Способ сушки обмотки электрической машины

Авторы патента:

H02K15/12 - пропитка, нагрев или сушка обмоток, статоров, роторов или электрических машин в целом

Владельцы патента RU 2558377:

Макаров Алексей Александрович (RU)
Ахромеев Юрий Владимирович (RU)

Изобретение относится к области электротехники, а именно к сушке обмоток, например, электрических машин. Технический результат - упрощение сушильного устройства обмоток, снижение веса, возможность использования в малых ремонтных мастерских, снижение трудоемкости процесса усушки, экономия электроэнергии при сушке. В способе сушки обмотки электрической машины нагревают обмотки источником токов высокой частоты с подключенным к нему нагревателем, выполненным в виде индуктора, а питание и управление источника токов высокой частоты осуществляют силовым блоком с системой управления индуктором. Индуктор выполняют в виде спирали и в процессе сушки вводят внутрь электродвигателя соосно с отклонением ±1.5 мм, располагая спираль индуктора в осевом направлении равномерно относительно статора электродвигателя таким образом, чтобы магнитные силовые линии, создаваемые индуктором, были направлены перпендикулярно шихтовке магнитопровода; затем через силовой блок с системой управления включают источник токов высокой частоты, прогревают обмотку статора до требуемой температуры и удерживают до состояния усушки лака. После окончания прогрева источник токов отключают, индуктор извлекают из электродвигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к сушке обмоток, например, электрических машин.

Известен "Способ запечки изоляции обмоток" (авторское свидетельство СССР 608237, H02K 15/12), использующий теплоизолированную камеру с внутренними каналами направления потока воздуха, нагретого калорифером.

Известна "Установка для пропитки и сушки статорных обмоток электродвигателей" (авторское свидетельство СССР 149137, H02K 15/12). В этом случае для сушки статоров используется термоизолированный барабан, снабженный индукторами и опорными кольцами, циклически размещаемыми в их пространстве.

Известные устройства не обеспечивают равномерности нагрева и малоэффективны.

Наиболее близким аналогом является печь для сушки обмоток электромашин (патент RU 2204879), содержащая теплоизоляционную оболочку с воздуховодами, индуктор, соединенный с генератором частоты, излучатель и систему управления циклом, отличающаяся тем, что она дополнена калорифером, который совместно с излучателем и индуктором размещен в пространстве оболочки, при этом излучатель охвачен индуктором и выполнен перфорированным в виде металлической камеры, снабженной термоизолированной крышкой, и схема управления циклом дополнена соединенными между собой терморегулятором и термодатчиком, включенными в цепь питания калорифера и генератора частоты.

Комбинированное тепловое воздействие на обмотку реализуется совместным размещением в пространстве термоизоляционной оболочки калорифера, индуктора с излучателем, подключенных к силовой цепи через терморегулятор с термодатчиком. Недостатком прототипа и всех известных устройств является то, что процесс сушки обмотки ведется посредством использования термоизолирующей оболочки и калорифера. Таким образом, сушильное устройство необычайно громоздко, сложно, тяжелое и может быть использовано только в специальных ремонтных мастерских.

Портативностью не обладает.

Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение конструкции сушильного устройства обмоток, облегчение его веса, компактность, возможность использования в малых ремонтных мастерских, отсутствие потребности использования термоизолирующей камеры. Установка позволяет значительно снизить трудоемкость процесса усушки, обеспечить экономию электроэнергии при сушке, улучшить магнитные свойства магнитопровода.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ сушки обмотки электрической машины, характеризующийся нагревом обмотки посредством источника токов высокой частоты с подключенным к нему нагревателем, выполненным в виде индуктора, а питание и управление источника токов высокой частоты осуществляется с помощью силового блока с системой управления индуктором, отличающийся тем, что индуктор выполняют в виде спирали и в процессе сушки вводят внутрь электродвигателя соосно с отклонением ±1.5 мм так, чтобы спираль индуктора в осевом направлении была равномерно расположена относительно статора электродвигателя, причем таким образом, что магнитные силовые линии, создаваемые индуктором, направлены перпендикулярно шихтовке магнитопровода; после чего через силовой блок с системой управления включают источник токов высокой частоты и прогревают обмотку статора до требуемой температуры, удерживают до состояния усушки лака, а после окончания прогрева источник токов отключают, индуктор извлекают из расточки электродвигателя. Решение основано на том, что разные материалы - медь (обмоточный провод) и сталь (магнитопровод) по-разному ведут себя в высокочастотном электромагнитном поле.

Изолированные пластины магнитопровода препятствуют прохождению потока рассеяния, и весь поток замыкается через медь. Медь, обладая значительно меньшим активным сопротивлением, чем шихтованная электротехническая сталь, при воздействии высокочастотного электромагнитного поля нагревается более интенсивно.

На фиг.1 и фиг.2 представлены установки по сушке обмотки статора электрической машины в готовом и рабочем состоянии соответственно.

Установка состоит из источника токов высокой частоты (ТВЧ) (5) с подключенным к нему нагревателем, выполненным в виде индуктора (3). Питание и управление источника токов высокой частоты (5) и индуктора (3) осуществляется с помощью силового блока (4) с системой управления индуктором.

Принцип действия способа основан на том, что индуктор вводят внутрь электродвигателя (1) соосно с отклонением ±1.5 мм. Спираль индуктора (3) в осевом направлении должна быть равномерно расположена относительно статора электродвигателя.

Регулировка положения редуктора (3) по высоте осуществляется либо посредством его подвешивания на тросе или подвижном штоке (6), либо жестким закреплением индуктора на станине и регулировки его положения с помощью винтов. При необходимости регулировку положения индуктора (3) можно осуществить перемещением в пазах самой каретки и перемещением индуктора в пазах в месте крепления к клеммному кронштейну.

Когда спираль индуктора (3) вводится в расточку (между обмоткой статора) (2) электродвигателя (1), через силовой блок (4) с системой управления включают источник токов (5) высокой частоты, в результате чего осуществляется прогрев обмотки статора (2) до требуемой температуры, и удерживают до состояния цементации (усушки) лака. После окончания прогрева источник токов (5) отключают, индуктор (3) извлекают из электродвигателя.

Поскольку при работе на данной установке стальные детали индуктора (3) имеют температуру значительно меньшую, чем медные обмотки статора (2), они не подвергаются окислению, их свойства не ухудшаются, а в некоторых случаях улучшаются, если в процессе изготовления шихтованного магнитопровода при штамповке возникли заусенцы и наклепы, приводящие к замыканию шихтованных листов в зубцовой зоне. Под воздействием ТВЧ эти замыкания устраняются, потери в стали уменьшаются.

Достигается это посредством того, что та часть магнитного потока, которая идет по пазам статора, создает местный нагрев по периметру пазовой зоны, вызываемый токами, которые находятся в короткозамкнутом контуре, образованном заусенцами, создающими замыкание листов статора. Одновременно улучшаются магнитные свойства магнитопровода за счет выгорания заусенцев и устранения наклепа, возникающего при штамповке по кромке реза, за счет отпуска металла при местном нагреве по контуру паза.

Простая и компактная конструкция сушильного устройства обмоток, в которой нет потребности использования термоизолирующей камеры, обеспечивает ее малый вес и возможность использования в малых ремонтных мастерских.

Установка позволяет значительно снизить трудоемкость процесса сушки обмотки статора (усушки).

Расход электроэнергии минимален, поскольку нагревается только медь (у аналога усушка длится часами).

Использование установки позволяет улучшить магнитные свойства магнитопровода, конструктивные элементы и сам магнитопровод не теряют механических свойств.

Способ сушки обмотки электрической машины, характеризующийся нагревом обмотки посредством источника токов высокой частоты с подключенным к нему нагревателем, выполненным в виде индуктора, а питание и управление источника токов высокой частоты осуществляется с помощью силового блока с системой управления индуктором, отличающийся тем, что индуктор выполняют в виде спирали и в процессе сушки вводят внутрь электродвигателя соосно с отклонением ±1.5 мм так, чтобы спираль индуктора в осевом направлении была равномерно расположена относительно статора электродвигателя, причем таким образом, что магнитные силовые линии, создаваемые индуктором, направлены перпендикулярно шихтовке магнитопровода; после чего через силовой блок с системой управления включают источник токов высокой частоты, прогревают обмотку статора до требуемой температуры и удерживают до состояния цементации лака, а после окончания прогрева источник токов отключают, индуктор извлекают из электродвигателя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте тяговых электрических машин. Анализ статистических данных о надежности узлов и деталей оборудования электровозов в условиях эксплуатации показал, что большая доля отказов приходится на тяговые электрические машины из-за выхода из строя по пробою изоляции.

Способ сушки изоляции электрических машин // 2548030

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте электрических машин. Техническим результатом является создание наиболее оптимального режима сушки изоляции, обеспечивающего увеличение ресурса электрических машин.

Композиция для получения покрытия для снижения механических потерь высокоскоростного ротора электрической машины // 2537855

Композиция для получения покрытия для снижения механических потерь высокоскоростного ротора электрической машины относится к гибридным органо-неорганическим нанокомпозиционным покрытиям, способным снижать механические потери высокоскоростного ротора электрической машины в охлаждающей газообразной среде.

Технология изготовления изоляции обмоток тяговых электродвигателей // 2530757

Изобретение относится к области электротехники и касается технологии изготовления обмоток электрических машин, преимущественно якорей тяговых электродвигателей - машин постоянного тока.

Селективный способ сушки увлажненной или пропитанной изоляции обмоток якоря тяговых электрических машин инфракрасным излучением и устройство для его реализации // 2525296

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности к производству и ремонту электрических машин, например обмоток тяговых электрических машин (ТЭМ) локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава.

Способ определения коэффициента пропитки отверждаемым полимерным составом обмоток электрических машин // 2521439

Изобретение относится к области электротехники, а именно к неразрушающим способам контроля качества технологических процессов производства электротехнических изделий, в частности пропитки обмоток электрических машин.

Способ контроля отверждения пропитанной изоляции обмоток электротехнических изделий // 2516276

Изобретение относится к области электротехники, в частности к контролю качества пропитанной изоляции электротехнических изделий, и может быть использовано для контроля процесса отверждения пропитанной изоляции обмоток электротехнических изделий.

Способ струйной пропитки обмоток электрических машин // 2516243

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в производстве статоров электрических машин. Согласно данному изобретению после разогрева обмотки перед пропиткой до заданной температуры подают в нее импульсы тока, амплитуда которых лежит в диапазоне (10-50)А, а длительность (0,5-10) с, при этом частота следования импульсов тока лежит в диапазоне (5-10) Гц.

Спектрально-осциллирующий способ пропитки изоляции лобовых частей обмоток вращающихся электрических машин и устройство для его реализации // 2515267

Изобретение относится к области электротехники и электромашиностроения, в частности, к технологии электрических машин, например обмоток вращающихся электрических машин тягового подвижного состава.

Способ определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин // 2510771

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин, соединенных в звезду с изолированной нейтралью.

Способ определения коэффициента пропитки обмоток электрических машин // 2560714

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрической машине, обмотки которой соединены в звезду с изолированной нейтралью. Техническим результатом является повышение точности определения коэффициента пропитки обмоток. В способе определение коэффициента пропитки осуществляют так, как указано в материалах заявки. 4 ил., 2 табл., 1 пр.

Инфракрасно-конвективно-вакуумный способ сушки изоляции обмоток магнитной системы остова тяговой электрической машины и устройство для его реализации // 2569337

Изобретение относится к электромашиностроению, в частности к производству и ремонту электрических машин, например обмоток тяговых электрических машин (ТЭМ) локомотивов и мотор-вагонного подвижного состава. Согласно инфракрасно-конвективно-вакуумному способу и устройству для его реализации, сушка изоляции обмоток магнитной системы равномерно вращающегося остова ТЭМ осуществляется комбинацией трех способов сушки: за счет инфракрасного (ИК) излучения, конвекции и вакуума. Установка состоит из основания (3), в которое монтируется стойка (2) с инфракрасными (ИК) излучателями. Остов (1) кран-балкой устанавливается на основание и через редуктор (5) и ведущий опорный ролик (4) приводится во вращение пристроенным частотно-регулируемым асинхронным электродвигателем (6). Техническим результатом является повышение качества сушки изоляции обмоток магнитной системы остова ТЭМ, сокращение энергозатрат и времени на технологический процесс сушки. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ сушки твердой изоляции обмоток трансформатора в герметичной емкости с помощью охладительного устройства // 2569927

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при сушке твердой изоляции, в частности, обмоток трансформатора, которая увлажняется в процессе его эксплуатации. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в том, что предлагаемый способ сушки твердой изоляции обмоток трансформатора, осуществляемый в герметичной емкости с помощью охладительного устройства, позволяет ускорить процесс сушки твердой изоляции обмоток трансформатора, исключить использование затратных веществ при вымораживании влаги из паровоздушной смеси в процессе сушки твердой изоляции обмоток трансформатора, повысить надежность сушки твердой изоляции обмоток трансформатора, а также позволяет увеличить точность измерения объема влаги, которая выделилась и наморозилась из твердой изоляции обмоток трансформатора. Указанный технический результат достигается тем, что при вымораживании влаги из паровоздушной смеси с помощью охладительного устройства обеспечивают температуру не выше минус 70°С на поверхности охладительного устройства, которая контактирует с паровоздушной смесью, при общей площади контактной поверхности охладительного устройства, что способна контактировать с паровоздушной смесью, не меньше 5 м2, при этом с помощью контактной поверхности охладительного устройства, и/или используя саму контактную поверхность охладительного устройства, устанавливают искусственные преграды на пути движения паровоздушной смеси, которые могут быть частями контактной поверхности охладительного устройства, и с помощью искусственных преград уменьшают скорость движения паровоздушной смеси, и, используя эффект Коанда, создают вихревые потоки паровоздушной смеси, стимулируя при этом конденсацию паров из паровоздушной смеси согласно эффекту Ранка-Хилша, а через установленный промежуток времени осуществляют размораживание охладительного устройства, нагревая поверхность, которая контактирует с пластом намерзших веществ из паровоздушной смеси, при атмосферном давлении, причем для вымораживания влаги из паровоздушной смеси используют двухконтурное охладительное устройство с общим теплообменником.1 н. и 4 з.п. ф-лы.

Способ сушки изоляции обмоток электродвигателя токами нулевой последовательности и устройство для его осуществления // 2581819

Изобретение относится к области электротехники и касается токовой сушки изоляции обмоток электрических машин. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности электродвигателей. Устройство для сушки изоляции обмоток электродвигателя токами нулевой последовательности содержит реостат, ползунок которого подключен к первому проводнику сети переменного тока, а второй проводник сети переменного тока соединен со входом амперметра, подключенного своим выходом ко входу открытого треугольника, выходом присоединенного к неподвижному контакту реостата. Дополнительно установлен двухполюсный коммутационный аппарат, выход которого подключен к вершинам открытого треугольника, а вход присоединен первым и вторым полюсами соответственно к первому и второму проводникам сети переменного тока. 1 ил.

Способ трёхтактной струйно-капельной пропитки обмоток электрических машин // 2593826

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам пропитки обмоток электрических машин. В способе трехтактной струйно-капельной пропитки обмоток электрических машин обмотку разогревают пропусканием через нее тока, вращают вокруг своей оси, на внутреннюю и внешнюю поверхности лобовой части обмотки подают струю пропиточного состава, изменяют на каждом такте угол наклона оси обмотки к горизонту, на первом и втором тактах струю пропиточного состава электростатически заряжают зарядами противоположными по знаку, дополнительно на втором такте пропитку осуществляют смесью компаунда с 20÷25 мас. % нанотрубок из нитрида бора, а на третьем такте в указанную смесь, добавляют 10÷15 мас. % магнитно-мягких мелкодисперсных частиц. Техническим результатом является увеличение радиальной теплопроводности обмоток путем добавления в пропиточный компаунд нанотрубок из нитрида бора и снижение в среднем температуры перегрева обмотки, что способствовало значительному улучшению качества обмоток. 2 ил., 1 табл.

Способ пропитки обмоток электрических машин // 2597890

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вакуумно-нагнетательным способам пропитки обмоток электрических машин с предварительным нагревом обмоток статора. При этом герметизируют внутреннюю полость станины статора, создают внутри полости разрежение над верхней не погруженной в пропиточный состав лобовой частью обмотки 40-50 Торр. Предварительную сушку обмотки производят пропусканием электрического тока с контролем процесса разогрева. При достижении температуры обмотки значения 40-50°C выдерживают указанную температуру в течение 5-10 минут с последующим отключением тока от обмотки. Пропиточная смесь состоит из лака и мелкодисперсного ферромагнитного наполнителя в массовом соотношении (20-30) % ферромагнитных частиц и (80-70) % пропиточного лака. По завершении пропитки разгерметизируют станину статора и сливают лак. Затем сосуд вновь герметизируют, создают разрежение 40-50 Торр и пропускают электрический ток той же величины, что и при предварительной сушке. При достижении температуры обмотки 40-50°C поддерживают ее течение 10-20 минут, затем продолжают нагрев обмотки до регламентированной температуры окончательной сушки. Технический результат состоит в повышении коэффициента пропитки в среднем на 34,3%. 2 ил., 2 табл.

Способ пропитки и сушки обмоток электрических машин // 2597892

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вакуумно-нагнетательным способам пропитки обмоток электрических машин с предварительным нагревом обмоток статора. При этом герметизируют внутреннюю полость станины статора, создают внутри полости разрежение над верхней не погруженной в пропиточный состав лобовой частью обмотки 40-50 Торр. Предварительную сушку обмотки производят пропусканием электрического тока с контролем процесса разогрева. При достижении температуры обмотки значения 30÷50°C выдерживают указанную температуру в течение 10÷20 минут с последующим отключением тока от обмотки. Пропиточная смесь состоит из лака и мелкодисперсного ферромагнитного наполнителя в массовом соотношении (15÷20) % ферромагнитных частиц и (85÷80) % пропиточного лака. По завершении пропитки разгерметизируют станину статора и сливают лак. Затем к обмотке вновь подключают источник тока и осуществляют токовый разогрев обмотки до температуры окончательной сушки, регламентированной нормативной документацией. Технический результат состоит в повышении коэффициента пропитки в среднем в 2,4 раза. 1ил., 2 табл.

Способ пропитки и сушки электротехнических изделий // 2601964

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам изготовления обмоток статоров, роторов электродвигателей, трансформаторов и магнитопроводов. Способ предусматривает нагревание пропиточного материала и обмотки и дегазацию в режиме импульсного вакуумирования, для чего создают остаточное давление в диапазоне 0,1-13,3 кПа, обеспечивая время его достижения 0,07-1,0 с, выдерживают пропиточный материал и обмотку в течение 1-10 мин, затем повышают давление до атмосферного, после чего производят 3-5 циклов импульсного набора и сброса вакуума, затем осуществляют пропитку в режиме импульсного вакуумирования. В пропиточный материал перед его дегазацией добавляют мелкодисперсный ферромагнитный наполнитель с объемным сопротивлением не менее 105 Ом·м, мелкодисперсный наполнитель измельчают до размера зерна dфер≤0,01 мм. При приготовлении указанной пропиточной смеси наполнитель смешивают с пропиточным материалом в массовом соотношении (20÷30)% ферромагнитных частиц и (80÷70)% пропиточного материала. Перед разогревом непропитанной обмотки в импульсно-вакуумном режиме измеряют температуру обмотки T1 и ее сопротивление R1, по завершении дегазации повышают давление до атмосферного и сливают пропиточную смесь из автоклава. После этого через обмотку пропускают греющий ток, величину которого определяют по обмоточным данным и плотности тока, лежащей в диапазоне 7 А/мм2≤j≤9 А/мм2. При подключении греющего тока к обмотке непрерывно контролируют изменение ее температуры Tt по изменению ее сопротивления Rt в соответствии с математическим выражением, вновь создают над обмоткой остаточное давление в диапазоне 0,1-13,3 кПа и поддерживают температуру в указанном диапазоне значений в течение 10-20 мин, после выдержки обмотки в течение указанного времени повышают давление над обмоткой до атмосферного, разогревают и сушат. Техническим результатом является повышение коэффициента пропитки в среднем на 74,1%. 1 ил.

Способ сушки обмоток электрической машины и устройство для его реализации // 2608074

Изобретение относится к области эксплуатации электрических машин переменного тока и предназначено для восстановления проектных характеристик изоляции их обмоток. Согласно способу сушки изоляции обмотки электрической машины через обмотку интервалами в 1-10 сек пропускают постоянный ток величиной 10-60% от номинального значения силы тока обмотки. Интервалы действия постоянного тока при этом чередуют паузами, отличающимися от указанных интервалов в 0,5-1,5 раз. В частном случае изобретения для пропускания через обмотку постоянного тока на ее концы подают заведомо малое постоянное напряжение, которое увеличивают до достижения силой постоянного тока задаваемой величины. В другом частном случае во время пауз определяют сопротивление изоляции и при достижении его заданного значения прекращают подачу тока. Обеспечивается сушка изоляции обмоток, исключающая риск повреждения материала изоляции при уменьшении времени сушки. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.

Вращающаяся электрическая машина и способ ее изготовления (варианты) // 2608080

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу изготовления вращающихся электрических машин, а также к вращающимся электрическим машинам. Способ изготовления свободнонесущей катушки электрической машины, при котором катушка охватывает внутреннюю деталь уже при изготовлении, которая используется и при изготовлении катушки в качестве вспомогательного средства для формообразования катушки. На первом шаге катушку (5) электродвигателя наматывают между двумя торцевыми поверхностями (4; 4') на магнитную внутреннюю деталь (2), при этом катушка электродвигателя полностью окружает внутреннюю деталь (2). На втором шаге происходит формообразование катушки (5) электродвигателя посредством уплотнения проводов обмотки посредством того, что вал (1) с поверхностью внутренней детали (2) перемещают относительно внутренней стороны катушки (5) электродвигателя, прежде всего эксцентрически обкатывают по ней, и катушка электродвигателя прижимается к упору (7). На третьем шаге уплотненную катушку (5) электродвигателя спекают за счет подвода тепла. Технический результат состоит в упрощении технологии изготовления безжелезных якорей электрических машин. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.