Sähkömoottoreiden johdot ja eristys

Käämitysjohtojen eristyksen merkintä - oikosulkukatkosten estäminen. Pienjännitteisissä oikosulkumoottoreissa kierrosjännite on yleensä muutama voltti. Lyhyitä jännitepulsseja esiintyy kuitenkin päälle- ja poiskytkennässä, joten eristeellä on oltava suuri dielektrinen lujuusreservi. Vaimennus yhdessä kohdassa voi aiheuttaa sähkövaurioita ja vaurioittaa koko kelaa. Käämin eristyksen läpilyöntijännite. johtojen tulee olla useita satoja voltteja.

Käämilangat valmistetaan yleensä kuidusta, emalista ja emalieristeestä.

Selluloosapohjaisilla kuitumateriaaleilla on huomattava huokoisuus ja korkea hygroskooppisuus. Sähköisen lujuuden ja kosteudenkestävyyden lisäämiseksi kuitueriste kyllästetään erityisellä lakalla. Kyllästäminen ei kuitenkaan estä kosteutta, se vain vähentää kosteuden imeytymisnopeutta. Näistä haitoista johtuen kuitu- ja emalieristettyjä johtoja ei tällä hetkellä juuri käytetä sähkökoneiden käämitykseen.

Johdot, joita käytetään sähkömoottorien käämien valmistukseen

Pääasialliset emalieristetyt johdot, joita käytetään erilaisten sähkömoottoreiden käämien valmistukseen ja sähkölaitteet, — polyvinyyliasetaali-PEV-langat ja PETV-langat, joissa on korkea lämmönkestävyys polyesterilakoilla... Näiden johtojen etuna on niiden eristeen pieni paksuus, mikä mahdollistaa sähkömoottorin kanavien täyttömäärän lisäämisen. PETV-johtoja käytetään pääasiassa enintään 100 kW:n asynkronisten moottoreiden käämeissä.

Jännitteiset osat on myös eristettävä muista sähkömoottorin metalliosista. Ensinnäkin tarvitset staattori- ja roottorikanaviin asetettujen johtojen luotettavan eristyksen. Käytä tähän tarkoitukseen lakattuja kankaita ja lasikuitua, jotka ovat puuvilla-, silkki-, nylon- ja lasikuitupohjaisia ​​kankaita, jotka on kyllästetty lakalla. Kyllästäminen lisää lakattujen kankaiden mekaanista lujuutta ja parantaa eristysominaisuuksia.

Käytön aikana eristys altistuu erilaisille tekijöille, jotka vaikuttavat sen ominaisuuksiin. Peruslämmitys, kostutus, mekaaniset voimat ja ympäristön reaktiiviset aineet on otettava huomioon... Katsotaanpa näiden kunkin tekijän vaikutusta.

Kuinka lämmitys vaikuttaa sähkömoottoreiden eristysominaisuuksiin

Virran kulkemiseen johdon läpi liittyy lämmön vapautuminen, joka lämmittää sähkökoneen. Muita lämmönlähteitä ovat vaihtuvan magneettikentän vaikutuksesta aiheutuvat häviöt staattorin ja roottorin teräksessä sekä laakereiden kitkasta johtuvat mekaaniset häviöt.

Yleisesti ottaen noin 10 - 15 % kaikesta verkon kuluttamasta sähköenergiasta muunnetaan jotenkin lämmöksi, jolloin moottorin käämien lämpötila nousee ympäristön yläpuolelle. Kun moottorin akselin kuormitus kasvaa, käämien virta kasvaa. Tiedetään, että johtimissa syntyvän lämmön määrä on verrannollinen virran neliöön, joten moottorin ylikuormitus johtaa käämien lämpötilan nousuun. Miten tämä vaikuttaa eristäytymiseen?

Ylikuumeneminen muuttaa eristeen rakennetta ja huonontaa sen ominaisuuksia rajusti... Tätä prosessia kutsutaan vanhenemiseksi... Eristys haurastuu ja sen dielektrinen lujuus laskee jyrkästi. Pinnalle ilmestyy mikrohalkeamia, joihin kosteus ja lika tunkeutuu. Tulevaisuudessa osa käämeistä vaurioituu ja palaa. Käämien lämpötilan noustessa eristeen käyttöikä lyhenee huomattavasti.

Sähköeristysmateriaalien luokitus lämmönkestävyyden mukaan

Sähkökoneissa ja -laitteissa käytettävät sähköeristysmateriaalit jaetaan lämmönkestävyytensä mukaan seitsemään luokkaan. Näistä viittä käytetään asynkronisissa sähkömoottoreissa, joiden häkki on enintään 100 kW.

Kyllästämättömät selluloosa-, silkki- ja puuvillakuitumateriaalit kuuluvat luokkaan Y (sallittu lämpötila 90 °C), kyllästetyt selluloosa-, silkki- ja puuvillakuitumateriaalit, joissa on öljy- ja polyamidilakkapohjainen lankaeristys — luokkaan A asti (sallittu lämpötila 105 °C) ), synteettiset orgaaniset kalvot, joissa on polyvinyyliasetaattiin, epoksiin, polyesterihartseihin perustuva lankaeristys - luokkaan E (sallittu lämpötila 120 °C), kiille-, asbesti- ja lasikuitupohjaiset materiaalit, joita käytetään orgaanisten sideaineiden ja kyllästysyhdisteiden kanssa, emalit, joissa on korkea lämpö kestävyys - luokkaan B (sallittu lämpötila 130 °C), kiille-, asbesti- ja lasikuitupohjaiset materiaalit, joita käytetään yhdessä epäorgaanisten sideaineiden ja kyllästysyhdisteiden kanssa, sekä muut tätä luokkaa vastaavat materiaalit - luokkaan F asti (sallittu lämpötila 155 °C).

Sähkömoottorit on suunniteltu niin, että nimellisteholla käämien lämpötila ei ylitä sallittua arvoa... Yleensä lämmitysvaraa on pieni. Siksi nimellisvirta vastaa lämmitystä hieman rajan alapuolella. Laskelmissa ympäristön lämpötilaksi oletetaan 40 °C... Jos sähkömoottoria käytetään olosuhteissa, joissa lämpötilan tiedetään aina olevan alle 40 °C, se voi ylikuormittua. Ylikuormitusarvo voidaan laskea ottaen huomioon ympäristön lämpötila ja moottorin lämpöominaisuudet. Tämä voidaan tehdä vain, jos moottorin kuormitusta valvotaan tarkasti ja voit olla varma, että se ei ylitä laskettua arvoa.

Miten kosteus vaikuttaa sähkömoottoreiden eristysominaisuuksiin

Toinen tekijä, joka vaikuttaa merkittävästi eristeen käyttöikään, on kosteuden vaikutus. Korkealla ilmankosteudella eristemateriaalin pinnalle muodostuu märkä kalvo. Tässä tapauksessa eristeen pintavastus laskee jyrkästi. Paikallinen saastuminen edistää vesikalvon muodostumista. Halkeamien ja huokosten kautta kosteus tunkeutuu eristeeseen vähentäen sitä sähköinen vastus.

Kuitueristetyt johtimet eivät yleensä kestä kosteutta. Niiden kosteudenkestävyyttä lisää lakoilla kyllästäminen. Emali ja emalieristys kestävät paremmin kosteutta.

on huomioitava, että kostutusnopeus riippuu merkittävästi ympäristön lämpötilasta... Samassa suhteellisessa kosteudessa, mutta korkeammassa lämpötilassa, eriste kostuttaa useita kertoja nopeammin.

Kuinka mekaaniset voimat vaikuttavat sähkömoottoreiden eristysominaisuuksiin

Mekaaniset voimat käämeissä syntyvät koneen yksittäisten osien erilaisista lämpölaajenemista, kotelon tärinästä ja moottorin käynnistyksestä. Yleensä magneettinen piiri lämpenee vähemmän kuin kuparikelat, niiden laajenemiskertoimet ovat erilaiset. Tämän seurauksena kupari pidentää käyttövirralla millimetrin kymmenesosan enemmän kuin teräs. Tämä synnyttää koneen uraan mekaanisia voimia ja johtimien liikettä, mikä aiheuttaa eristeen kulumista ja lisärakojen muodostumista, joihin kosteus ja pöly tunkeutuu.

Käynnistysvirrat, 6–7 kertaa nimellisarvoa suuremmat, luovat sähködynaamiset ponnistelutverrannollinen virran neliöön. Nämä voimat vaikuttavat kelaan aiheuttaen muodonmuutoksia ja sen yksittäisten osien siirtymistä.Kotelon tärinä aiheuttaa myös mekaanisia voimia, jotka vähentävät eristeen lujuutta.

Moottoreiden penkkikokeet ovat osoittaneet, että tärinäkiihtyvyyksien kasvaessa käämien eristysvika voi kasvaa 2,5-3 kertaa. Tärinä voi myös aiheuttaa nopeutettua laakerien kulumista. Moottorin värähtelyjä voi johtua akselivirheestä, epätasaisesta kuormituksesta, epätasaisesta staattorin ja roottorin välisestä ilmavälistä ja jännitteen epätasapainosta.

Pölyn ja kemiallisesti aktiivisten väliaineiden vaikutus sähkömoottoreiden eristysominaisuuksiin

Ilmassa oleva pöly vaikuttaa myös eristyksen huononemiseen. Kiinteät pölyhiukkaset tuhoavat pinnan ja laskeutuessaan saastuttavat sen, mikä myös heikentää sähkölujuutta. Teollisuustilojen ilma sisältää kemiallisesti aktiivisten aineiden epäpuhtauksia (hiilidioksidi, rikkivety, ammoniakki jne.). Kemiallisesti aggressiivisissa ympäristöissä eristys menettää nopeasti eristysominaisuudet ja heikkenee. Molemmat tekijät, jotka täydentävät toisiaan, nopeuttavat merkittävästi eristeen tuhoutumisprosessia. Käämien kemiallisen kestävyyden lisäämiseksi sähkömoottoreissa käytetään erityisiä kyllästyslakkoja.

Kaikkien tekijöiden monimutkainen vaikutus sähkömoottoreiden käämeihin

Moottorin käämeihin kohdistuu usein samanaikaisesti kuumennusta, kosteutta, kemiallisia komponentteja ja mekaanista kuormitusta. Nämä tekijät voivat vaihdella moottorin kuormituksen luonteesta, ympäristöolosuhteista ja käytön kestosta riippuen. Vaihtuvakuormaisissa koneissa lämmitys voi olla hallitseva vaikutus.Kotieläinrakennuksissa toimivissa sähköasennuksissa moottorille vaarallisin on korkean kosteuden vaikutus yhdessä ammoniakkihöyryjen kanssa.

Voidaan kuvitella mahdollisuutta suunnitella tällainen moottori kestämään kaikkia näitä haitallisia tekijöitä. Tällainen moottori olisi kuitenkin ilmeisesti liian kallis, koska se vaatisi eristyksen vahvistamista, sen laadun merkittävää parantamista ja suuren turvallisuusmarginaalin luomista.

He toimivat eri tavalla. Moottorin luotettavan toiminnan varmistamiseksi käytetään mittausjärjestelmää normaalin käyttöiän varmistamiseksi. Ensinnäkin parempien materiaalien käytön ansiosta ne parantavat moottorin teknisiä ominaisuuksia ja sen kykyä kestää eristystä tuhoavien tekijöiden vaikutusta. Parantaa moottorin suojalaitteet… Lopuksi ne tarjoavat tukea sellaisten vikojen oikea-aikaiseen vianmääritykseen, jotka voivat johtaa kaatumisiin tulevaisuudessa.