Класс изоляции h: Классы изоляции по нагревостойкости – Класс изоляции | white-santa.ru

Класс изоляции | white-santa.ru

Ни для кого ни секрет, что в зависимости от области в которой применяется асинхронный двигатель меняется и его режим работы, а для работы в том или ином режиме нужен определенный класс изоляции обмоток этой машины. И конечно же мы знаем какие режимы являются нежелательными для асинхронных двигателей, и какие последствия могут вызвать эти режимы.
В данной статье я не рассматриваю номинальный режим и режим короткого замыкания, и тем более режимы генератора, электродвигателя и так далее.

Например, возьмем режим длительного включения, этот режим считается лучшим и благоприятнее для асинхронного двигателя.
Так как двигатель сам себя охлаждает, работая в установившемся режиме, без всяких скачков нагрузки. Такой режим встречается в ленточных конвейерах, эскалаторах, вентиляторах и так далее.
Другое дело в дрели или двигателе управляющем какой-нибудь задвижкой. Они постоянно включаются и отключаются, а как мы знаем в момент пуска возникают пусковые токи, которые превышают номинальные в семь-восемь раз, это вызывает нагрев. А так как после короткого пуска двигатель останавливается, он не способен вентилировать и охлаждать обмотки тем самых температура только возрастает.

Исходя из этого, были предусмотрены различные способы увеличения рабочей температуры обмоток двигателя. Для этих целей инженеры усилили изоляцию, а её разновидности назвали — классом изоляции. Каждый класс изоляции соответствует определенном режиму работы, на который она рассчитана. Другими словами, каждый класс изоляции рассчитан на определенную температуру, которая является рабочей, и нормально переносится.

Каждый материал, который применяется в качестве изоляционного в обмотках различных электрических машин должен обладать одним важным качеством, который называется – нагревостойкостью.

нагревостойкость

Нагревостойкость

– это
показатель, указывающий на способность того или иного материала сохранять свои свойства при повышении их температуры. А мы знаем, что при интенсивном нагреве, большинство материалов теряют свои свойства, разрушаются и обугливаются, это так же касается и изоляционных материалов.

Так как работа электрических машин сопровождается выделением значительного количества тепла, то материалы, применяемые в качестве изоляторов обязаны выдерживать эти температуры, а также, то не мало важно сохранять свои изолирующие свойства.
Все изоляционные материалы, применяемые в электроэнергетике, разделяют на семь групп, в зависимости от их нагревостойкости:

Классы изоляции

классы изоляции

Класс Y — волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка, натурального шёлка. В основном это – различные ткани (хлопковые, шелковые, хлопчатобумажные), бумажные (картон, бумага), пластмассы и древесина.

электрокартонshlopchatobumajnaya izolaciyaбумажная изоляция

Класс A – как правило к такому классу относят материалы класса Y только пропитанные или погруженные в специальный жидкий диэлектрик, который усиливает диэлектрическую прочность, а еще повышает нагревостойкость. К этим жидким диэлектрикам относятся – трансформаторное масло, органические или натуральные смола, различные типы лаков и так далее.


При совмещении двух видов диэлектриков, мы получаем: лакобумаги, лакоткани, текстолит, гетинакс.

lakotkaniгетинакс

Класс E — синтетические органические материалы или простые сочетания этих материалов, при испытаниях которых было установлено, что они способны работать да уровня температуры соответствующей этому классу, то есть 120 градусов Цельсия. В основном это синтетические материалы, а также их сочетания.izoliruuschaya lenta

Класс B — материалы на основе асбеста, слюды и стекловолокна, которые применяются в сочетании с различными органическими пропитывающими и связующими диэлектрическими составами.
К ним относят: миканиты, слюдиниты, стеклоткани, асбестовые пряжи и ткани.

слюдаасбестовая пряжа

Класс F – те же материалы, что и в классе B, но уже в сочетании с неорганическими пропитывающими и связующими в роли которых выступают термостойкие смолы и лаки.

Класс H – так же материалы класса B в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические лаки, смолы и эластомеры.

Класс C – материалы с рабочей температурой свыше 180 градусов по Цельсию и к ним относятся: стекловолокнистые материалы, стекло, шифер, керамика, слюда, материалы из слюды, асбестоцемент, а также эти же материалы в сочетании с различными кремнийорганическими смолами и лаками.

Самыми распространенными классами изоляции стали: класс изоляции E, который применяется в электрических машинах малой мощности; классы изоляции F и B применяются в большинстве электрических машин; для изготовления ответственных электрических машин, работающих в тяжелых и сверхтяжелых условиях, применяется класс изоляции H.

Ошибка 404. Страница не найдена!

Ошибка 404. Страница не найдена!

К сожалению, запрошенная вами страница не найдена на портале. Возможно, вы ошиблись при написании адреса в адресной строке браузера, либо страница была удалена или перемещена в другое место.

 

 

 

Описание системы изоляции класса F (до 155°С)

Система изоляции электрических машин класса F (до 155°С) с использованием предварительно пропитанных лент ЛСп-F-ТПл(2Пл) на базе компаунда КП-303.

Состав системы изоляции класса F.

  1. Витковая изоляция — слюдолента ЛCп-F-ТПл т.0,08 или ЛСп-Г-2Пл т.0,07 мм
  2. Корпусная изоляция — слюдолента ЛCп-F-2Пл.0,09 мм или слюдолента ЛCп-F-ТПл т.0,10-0,13 мм
  3. Изоляция паза — гибкий слюдинит ГСП-Пл т.0,15-0,17 мм
  4. Межсекционная изоляция лобовой части — гибкий слюдинит ГСП-Пл т.0,2-0,5 мм
  5. Материалы для утяжки (увязки витков) и защиты корпусной изоляции — силиконовая лента LSi-T или стеклолента с полиэфирными нитями.
  6. Пропитывающий состав — эпоксидный модифицированный компаунд КП-ЗОЗГ

Краткое описание системы изоляции.

Система изоляции, предлагаемая ЗАО «Диэлектрик» является сбалансированной системой изоляции класса нагревостойкости F, основными элементами которой являются пропитанные ленты на модифицированном компаунде КП-303 и пропитывающий компаунд КП-303Г.

Так как при изготовлении наших пропитанных лент используется тот же самый компаунд, что и для пропитки, то система изоляции получается однородной и равномерной . В настоящее время в системе изоляции порой используются материалы не просто с разными основами, но и разного класса нагревостойкости. Ярким примером этого служит использование ленты ЛСК-110ТПл класса нагревостойкости В в электрических машинах, работающих по классу F. О какой системе изоляции в таком случае может идти речь? Помимо этого, какая система изоляции будет работать лучше: та, в которой все элементы являются продуктами одного рода или система, состоящая из разношерстных материалов ? Ответ очевиден: однородная система изоляции всегда будет иметь преимущество. Западные производители, такие как Фон Ролл Изола (Швейцария), Коджеби (Бельгия), ЭлектроИзола (Чехия), давно уже предлагают своим потребителям не отдельные элементы, а комплексные системы, таким образом гарантируя целостность и надежность системы изоляции.

Пропитанные ленты ЛСп-F-ТПл(2Пл) сделаны на некальцинированной флогопитовой слюдобумаге, что значительно повышает диэлектрические свойства изоляции, так как флогопитовая слюдобумага, в силу особенностей своего производства имеет в своем составе слюду с неразрушенной кристаллической решеткой в отличии от слюдобумаги мусковитной, полученной в процессе глубокой термо- и химобработки. Компаунд КП-303, находящийся в композиции ленты делает ее эластичной и очень технологичной. Кроме этого, компаунд КП-303 проверен на токсичность Санэпидемнадзором, который выдал гигиенический сертификат, подтверждающий безопасность работы с этим компаундом. Поэтому при работе с нашими лентами значительно снижается риск аллергических заболеваний, наблюдаемых при работе с такими лентами, как ЛСЭК-5ТПл, ЛСК-110ТПл.

Другим преимуществом нашей системы изоляции является то, что пропитывающий компаунд КП-303Г обладает ускоренным временем отверждения при температуре 160° С, что значительно снижает энерго- и трудозатраты. А ведь энергозатарты составляют свыше 30-ти % в себестоимости ремонта электродвигателя. На сегодняшний день в качестве пропитывающих составов используются лаки ФЛ-98, КО-916, компаунды ПК-11, ВЗТ-1, КП-50, КП-55. Лак ФЛ-98 отверждается в течение 20-24 часов. При этом требуется повторная пропитка, которая увеличивает время пропитки, а значит трудо- и энергозатраты, в 2 раза. Время отверждения нашего компаунда 2-3 часа, при этом он обладает, великолепной цементирующей способностью и «живет» в течении не менее 6 месяцев. Компаунд КП-303Г является однокомпонентным и готов к работе сразу же после поставки. Он не требует дополнительного разогрева для снижения вязкости, т.к. имеет исходную вязкость 30″-40″, необходимую для хорошей пропитки. Компаунд КП-303Г обладает еще одним отличительным качеством. Он остается гибким после запечки и не дает микротрещин при укладке секций в пазы, обеспечивая очень хорошую ремонтопригодность электродвигателя. Это качество является несомненным преимуществом перед такими компаундами, как ПК-11, ВЗТ-1, КП-98ИД, которые после запечки очень жестки.

Таким образом, наша система изоляции позволяет сократить список применяемых электроизоляционных материалов, повысить электрическую прочность и надежность изоляции, а также снизить ваши энерго- и трудозатраты настолько, что себестоимость ремонта двигателя сократится в 1,5 — 2 раза.

1. Изоляция проводника:

1.1. Изоляционные материалы:

Лента ЛCп-F-ТПл 0,08 мм: стеклоткань + слюд. бумага + плёнка ПЭТФ
(полиэфирэпоксидное связующее)

ЛCп-F-2Пл 0,07 мм: пленка ПЭТФ + слюд. бумага + плёнка ПЭТФ
(полиэфирэпоксидное связующее)

1.2. Дополнительный материал:

липкая лента или клей для закрепления концов ленты

1.3. Описания процесса:

1.3.1. Лента ЛСп-F-2Пл наматывается или вручную, или, лучше, автоматической намоточной машиной на голый (или эмалированный) и сухой медный провод, без использования какого-либо дополнительного лака или клея (рис. 1.).

Только концы должны быть зафиксированы липкой лентой либо специальным клеем для того, чтобы избежать их разматывания. Также целесообразно укрепить липкой лентой или клеем места, в которых лента обрезается.

1.3.2. В зависимости от номинального напряжения машины (UN) или требуемой диэлектрической силы Лента ЛСп-F-ТПл(2Пл) накладывается в один или несколько слоев вплотную или в нахлёст (1/3, 1/2, 2/3).

Пример:

для UN= 6kV 2 слоя в 1/3 нахлёста
для UN= 11 kV 2 слоя в 1/2 нахлёста

1.3.3. Рекомендуемая ширина ленты относится к сечению провода (кондуктора) по следующей таблице:

СечениеШирина
< 8 мм28 мм.
8-16 мм212 мм.
> 16 мм215 мм.
рис. 1

1.3.4. Толщина изоляции «X» (мм.)

X = (N + 2xNxp)xd
N = число слоев
р = тип намотки (1/1, 1/2, 1/3, 2/3 — нахлёста)
d = толщина ленты (мм)

пример:
Лента ЛСп-F-2Пл 0,07 мм. 2×2/3 нахлёста
=> Х= (2 + 2 х 2 х 2/3) х 0,07 = 0,33 мм.

после прессования толщина Лента ЛСп-F-2Пл будет уменьшена с 0,07 мм до 0,056 мм.:

-> Хр = (2 + 2 х 2 х 2/3) х 0,056 = 0,26 мм.
р следует брать для последующих расчётов относительной величины основной изоляции)

2. Предукрепление пазовой части катушек

Предукрепление может быть применено либо после обмотки проводов в рыбообразных катушках, используя листовой пресс, где обе стороны нескольких катушек прессуются в одни шаг (рис. 2.), либо после формирования катушек, где каждая сторона катушки прессуется отдельно в прессе (рис. 3.).

Предукрепление катушек перед формированием в листовом прессеПредукрепление сформированных катушек в катушечном прессе

Рис. 2.

 

Рис. 3.

2.1. Лента JICп-F-ТПл (2Пл) — изоляция проводов.

2.1.1. Предукрепляющий материал:

Лента ЛСп-F-ТПл(2Пл) пропитана компаундом, который отверждается в течении 15 минут, что позволяет при прессовании катушек в горячем прессе или в холодном прессе после разогрева катушек, получить монолитную изоляцию в стадии В.

2.1.2. Вспомогательные материалы:

Технологическая пленка (фторопластовая либо другая пленка со слабой адгезией)

2.1.3. Описание процесса:

  • Намотайте технологическую пленку в 1 слой вплотную на прямую часть катушки для того, чтобы защитить при прессовании изоляционный материал и не позволить компаунду вытечь на пресс.
  • Вставьте катушку в горячий пресс при t=150-160°C и примените полное прессование в течение 3-5 мин. (рис. 4.).
  • Если холодный пресс не доступен, то охлаждении следует провести в простом корпусе, выполненном из листового металла, чтобы предотвратить искривление прямой части катушки (рис.5).

Возможен упрощенный вариант в случае отсутствия горячего пресса.

  • Разогрейте катушку в печи при температуре t=150-160°С в течение 3-5 мин.
  • Выньте катушку из печи и положите ее в холодный пресс и дайте полное прессование на несколько минут.

рис. 4

рис. 5

3. Основная изоляция пазовой части.

Непрерывная система изоляции.

Обмотка сначала начинается со слотовой (пазовой) части, на которую накладывается 30-40 % требуемого количества слоев изоляции, а после этого обматывается вся катушка непрерывным способом оставшимися 60-70 % слоев. Пазовая часть прессуется, а лобовая изоляция запекается в печи после вставки катушек в слот корпуса статора. Такая система изоляции обеспечивает хорошую однородность в соединениях между пазовой и лобовой частями катушки, но дает жесткость лобовой части катушки после ее запечки.

Прерывающаяся (дискретная) система изоляции.

Сначала изолируется пазовая часть полотном (или лентой) и прессуется, а потом изолируется лобовая часть, используя при этом тот же тип ленты. Эта система обеспечивает гибкость или полугибкость лобовой части катушки, при этом особое внимание следует уделить местам соединения между пазовой и лобовой частями, чтобы избежать слабых мест, в которых возможен пробой.

3.1. Изоляционные материалы:

Лента ЛСп-F-ТПл 0,10-0,13 мм ( в зависимости от требуемой толщины изоляции): стеклоткань + слюд. бумага + плёнка ПЭТФ (полиэфирэпоксидное связующее)

Толщина ленты, которая будет использоваться, в основном зависит от характеристик процесса изоляции, а также от требуемых конечных свойств.

3.2. Вспомогательные материалы:

липкая лента или клей для закрепления концов ленты

3.3. Описание процесса.

В качестве основной изоляции может быть, как лента, наматываемая в ручную или машинным способом, так и полотно, которым оборачивают катушку. В зависимости от типа ленты, используемой для выступающей части, есть различия между непрерывной и дискретной системами изоляции. Какой метод и какую систему использовать зависит от доступного оборудования (например намоточной машины) и требуемых свойств обмотки.

3.3.1. Когда используется полотно,
число (одиночных) слоев (N), которое должно быть применено в пазовой части, может быть просчитано из требуемой конечной толщины изоляции (d) и толщины используемых материалов после прессования (z) (см.таблицы с характеристиками материалов)

N = d/z

Пример:
изоляционный материал: JICп-F-ТПл 0,13 мм (0,096 мм (z) — после прессования)
толщина изоляции: 2 мм (d)

N=2/0,096 = 21 слой

Чтобы получить плавный переход между лобовой и пазовой изоляцией, желательно нарезать полотно в виде трапеции.

Длина листа (lw) может быть высчитана из требуемой толщины и средней окружности конечной изоляции и сжимаемости (толщина после прессования) используемого материала. (рис.7)

Ширины (w1, w2) зависят от величины сердцевины статора и соответственно длины прямой части катушки.

Обворачивание начинается с более широкого края полотна изоляционного материала, слюдяной стороной к кондукторам (рис.6).

Чтобы избежать морщин на материале, которые могут послужить причиной низкого падения напряжения и высоких дельта-значений, полотно должно быть намотано плотно. Для этого предпочтительно сначала намотать полотно (материал) на деревянную перекладину или трубу, с прямоугольными сторонами. После этого возможно придать материалу более сильное натяжение (работает принцип рычага) (рис.8).

3.3.2. Когда используется лента, число оборотов (Np) можно посчитать по следующей формуле:

Np = d / z( 1 + 2р) , где

рис.6

d = толщина изоляции после прессования
z = толщина (одного слоя) изоляционного материала, после прессования
р = тип нахлеста (1/1 ,1/2,1/3, 2/3 )

Пример:
Требуемая толщина изоляционного покрытия d= 3,5 мм
Тип намотки (нахлеста) р = 2/3
Изоляционный материал JICп-F-ТПл 0,13 мм ( 0,096 мм (z) — после прессования)

Np (для 3,5 мм) = 3,5/0,096(1+2×2/3) = 16 оборотов ( 2/3-нахлеста)
Чтобы получить плавный переход между пазовой и лобовой изоляцией, как требуется по дискретной (прерывающейся) системе изоляции, наматывание ленты производится офсетным (поступательным) способом, по 2 мм на каждый слой.

W1=(|s-|c)/3+|c
W2=(|s-|c)/6+|c

|w = длина обмотки
|w = Cm . (d-dc) / Z

Cm= средняя окружность изоляции (мм.)
d = толщина изоляции (мм.)
z = толщина JICп-F-ТПл после прессования
(мм.) (см. таблицы)
dc = толщина защиты короны (полупроводящая
лента)

рис.7.                          рис.8.                     

3.3.3. Цикл прессования:

Перед прессованием секция катушки, которая вставляется в пресс, должна быть покрыта разделяющей пленкой, которая предпочтительно должна быть утягивающейся, для избежания острых краев.

  • Положите катушку в горячий пресс (160-170 °С) и подвергните ее слабому прессованию на 10 минут*(«разогрев»)
  • Попеременно примените трижды полное и слабое прессование примерно на 20 секунд каждое(«дегазирование»)
  • Примените полное прессование и выдержите катушку в прессе при температуре
    160-170 °С (убедитесь, что изоляционный материал достиг такой температуры).(«запекание»).
  • Выньте катушку из горячего пресса.

(* продолжительность»разогрева» зависит от величины катушки и должно регулироваться количеством содержания летучих в смоле. Летучих должно быть значительно, но не слишком много)

4. Защита короны:

4.1. Проводящие материалы для защиты короны:

проводящая лента

4.2. Вспомогательные материалы:

Липкая лента для фиксирования концов на катушке.

4.3. Описание процесса:

4.3.1. Когда лента или полотно ЛCп-F-ТПл используются в качестве основной изоляции, проводящая лента применяется, как лента ( 1 слой в 1/2 -нахлеста), или, как полотно после последнего слоя основной изоляции перед прессованием. Длина проводящего слоя должна быть как минимум на 10 мм длиннее, чем паз (слот) (рис.6) После прессования проводящая лента фиксируется на краях связующим, вытекшим из и поэтому дополнительного связующего материала (клея) не требуется.

4.3.2. Когда используется полотно ЛCп-F-ТПл, пленка ПЭТФ, входящая в композицию ЛСп-F-ТПл, предупреждает попадание смолы на проводящий ворс и поэтому не может служить бандажным слоем, который зафиксировал бы проводящую ленту. В этом случае, необходимо наложить в 1/2-нахлеста в качестве последнего слоя основной изоляции ленту ЛCп-F-ТПл. Это гарантирует достаточное количество смолы, для фиксирования проводящей ленты на краях.

4.3.3. Толщина проводящей ленты должна быть учтена при расчете суммарной величины основной изоляции. Поверхностное сопротивление после прессования будет 102- 103 Ω/f.

5. Основная изоляция лобовой части:

5.1. Изоляционные материалы:

Лента ЛCп-F-ТПл 0,10-0,13 мм (в зависимости от требуемой толщины изоляции): стеклоткань + слюд. бумага + плёнка ПЭТФ (полиэфирэпоксидное связующее)

5.1. Вспомогательные материалы:

Липкая лента или клей для фиксирования концов

5.2. Описание процесса:

Число слоев, которое должно быть намотано на лобовую часть катушки, зависит от требуемой электрической силы и механических свойств. Это обычная практика уменьшать число слоев на витковой части на 40-50% по сравнению с пазовой частью.

Обмотка лобовой может производиться до прессования изоляции пазовой части катушки. Тем не менее, намотка должна производится с достаточным натяжением, чтобы снизить образование складок и особенно важно обратить внимание на соединение с пазовой изоляцией, чтобы избежать пробоев в этих точках .

5.2.1. Изолирование лобовой части после прессования пазовой секции катушки:

Перед намоткой изоляции на лобовую часть катушки, следует очистить от вытекшей смолы наклонные края изоляции пазовой части катушки (это легко выполняется, например, нало­жив хлопковую ленту на края, которая собирает (впитывает) в себя вытекшую, во время прессования пазовой изоляции, смолу). Потом края смазываются соответствующей эпок­сидной смолой, чтобы достичь хорошего соединения между пазовой и витковой изоляцией .

5.2.2. Изолирование лобовой части перед прессованием пазовой секции катушки:

Намотку следует начинать с наложения одного или двух слоев изоляции на лобовую часть катушки. После этого производится намотка основной изоляции пазовой части катушки, а потом завершается намотка оставшегося числа слоев на витковую лобовую часть. В местах, где лобовая и пазовая изоляции накладываются, общее число слоев не должно превышать числа слоев в пазовой части катушки. Если соединение выполнено хорошо, то вытекшая во время прессования смола протечет во внутрь изоляции лобовой части без утолщения всей изоляции в месте соединения.

6. Защита лобовой части:

Стеклянные, киперные, тафтяные, и лавсановые самоусаживающиеся ленты дают механи­ческую защиту основной изоляции и создают слой, который будет пропитан лаком, при­меняемом для витков.

6.1. Защитные ленты:

ЛЭСБ тканные стеклоленты, различной толщины и ширины

Лавсановая полиэфирная самоусаживающаяся лента, сжимающая лобовую изо­ляцию во время процесса запекания и делающая изоляцию более плотной .

6.2. Вспомогательные материалы: липкая лента или клей для фиксирования концов .

6.3. Описание процесса:

Ленту следует наматывать плотно, как последний слой поверх основной изоляции лобовой части и части запрессованной пазовой изоляции, которая не вставляется в паз.

Приложение 1

Система изоляции класса А (до 155о С) на основе пропитанных лент ЛСп-F-ТПл(2Пл) и компаунда КП-303

Класс изоляции f электродвигателя температура поверхности — MOREREMONTA

Во время работы электродвигателей происходит их нагрев. Температура нагрева может быть разной, т.е. одни двигатели нагреваются меньше, другие — больше. Допустимый нагрев электрических двигателей зависит от класса изоляции обмоток.

Схема электродвигателя в разрезе.

На табличке электродвигателя со всеми данными указан и параметр, называемый класс изоляции.
Необходимо знать, что с повышением температуры обмоток электродвигателей сверх допустимых значений, резко сокращается срок службы изоляции.

Температурой окружающего воздуха, при которой электродвигатель может работать с номинальной мощностью, считается 40ºС. При повышении температуры окружающего воздуха более 40ºС, нагрузка на электродвигатель должна быть снижена настолько, чтобы температура отдельных его частей не превышала допустимых значений.

Предельные допустимые превышения температуры активных частей электродвигателей (при температуре окружающей среды 40ºС):

  1. Класс Y: допустимая температура нагрева до 90°C.
  2. Класс A: допустимая температура нагрева до 105°C.
  3. Класс E: допустимая температура нагрева до 120°C.
  4. Класс B: допустимая температура нагрева до 130°C.
  5. Класс F: допустимая температура нагрева до 155°C.
  6. Класс H: допустимая температура нагрева до 180°C.
  7. Класс C: допустимая температура нагрева свыше 180°C

У асинхронных двигателей, вместе с уменьшением напряжения питающей сети, в
квадрате уменьшается мощность на валу двигателя. Кроме того, уменьшение напряжения ниже 95% от номинального приводит к значительному росту тока двигателя и нагреву обмоток. Рост напряжения выше 110% от номинального также ведет к росту тока в обмотках двигателя, увеличивается нагрев статора за счет вихревых токов.

Независимо от снижения температуры окружающего воздуха,увеличивать токовые нагрузки более чем на 10% номинального не допускается.

Подписка на рассылку

Рабочая температура электродвигателя (в дальнейшем ЭД) определяется в первую очередь классом нагревостойкости изоляции обмоток. И её контроль очень важен. При перегреве электродвигатель может быть повреждён.

Классы нагревостойкости изоляции обмоток

Обмотки – наименее устойчивая к нагреву часть конструкции электродвигателя. Поэтому предел рабочей температуры всего устройства определяется именно температурой, при которой они перегорают.

Выделяют следующие классы нагревостойкости изоляции обмоток:

  • У (максимальная температура – 90 градусов Цельсия). Обмотки выполняются из бумаги или натуральных тканей без дополнительной изоляционной пропитки;
  • А (максимальная температура – 105 градусов Цельсия). Обмотки бумажные или из натуральных тканей с дополнительной изоляционной пропиткой;
  • Е (максимальная температура – 120 градусов Цельсия). Обмотки из органической плёнки синтетического происхождения;
  • B (максимальная температура – 130 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов;
  • F (максимальная температура – 155 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с синтетической связующей пропиткой;
  • H (максимальная температура – 180 градусов Цельсия). Обмотки из стекловолокна или минеральных составов с кремнийорганической связующей пропиткой;
  • С (максимальная температура от 180 градусов Цельсия). Обмотки из термоустойчивых материалов с неорганической связующей пропиткой или без неё.

Если рабочая температура асинхронного двигателя слишком мала, то перевести его на более высокий класс нагревостойкости можно лишь при капитальном ремонте с заменой обмоток.

Рабочая температура подшипников электродвигателей

Кроме обмоток, к температурным условиям работы также очень чувствительны и подшипники электродвигателя. Установленные нормы нагрева следующие:

  • Подшипники качения – 95-100 градусов Цельсия;
  • Подшипники скольжения – 80-85 градусов Цельсия;
  • Стальные детали коллектора и контактных колец – 105-110 градусов Цельсия.

При достижении критических значений температуры подшипника необходимо либо уменьшить нагрузку на используемый ЭД, либо организовать систему охлаждения.

Температурный режим эксплуатации электродвигателей

Нормальные значения температуры внешней среды, при которых электродвигатель работает с номинальной мощностью, определяются климатическим исполнением ЭД. Так, машины с исполнением У1 и ХЛ1 предназначены для эксплуатации при температуре внешней среды до +40 градусов Цельсия, У3 и Т2 – до +45 градусов Цельсия, Т1 – до +50 градусов Цельсия. Если температура внешней среды превышает данный параметр и организовать охлаждение не получится, то необходимо снизить нагрузку на используемый электродвигатель.

Для контроля за температурным режимом следует отслеживать напряжение в питающей сети. При его снижении до 95% от номинального и ниже на ЭД подаётся повышенный ток, что приводит к перегреву устройства. Аналогичное явление наблюдается и при повышении напряжения до 110% и выше от номинального, поскольку вихревые потоки приводят к нагреву статора.

Согласно статистике, срок службы изоляции при повышении температуры на 8 градусов выше допустимой нормы вдвое снижает её эксплуатационный период. Поэтому, для сохранения работоспособности машины, стоит выяснить допустимую рабочую температуру, не допускать перегрева и превышения (либо снижения) токовых нагрузок.

Новости

К нагреву склонен любой электродвигатель. Сам по себе нагрев, если он находится в установленных пределах, не страшен, а вот перегрева допускать никогда нельзя. Перегрев не вреден для металлических частей и подшипников, однако он чрезвычайно опасен для обмоток. В случае повышения температуры сверх установленного предела в них начинает разрушаться изолирующий лак, а это приводит к замыканию витков.

Чтобы не допустить перегрева гарантированно, нужно установить термодатчик и соединить его с цепью, разрывающей питание мотора при превышении допустимой температуры. Такую защитную схему можно приобрести в составе модуля для тепловой защиты электродвигателя. При этом его нужно отрегулировать на нужную температуру срабатывания. Это следует делать, согласуясь с классом изоляции электродвигателя. Таким образом, можно избежать слишком частого отключения при допустимых температурах и уберечь электродвигатель при слишком высоких температурах.

Допустимая температура нагрева для электродвигателей различных классов изоляции:

• Класс Y самый не термоустойчивый. Работает только до 90°C.
• A — до 105°C.
• E — до 120°C.
• B — до 130°C.
• F — до 155°C.
• H — до 180°C.
• C — свыше 180°C

Данные классы установлены Национальной Ассоциацией Производителей Электрооборудования (NEMA). Буквенные обозначения классов расположены не в алфавитном порядке. Это несколько затрудняет их чтение. Поэтому рекомендуется при настройке термодатчика или проверке систем защиты лишний раз уточнить индекс в спецификации.

Конструктивное устройство электродвигателей с разными температурными классами изоляции одинаковое. Разница состоит лишь в химическом составе изоляционного лака обмоток. При присвоении лаку любого класса термоустойчивости он проходит испытания при максимальной температуре в течение 20 000 часов. Гарантированный период эксплуатации электродвигателя при такой температуре является таким же. При превышении температуры на 10 С срок службы сокращается вдвое. Еще на 10 С – еще вдвое. При дальнейшем нагреве происходит необратимое повреждение лака. Такую обмотку требуется заменять.

Если температура обмоток на 10 и на 20 С ниже предельно допустимой, то это положительно сказывается на увеличении срока службы. Он составляет около 50 000 часов и более. Поэтому, во время эксплуатации электродвигателям всегда нужно обеспечивать хорошее охлаждение. Нужно учитывать, что температура является таким же опасным фактором для электродвигателей, как избыточные механические нагрузки и заклинивание.

Класс нагревостойкости изоляции обмоток — MOREREMONTA

Во время работы электродвигателей происходит их нагрев. Температура нагрева может быть разной, т.е. одни двигатели нагреваются меньше, другие — больше. Допустимый нагрев электрических двигателей зависит от класса изоляции обмоток.

Схема электродвигателя в разрезе.

На табличке электродвигателя со всеми данными указан и параметр, называемый класс изоляции.
Необходимо знать, что с повышением температуры обмоток электродвигателей сверх допустимых значений, резко сокращается срок службы изоляции.

Температурой окружающего воздуха, при которой электродвигатель может работать с номинальной мощностью, считается 40ºС. При повышении температуры окружающего воздуха более 40ºС, нагрузка на электродвигатель должна быть снижена настолько, чтобы температура отдельных его частей не превышала допустимых значений.

Предельные допустимые превышения температуры активных частей электродвигателей (при температуре окружающей среды 40ºС):

  1. Класс Y: допустимая температура нагрева до 90°C.
  2. Класс A: допустимая температура нагрева до 105°C.
  3. Класс E: допустимая температура нагрева до 120°C.
  4. Класс B: допустимая температура нагрева до 130°C.
  5. Класс F: допустимая температура нагрева до 155°C.
  6. Класс H: допустимая температура нагрева до 180°C.
  7. Класс C: допустимая температура нагрева свыше 180°C

У асинхронных двигателей, вместе с уменьшением напряжения питающей сети, в
квадрате уменьшается мощность на валу двигателя. Кроме того, уменьшение напряжения ниже 95% от номинального приводит к значительному росту тока двигателя и нагреву обмоток. Рост напряжения выше 110% от номинального также ведет к росту тока в обмотках двигателя, увеличивается нагрев статора за счет вихревых токов.

Независимо от снижения температуры окружающего воздуха,увеличивать токовые нагрузки более чем на 10% номинального не допускается.

Таблица классов нагревостойкости изоляционных материалов для электрических машин, трансформаторов и аппаратов.

Класс нагревостойкости изоляции электротехнического изделия отражает максимальную рабочую температуру, свойственную данному изделию при номинальной нагрузке и других условиях.

Изоляция под действием данной максимальной температуры должна иметь нагревостойкость не менее температуры, соответствующей классу нагревостойкости электротехнического изделия.

Класс нагревостойкости (обозначение)

Температура характеризующая нагревостойкость материалов данного класса, °С

Краткая характеристика основных групп электроизоляционных материалов, соответствующих данному классу нагревостойкости

Y

Волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка и натурального шелка, не пропитанные и не погруженные в жидкий электроизоляционный материал, и т. п.

A

Волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка или натурального, искусственного и синтетического шелка, пропитанные или погруженные в жидкий электроизоляционный материал, и т. п.

E

Синтетические органические материалы (пленки, волокна, смолы, компаунды и др.) и т. п.

B

Материалы на основе слюды (в том числе и на органических подложках), асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами, и т. п.

F

Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами, и т. п.

H

Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические эластомеры и т. п.

C

Слюда, керамические материалы, фарфор, стекло, кварц или их комбинации, применяемые без связующих или с неорганическими и элементоорганическими составами, и т. п.

Ни для кого ни секрет, что в зависимости от области в которой применяется асинхронный двигатель меняется и его режим работы, а для работы в том или ином режиме нужен определенный класс изоляции обмоток этой машины. И конечно же мы знаем какие режимы являются нежелательными для асинхронных двигателей, и какие последствия могут вызвать эти режимы.
В данной статье я не рассматриваю номинальный режим и режим короткого замыкания, и тем более режимы генератора, электродвигателя и так далее.

Например, возьмем режим длительного включения, этот режим считается лучшим и благоприятнее для асинхронного двигателя.
Так как двигатель сам себя охлаждает, работая в установившемся режиме, без всяких скачков нагрузки. Такой режим встречается в ленточных конвейерах, эскалаторах, вентиляторах и так далее.
Другое дело в дрели или двигателе управляющем какой-нибудь задвижкой. Они постоянно включаются и отключаются, а как мы знаем в момент пуска возникают пусковые токи, которые превышают номинальные в семь-восемь раз, это вызывает нагрев. А так как после короткого пуска двигатель останавливается, он не способен вентилировать и охлаждать обмотки тем самых температура только возрастает.

Исходя из этого, были предусмотрены различные способы увеличения рабочей температуры обмоток двигателя. Для этих целей инженеры усилили изоляцию, а её разновидности назвали — классом изоляции. Каждый класс изоляции соответствует определенном режиму работы, на который она рассчитана. Другими словами, каждый класс изоляции рассчитан на определенную температуру, которая является рабочей, и нормально переносится.

Каждый материал, который применяется в качестве изоляционного в обмотках различных электрических машин должен обладать одним важным качеством, который называется – нагревостойкостью.

Нагревостойкость – это
показатель, указывающий на способность того или иного материала сохранять свои свойства при повышении их температуры. А мы знаем, что при интенсивном нагреве, большинство материалов теряют свои свойства, разрушаются и обугливаются, это так же касается и изоляционных материалов.

Так как работа электрических машин сопровождается выделением значительного количества тепла, то материалы, применяемые в качестве изоляторов обязаны выдерживать эти температуры, а также, то не мало важно сохранять свои изолирующие свойства.
Все изоляционные материалы, применяемые в электроэнергетике, разделяют на семь групп, в зависимости от их нагревостойкости:

Классы изоляции

Класс Y — волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка, натурального шёлка. В основном это – различные ткани (хлопковые, шелковые, хлопчатобумажные), бумажные (картон, бумага), пластмассы и древесина.

Класс A – как правило к такому классу относят материалы класса Y только пропитанные или погруженные в специальный жидкий диэлектрик, который усиливает диэлектрическую прочность, а еще повышает нагревостойкость. К этим жидким диэлектрикам относятся – трансформаторное масло, органические или натуральные смола, различные типы лаков и так далее.
При совмещении двух видов диэлектриков, мы получаем: лакобумаги, лакоткани, текстолит, гетинакс.

Класс E — синтетические органические материалы или простые сочетания этих материалов, при испытаниях которых было установлено, что они способны работать да уровня температуры соответствующей этому классу, то есть 120 градусов Цельсия. В основном это синтетические материалы, а также их сочетания.

Класс B — материалы на основе асбеста, слюды и стекловолокна, которые применяются в сочетании с различными органическими пропитывающими и связующими диэлектрическими составами.
К ним относят: миканиты, слюдиниты, стеклоткани, асбестовые пряжи и ткани.

Класс F – те же материалы, что и в классе B, но уже в сочетании с неорганическими пропитывающими и связующими в роли которых выступают термостойкие смолы и лаки.

Класс H – так же материалы класса B в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические лаки, смолы и эластомеры.

Класс C – материалы с рабочей температурой свыше 180 градусов по Цельсию и к ним относятся: стекловолокнистые материалы, стекло, шифер, керамика, слюда, материалы из слюды, асбестоцемент, а также эти же материалы в сочетании с различными кремнийорганическими смолами и лаками.

Самыми распространенными классами изоляции стали: класс изоляции E, который применяется в электрических машинах малой мощности; классы изоляции F и B применяются в большинстве электрических машин; для изготовления ответственных электрических машин, работающих в тяжелых и сверхтяжелых условиях, применяется класс изоляции H.

Классы нагревостойкости изоляции b, f, h

Позиция по рисунку

Материал

Количество слоев

Односторонняя толщина

изоляции, мм

наименование

толщина, мм

класс В

классы F, H

В

F, H

1

Пленкосинтокартон

0,25

0,28

1

0,25

0,28

2

Электронит

0,30

0,30

1

0,30

0,30

3

Лакотканеслюдопласт

0,55

0,55

1

0,55

0,55

4

Пленкосинтокартон

0,25

0,28

1

0,25

0,28

5

«

0,25

0,28

1

0,25

0,28

Примечания: 1. Поз. 1 — в сторону обмотки, поз. 2 — к стенке паза. Прокладки в лобовых частях обмотки выполняют из ма­териала поз. 3. 2. Марки изоляционных материалов указаны в прилож. 29 .

Приложение 29

Наименование материала

Марка при классах

B

F

H

Пленкосинтокартон

ПСК-Л

ПСК-Ф

ПСК-Н

Лакотканеслюдопласт

ГИТ-ЛСБ-ЛСЛ

ГИП-ЛСП-ЛСЛ

ГИК-ЛСК-ЛСЛ

Приложение 30. Изоляция обмотки статора машин переменного тока. Напряжение до 6300 В. Пазы прямоугольные открытые. Обмотка двухслойная, с жесткими катушками. Провод прямоугольный.

Классы нагревостойкости изоляции b, f

Часть обмотки

Позиция по рисунку *

Материал

Количество слоев

Толщина изоляции (мм) для

пазов

наименование и марка

Толщина, мм

рис.

рис. б

по

ширине

по

высоте

по

ширине

по

высоте

Пазовая

1

Стеклослюдопластовая

лента ЛИ— СК— ТТ

0,14

4

вполнахлеста

2,24

4,48

2,24

4,48

2

То же, ЛИ— СКу— ТТ

0,14

1

вполнахлеста

0,56

1,12

0,56

1,12

3

Лента стеклянная ЛЭС

0,10

1 встык

0,20

0,40

0,20

0,40

Разбухание от

пропитки компаундом

0,80

2,80

0,80

2,80

4

Стеклотекстолит СТ

(класс В) и СТЭФ

(класс F)

2,00

1

2,00

2,00

5

То же

0,50

1

0,50

0,50

6

«

0,50

1

0,50

0,50

7

«

0,50

1

0,50

8

Слюдопластофолий

ИФГ— Б**

0,15

4,5***

1,10

1,10

Допуск на укладку

обмотки

0,30

0,60

0,50

0,80

Общая толщина

изоляции в пазу

(без витковой)

4,10

12,40

4,30

14,20

Лобовая

Общая толщина

изоляции катушки

(без витковой)

3,80

4,40

3,80

4,40

* Обмотка статора асинхронного двигателя и синхронной машины с однослойной дополнительной обмоткой.

** При классе F — синтофолий F, толщиной 0,16 мм, 3,5 оборота.

*** С учетом усадки на 15—20%.

Приложение 31. Изоляция обмоток главных и добавочных полюсов машин постоянного тока. Неподразделенные катушки из изолированных проводов.

Классы нагревостойкости изоляции b, f, h

Позиция по рисунку

Материал

Количество слоев

Односторонняя толщина

изоляции, мм

наименование

толщина, мм

класс В

классы F, H

В

F, H

1

Пленкосинтокартон

0,25

0,28

1

0,25

0,28

2

Электронит

0,30

0,30

1

0,30

0,30

3

Лакотканеслюдопласт

0,55

0,55

1

0,55

0,55

4

Пленкосинтокартон

0,25

0,28

1

0,25

0,28

5

«

0,25

0,28

1

0,25

0,28

Примечания: 1. Поз. 1 — в сторону обмотки, поз. 2 — к стенке паза. Прокладки в лобовых частях обмотки выполняют из ма­териала поз. 3. 2. Марки изоляционных материалов указаны в прилож. 29 .

Приложение 29

Наименование материала

Марка при классах

B

F

H

Пленкосинтокартон

ПСК-Л

ПСК-Ф

ПСК-Н

Лакотканеслюдопласт

ГИТ-ЛСБ-ЛСЛ

ГИП-ЛСП-ЛСЛ

ГИК-ЛСК-ЛСЛ

Приложение 30. Изоляция обмотки статора машин переменного тока. Напряжение до 6300 В. Пазы прямоугольные открытые. Обмотка двухслойная, с жесткими катушками. Провод прямоугольный.

Классы нагревостойкости изоляции b, f

Часть обмотки

Позиция по рисунку *

Материал

Количество слоев

Толщина изоляции (мм) для

пазов

наименование и марка

Толщина, мм

рис.

рис. б

по

ширине

по

высоте

по

ширине

по

высоте

Пазовая

1

Стеклослюдопластовая

лента ЛИ— СК— ТТ

0,14

4

вполнахлеста

2,24

4,48

2,24

4,48

2

То же, ЛИ— СКу— ТТ

0,14

1

вполнахлеста

0,56

1,12

0,56

1,12

3

Лента стеклянная ЛЭС

0,10

1 встык

0,20

0,40

0,20

0,40

Разбухание от

пропитки компаундом

0,80

2,80

0,80

2,80

4

Стеклотекстолит СТ

(класс В) и СТЭФ

(класс F)

2,00

1

2,00

2,00

5

То же

0,50

1

0,50

0,50

6

«

0,50

1

0,50

0,50

7

«

0,50

1

0,50

8

Слюдопластофолий

ИФГ— Б**

0,15

4,5***

1,10

1,10

Допуск на укладку

обмотки

0,30

0,60

0,50

0,80

Общая толщина

изоляции в пазу

(без витковой)

4,10

12,40

4,30

14,20

Лобовая

Общая толщина

изоляции катушки

(без витковой)

3,80

4,40

3,80

4,40

* Обмотка статора асинхронного двигателя и синхронной машины с однослойной дополнительной обмоткой.

** При классе F — синтофолий F, толщиной 0,16 мм, 3,5 оборота.

*** С учетом усадки на 15—20%.

Приложение 31. Изоляция обмоток главных и добавочных полюсов машин постоянного тока. Неподразделенные катушки из изолированных проводов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *