Análisis de la estructura de aislamiento de motores grandes y medianos de alto voltaje.

1. Estructura de aislamiento de armadura del motor de CC.

  Estructura de aislamiento de armadura de Motor de corriente continua se compone de aislamiento de devanado, aislamiento de conmutador, aislamiento de soporte, aislamiento de amarre de cables y aislamiento de capas intermedias. Debido a los diferentes tipos, niveles de voltaje y materiales de unión de los devanados del inducido, la estructura de aislamiento del inducido varía en algunos lugares.

  1.1 Aislamiento del devanado del inducido La estructura del aislamiento del devanado del inducido varía según los diferentes tipos de estructuras de devanado. Para mejorar el rendimiento a prueba de humedad, los devanados del inducido de los grandes motores de CC generalmente adoptan un aislamiento continuo.

  1.1.1 El aislamiento espira a espira se utiliza para aislar componentes adyacentes en la misma bobina y solo soporta voltaje entre chips. El aislamiento entre vueltas de los grandes motores de CC generalmente adopta una capa medio traslapada de cinta de mica de 0.1 mm fuera del cable de cobre desnudo, o adopta directamente un cable de doble vidrio esmaltado de alta resistencia. Los motores pequeños y medianos generalmente utilizan alambre envuelto en fibra de vidrio doble. Para motores grandes aislados con película Clase F, se pueden semilaminar y sinterizar películas delgadas de 0.05 mm sobre el conductor, o se puede agregar una capa de cinta de vidrio. Los motores medianos y pequeños están semisuperpuestos con una capa de película de 0.05 mm o la película está "sinterizada" sobre el conductor.

  1.1.2 El aislamiento principal para aislamiento a tierra deberá soportar el voltaje total entre la bobina y el núcleo de hierro. Motor grande de 1000 V: la cinta de mica alquídica de 0.14 mm está medio lapeada en tres capas. Motor mediano de 660 voltios: cinta de mica alquídica de 0.14 mm medio traslapada con dos capas (aislamiento continuo) o lámina de mica de 0.2 mm envuelta con dos capas (aislamiento de manga). Motor grande de película clase F: película de poliimida de 0.05 mm semilapeada con cuatro capas. Motores medianos y pequeños clase F o clase H: película de poliimida de 0.05 mm medio lapeada con 2-3 capas.

  1.1.3 La cinta de tela protectora protege principalmente el aislamiento principal de daños mecánicos. Generalmente, el motor con aislamiento Clase B adopta una capa enrollada plana o medio solapada de cinta de vidrio de 0.1 mm. El aislamiento de película de clase F generalmente no necesita cinta de tela protectora. A veces, por motivos de fiabilidad, también se utiliza una cinta de vidrio de 0.1 mm para el medio lapeado.

  1.1.4 El método de aislamiento y el material del extremo del devanado de la armadura son generalmente los mismos que los de la parte recta, excepto que el aislamiento al suelo se puede envolver 1-2 capas menos que la parte recta. Aunque existe tensión plena al final de la tierra y entre capas, se debe principalmente a la existencia de aislamiento entre capas y aislamiento de soporte, y también para mejorar las condiciones de enfriamiento. Por lo tanto, el aislamiento al final del devanado debe reducirse adecuadamente durante la fabricación.

  1.2 Aislamiento protector de la bobina en la ranura

  1.2.1 El aislamiento de la ranura deberá evitar que la bobina se raye con las rebabas de la ranura o el borde afilado de la ranura. Aislamiento de clase B: aislamiento compuesto de tela barnizada de vidrio amarillo con película de poliéster de 0.2 mm, aislamiento compuesto de papel de cubierta verde con película de poliéster de 0.2 mm o papel de cubierta verde de 0.2 mm en su lugar. Aislamiento de película clase F: tela de pintura de poliimida de vidrio amarillo de 0.15 mm o tela de pintura de poliimida de 0.1 mm.

  1.2.2 La tira espaciadora inferior de la ranura y la tira espaciadora entre capas deben proteger el devanado de daños mecánicos durante el devanado. El aislamiento de clase B adopta una placa de mica blanda alquídica de 0.5 mm. El aislamiento de clase F adopta un tablero de tela de vidrio de éter de difenilo o un tablero de mica orgánica de silicona.

  1.3 La estructura de aislamiento fijo al final de la bobina de la armadura se ilustra tomando como ejemplo el devanado de rana de cuatro capas con un orificio de ventilación en el medio del extremo:

  1.3.1 Aislamiento de soporte Aislamiento de motor grande Clase B, generalmente la capa más interna está medio envuelta con cinta de vidrio de 0.1 mm, la capa exterior está medio envuelta con cinta de mica alquídica de 0.14 mm, la capa exterior está envuelta con dos capas de mica blanda de 0.3 mm placa, y la capa exterior está medio envuelta con cinta de película de poliéster de 0.03 mm y cinta de vidrio de 0.1 mm respectivamente. El aislamiento de clase F generalmente utiliza cinta de mica orgánica de silicona y placa de mica para reemplazar la cinta de mica alquídica.

  1.3.2 El aislamiento de la capa intermedia final soporta todo el voltaje entre las capas de bobinas y protege las bobinas del aplastamiento mutuo. El aislamiento de clase B generalmente está hecho de dos capas de placa de mica acolchada de 0.5 mm y está envuelto con tela de fibra de vidrio de 0.1 mm para evitar que salga volando durante la operación. El aislamiento de Clase F generalmente está hecho de placa de mica orgánica de silicio o película de Clase F.

  1.3.3 El alambre de acero debe estar sujeto para aislar el alambre de acero del devanado y proteger el devanado para que no se raye con el alambre de acero. Cerca del devanado, primero se enrollará una capa de cartón aislante amarillo de 0.6 mm, se enrollarán afuera dos capas de tablero de mica acolchado de 0.5 mm (envuelto con tela de fibra de vidrio) y se enrollará afuera una capa de cartón aislante amarillo de 1 mm , y cada capa se sujetará con cinta de fibra de vidrio. Para evitar fugas, el aislamiento del alambre de acero debe ser de 8 a 15 mm más ancho que cada lado del aro de alambre de acero. Para limitar la pérdida de corrientes parásitas en el aro de acero, se colocará una capa de papel de amianto de 0.2 mm entre cada 10 vueltas de alambre de acero para aislarlas entre sí. Para aislamiento Clase F con alambre de acero, se utilizan tableros de tela de vidrio de éter difenilo y tableros de mica orgánica de silicona. Si se utiliza cinta sin trama para unir los extremos, no se necesita aislamiento.

  1.3.4 Estructura de aislamiento del conmutador La mica del conmutador desempeña el papel de aislamiento entre láminas y aumenta la elasticidad del conmutador. Se requiere que el contenido de caucho sea pequeño. Generalmente, se utiliza la placa de mica del conmutador 1.0 de 1.1 mm o 5531 mm. El tablero de mica orgánica de silicona se utiliza para aislamiento Clase F. El anillo en V lleva el voltaje a tierra en el conmutador y soporta la fuerza de apriete del anillo de presión en el conmutador. Generalmente se forma prensando en caliente una placa de mica goma laca 5238, con un espesor de 2 mm a 1000 voltios. El aislamiento clase F es una placa de mica orgánica de silicio. Para evitar que entre polvo en la cara 3° del conmutador, el conmutador está recubierto y sellado con pintura epoxi fenólica y resina orgánica de silicio 1053 para aislamiento Clase F. Para evitar que la parte expuesta del anillo en V salga despedida durante la operación, el anillo en V debe atarse con una cuerda de fibra de vidrio, una correa de fibra de vidrio o una correa de fibra de vidrio sin trama.

  1.3.5 Tratamiento de aislamiento general de la armadura Después de desactivarla, la armadura se sumergirá con pintura 1032 o 3404 tres veces para mejorar la resistencia a la humedad, y la superficie se rociará con pintura de esmalte gris 1321 o 8363 para mejorar las cenizas, el aceite y el moho. resistencia.

  1.4 Aislamiento de polo de la estructura de aislamiento del polo principal del motor de CC: resista el voltaje de la bobina del polo principal a tierra.

  1.4.1 El aislamiento del cuerpo del electrodo moldeado está hecho de tela de vidrio epoxi fenólico mediante prensado en caliente, con un espesor de 4 mm.

  1.4.2 Envuelva dos capas de tela de fibra de vidrio de 0.1 mm, luego envuelva cinco capas de lámina de mica alquídica de 0.2 mm en el exterior y envuelva dos capas de tela de fibra de vidrio de 0.1 mm alrededor de la capa más externa. Se aplicará pintura epoxi fenólica entre capas, y cada capa se planchará con plancha eléctrica.

1.4.3 Aislamiento del devanado de compensación al aislamiento a tierra. La cinta de mica de 0.14 mm está medio traslapada para tres capas, y la cinta de fibra de vidrio de 0.1 mm está medio traslapada para una capa (o la cinta de mica adhesiva de grado 0.17 * 25B 5438 está medio traslapada para cuatro capas, y prensado en caliente). Una capa de aislamiento compuesto de tela de vidrio con película de poliéster de 0.2 mm para el aislamiento del tanque y una capa de tela de vidrio epoxi fenólico de 0.5 mm para la tira de amortiguación del fondo del tanque.

  1.4.4 El devanado del polo principal es un devanado del polo principal de una sola capa con aislamiento. Cuatro capas de tela de vidrio epoxi fenólico de 0.1 mm se rellenan entre vueltas y se prensan en caliente. La primera y las dos últimas vueltas se envuelven con cinta de mica de 0.14 mm y cinta de vidrio de 0.1 mm respectivamente. Bobinado de polo principal multicapa, alambre envuelto en fibra de vidrio doble esmaltado de alta resistencia o alambre envuelto en fibra de vidrio doble para aislamiento entre vueltas. Se coloca una capa de cinta de vidrio de 0.1 mm hasta la mitad en el exterior para protección y aislamiento, y se sumerge en pintura 3404 una vez. Bobinado en serie (bobinado de ecualización): la cinta de mica de 0.14 mm se traslapa hasta la mitad en tres capas, la cinta de vidrio de 0.1 mm se traslapa hasta la mitad en una capa y se sumerge en pintura 3404 (grado 1 kV). arandela aislante, 3240 hoja de epoxi, pintado con pintura 3404. El espesor depende de la distancia de fuga. Tratamiento de aislamiento general del poste principal: remoje la pintura 3404 una vez para aumentar la conductividad térmica y la resistencia a la humedad.

  1.5 Estructura de aislamiento del polo de conmutación El devanado del polo de conmutación se puede fijar de diferentes formas debido a la diferente capacidad y uso del motor, y su estructura de aislamiento también es ligeramente diferente. El devanado del polo de conmutación generalmente está envuelto con alambre de cobre, sin aislamiento entre capas. El aislamiento del cuerpo del poste es completamente igual que el envoltorio del cuerpo del poste principal. Hay dos tipos de aislamiento de tornillos: uno consiste en utilizar un tubo de tela de vidrio epoxi fenólico con un espesor de pared de 1.0 ~ 2.0 mm como aislamiento de tornillos, el otro consiste en envolver una tela de vidrio epoxi fenólico de 0.1 mm en el tornillo para prensarlo en caliente. El bloque amortiguador aislante y el bloque amortiguador triangular son tableros de tela de vidrio fenólico epoxi 3240. Aislamiento de la abrazadera: tres capas de cinta de mica de 0.14 mm y una capa de cinta de vidrio de 0.1 mm están semisuperpuestas para enrollar el polo de conmutación en la abrazadera, y el ancho de cada lado es 50 mm mayor que el de la abrazadera. Aislamiento del clip de fijación: dos capas de tablero de mica blanda de 0.3 mm (interior), dos capas de cartón aislante de 0.2 mm (exterior), ancho superior a 12.5 mm en cada lado del clip de fijación Φ L Se debe sujetar el cable de vidrio.

  1.6 Aislamiento de otras partes del motor DC

  1.6.1 Aislamiento de perforación de armadura Clase B cepillo aislante Pintura de lámina de acero al silicio 1611. Cepillo aislante clase H Pintura orgánica silicona 1053.

  1.6.2 El aislamiento de grado B de la armadura, el polo principal y el tornillo de tensión del polo inversor generalmente se envuelve continuamente con cinta de mica de caucho 5438B y se forma mediante prensado en caliente. Envoltura continua de cinta de film para grado F

  2. Aislamiento del estator del motor de CA de alto voltaje

  2.1 Estructura de aislamiento del estator de un motor de CA de alto voltaje: debido a los diferentes grados de voltaje, materiales de aislamiento y capacidades del motor, tiene un gran impacto en la confiabilidad del funcionamiento. Existen muchos tipos de estructuras de aislamiento del estator. El motor de alto voltaje de CA tiene tres niveles de voltaje: 3000 V, 6000 V y 10000 V (10500 V). Hay tres grados de aislamiento: A, B y F. En la actualidad, se han eliminado los devanados del estator aislados Clase A y se utilizan ampliamente los aislamientos Clase B y Clase F. Debido a los diferentes hábitos de proceso, equipos de proceso y fuentes de materiales aislantes de varios fabricantes, existen básicamente tres tipos de estructuras de aislamiento de estator de alto voltaje con aislamiento de clase B: estructuras de aislamiento compuestas. La parte lineal se forma presionando en caliente cinta de mica de caucho de grado 5438B, y la parte final se superpone continuamente con cinta de tela de pintura de vidrio amarilla (o cinta de mica asfáltica, cinta de caucho de silicona autoadhesiva, etc.). La razón es que el aislamiento de caucho Clase B tiene poca elasticidad después del curado, es difícil incrustar cables y el extremo es vulnerable a daños mecánicos, por lo que se utilizan otros materiales aislantes en el extremo. Sin embargo, el extremo de la estructura de aislamiento compuesto tiene poca resistencia eléctrica y resistencia a la humedad. En la actualidad, la mayoría de los fabricantes nacionales también adoptan estructuras compuestas. Estructura suave en línea descendente de todos los extremos de mica. El aislamiento de toda la bobina a tierra se realiza mediante cinta de mica de caucho Clase B. La parte recta se prensa en caliente y el extremo no se solidifica. Está envuelto con una capa de cinta de resina termocontraíble. Se aplica la línea descendente suave. Después de la línea descendente, ambos extremos se sumergen en pintura. Todo el polvo de mica se sumerge en una estructura aislante de pintura. La parte lineal y el extremo de la bobina están aislados del suelo con cinta de mica. La bobina se enrolla directamente sin curar y el estator se sumerge en pintura después de enrollarlo. En la actualidad, todos los motores de CA de alto voltaje producidos en el extranjero (Estados Unidos, Alemania, Japón, etc.) son de Clase F.

  2.2 El aislamiento entre espiras del motor de CA de alto voltaje es de 3 kV: generalmente, se utilizan alambres de vidrio dobles y tres alambres de vidrio, se rellena una capa de cinta de mica entre las capas y se aplica pintura epoxi fenólica para prensado en caliente. Grado de 6 kV: se utiliza alambre esmaltado de alta resistencia con doble envoltura de fibra de vidrio, doble envoltura de fibra de vidrio, la mitad exterior se envuelve con una capa de cinta de mica y se cepilla con pintura epoxi fenólica para prensado en caliente. Grado 10kV: una capa más de cinta de mica que el grado 6kV.

  2.3 La estructura de aislamiento y el método de tratamiento del aislamiento del estator a tierra son diferentes debido a los diferentes procesos de aislamiento, materiales de aislamiento y niveles de voltaje.

  2.4 Los materiales de aislamiento y los métodos de tratamiento del aislamiento del cuerpo del polo, el aislamiento entre espiras y la junta aislante del aislamiento del devanado del polo de la máquina síncrona son idénticos a los del aislamiento del polo principal del motor de CC.

3. Tendencia en el aislamiento de motores

  Debido al progreso de los materiales y la tecnología, el aislamiento de los motores de CA de alto voltaje en China se ha hecho de cinta de mica de caucho de grado B plana con barniz impregnante a base de epoxi con aislamiento termoelástico (el llamado aislamiento termoelástico se refiere a hacer que el coeficiente de expansión térmica de la estructura de aislamiento casi igual al coeficiente de expansión térmica del cobre, de modo que el borde del aislamiento se expande y contrae con el cobre, y la estructura de aislamiento siempre puede adherirse a la superficie del cable de cobre sin desplazamiento relativo, por lo que no hay espacio). Ha reemplazado completamente la estructura de aislamiento de grado A anterior de pegamento asfáltico + cinta de biotita y está evolucionando hacia la impregnación integral del estator. Esto no sólo mejora el grado de aislamiento y la resistencia eléctrica del aislamiento, sino que también reduce el volumen del motor, ahorra materiales de mica de gran tamaño y mejora aún más la confiabilidad del aislamiento.

  La tendencia de desarrollo del aislamiento de motores de CC es mejorar el grado de aislamiento y fabricar la película aislante. Las medidas son: en primer lugar, se utilizan fibras y películas de resinas aromáticas y heterocíclicas (como poliamida, poliimida, poliamida imida, etc.) como aislamiento entre espiras del motor y aislamiento principal. En segundo lugar, se utiliza un barniz impregnante resistente al calor (como el éter difenilo y la pintura orgánica de silicona modificada). Estas películas aromáticas y heterocíclicas tienen las ventajas de alta resistencia eléctrica, resistencia a altas temperaturas, buena resistencia, resistencia a la corrosión y resistencia a la radiación.

  No solo se puede mejorar el grado de aislamiento a F y H (el material de la película en sí es aislamiento H, que generalmente se fabrica a F debido a la fácil solución del barniz impregnado, el horno de calentamiento y otros materiales de soporte en la fabricación de grandes motores de CC) , pero también se reduce considerablemente el espesor del aislamiento y se reduce el volumen del motor. Por lo tanto, los indicadores técnicos y el rendimiento del motor mejoran enormemente.

  Muchas fábricas han trabajado mucho para reemplazar el aislamiento original de Clase B por una película de Clase H, con resultados notables y cierta experiencia. En la actualidad, los fabricantes de motores nacionales han comenzado a probar la producción de motores grandes con película aislante de grado F.