитковое напряжение обычно составляет несколько вольт. Однако при включениях и выключениях возникают кратковременные импульсы напряжения, поэтому изоляция должна иметь большой запас электрической прочности. Появление ослабления в одной точке может вызвать электрический пробой и повреждение всей обмотки. Пробивное напряжение изоляции обмоточных. проводов должно составлять несколько сот вольт.

Обмоточные провода обычно изготавливают с волокнистой, эмальволокнистой и эмалевой изоляцией.

Волокнистые материалы на основе целлюлозы обладают значительной пористостью и высокой гигроскопичностью. Для повышения электрической прочности и влагостойкости волокнистую изоляцию пропитывают специальным лаком. Однако пропитка не предохраняет от увлажнения, а лишь снижает скорость поглощения влаги. Из-за этих недостатков провода с волокнистой и эмальволокнистой изоляцией в настоящее время почти не применяют для обмоток электрических машин.