Файл: Глава 3 Конструкция и схемы обмоток электрических машин.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 27.04.2019
Просмотров: 2462
Скачиваний: 6
Таблица 3.2. Изоляция обмоток из круглого провода статоров асинхронных двигателей с высотой оси вращения h≥280 мм на напряжение до 660 В
|
Рисунок |
Позиция |
Материал |
Число слоев |
Односторонняя толщина изоляции, мм |
|||||||||
|
Наименование, марка |
Толщина, мм |
||||||||||||
|
Класс нагревостойкости |
Класс нагревостойкости |
||||||||||||
|
В |
F |
H |
B |
F |
H |
B |
F |
H |
|||||
|
|
1* |
Пленкосинтокартон |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ПСК-Л |
ПСК-Ф |
ПСК-Н |
0,25 |
0,28 |
0,28 |
1 |
0,25 |
0,28 |
0,28 |
||||
|
2** |
Электронит |
0,3 |
0,3 |
0,28 |
1 |
0,3 |
0,3 |
0,28 |
|||||
|
— |
Общая толщина пазовой изоляции |
0,55 |
0,58 |
0,56 |
— |
0,55 |
0,58 |
0,56 |
|||||
|
Лакотканеслюдопласт |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
ГИТ-ЛСБ-ЛСЛ |
ГИП-ЛСП-ЛСЛ |
ГИК-ЛСК-ЛСЛ |
0,55 |
0,55 |
0,55 |
1 |
0,55 |
0,55 |
0,55 |
|||
|
Пленкосинтокартон |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
4 |
ПСК-Л |
ПСК-Ф |
ПСК-Н |
0,25 |
0,28 |
0,28 |
1 |
0,25 |
0,28 |
0,28 |
|||
|
5 |
ПСК-Л |
ПСК-Ф |
ПСК-Н |
0,25 |
0,28 |
0,28 |
1 |
0,25 |
0,28 |
0,28 |
|||
* К обмотке
** К стенке паза
Примечание. Междуфазовые прокладки в лобовых частях выполняют из лакотканеслюдопласта.
Катушечные обмотки из прямоугольного провода. В машинах мощностью более 100 кВт для придания катушкам большей механической прочности их выполняют из прямоугольного провода и укладывают в пазы с параллельными стенками (рис. 3.6). Катушки наматывают на фигурных шаблонах и уже до укладки в пазы им придают окончательную форму. После укладки лобовые части соседних катушек связывают между собой, а при больших вылетах лобовых частей закрепляют к бандажным кольцам.
Рис. 3.6. Поперечное сечение пазов статора
с обмоткой из прямоугольного провода:
а — полуоткрытого; б — открытого
Упорядоченное расположение лобовых частей катушек позволяет создать с помощью различных прокладок и бандажей жесткую систему, выдерживающую большие ударные механические нагрузки. При этом обеспечивается возможность прохода воздуха между лобовыми частями соседних катушек, что существенно улучшает условия охлаждения по сравнению с обмоткой из круглого провода. При номинальных напряжениях 3 кВ и выше или в машинах специальных исполнений (влагостойком, химостойком и т. п.) при любых напряжениях катушки имеют непрерывную или гильзовую изоляцию и укладываются в открытые прямоугольные пазы.
Гильзовую изоляцию (табл. 3.3 и 3.4) широко применяют в обмотках машин высокого напряжения. После опрессовки и запечки твердые гильзы имеют высокое пробивное напряжение и высокую механическую прочность. Основным недостатком изоляции является наличие слабого (в электрическом отношении) звена — места стыка двух видов изоляции: гильзовой на прямолинейной пазовой части катушки и непрерывной на лобовой. Этот участок находится непосредственно у выхода прямолинейной части катушки из паза в месте наибольшей напряженности электрического поля — вблизи угла магнитопровода. Тот же участок испытывает и наибольшие деформации как при укладке обмотки, так и при работе машины, так как жесткость лобовых частей катушек существенно меньше, чем пазовых, заключенных в изоляционную гильзу. Поэтому опасность пробоя изоляции в этих местах увеличивается. Для обеспечения надежности принимают специальные меры для усиления изоляции на стыках гильзовой и непрерывной изоляций катушек.
Таблица 3.3. Гильзовая изоляция класса нагревостойкости F обмоток статоров машин переменного тока мощностью от 100 до 1000 кВт на напряжение 3000—3300 В
|
Часть обмотки |
Позиция |
Материал |
Число слоев |
Толщина изоляции, мм |
||||
|
Наименование |
Марка |
Толщина, мм |
по ширине |
по высоте |
по ширине |
по высоте |
||
|
Пазовая
|
1 |
Изоляция проводника |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
2 |
Стеклянная лента |
ЛЭС |
0,1 |
1 слой в разбежку |
0,2 |
0,2 |
||
|
3 |
Стекломикафолий |
МФП-Т |
0,2 |
0,5 оборота |
2,6 |
2,6 |
||
|
|
Толщина изоляции катушки |
— |
— |
— |
— |
2,8 |
2,8 |
|
|
|
Допустимые отклонения |
— |
— |
— |
— |
+0,4 |
+0,6 -1,2 |
|
|
4 |
Стеклолакоткань |
ЛСК |
0,15 |
2 |
3 |
0,3 |
0,45 |
|
|
5 |
Стеклотекстолит |
СТЭФ |
0,5 |
— |
1 |
— |
0,5 |
|
|
6 |
То же |
СТЭФ |
0,5 |
— |
1 |
— |
0,5 |
|
|
7 |
« |
СТЭФ |
1,0 |
— |
1 |
— |
1,0 |
|
|
|
Допуск на укладку |
— |
— |
— |
— |
0,5 |
0,5 |
|
|
|
Всего на паз без клина |
— |
— |
— |
— |
3,6 |
8,6 |
|
|
Лобовая
|
8 |
Стеклянная лента |
АЭС |
0,1 |
1 слой в разбежку |
0,2 |
0,2 |
|
|
9 |
Стекломикалента |
ЛФЭ-ТТ |
0,13 |
5 слоев вполнахлеста |
2,6 |
2,6 |
||
|
10 |
Стеклянная лента |
ЛЭС |
0,1 |
1 слой вполнахлеста |
0,4 |
0,4 |
||
|
|
Разбухание от пропитки |
— |
— |
— |
— |
0,5 |
0,5 |
|
|
|
Толщина изоляции катушки |
— |
— |
— |
— |
3,7 |
3,7 |
|
|
|
Допустимые отклонения |
— |
— |
— |
— |
+0,5 |
+1,0 |
|
|
Выводные концы |
|
Стекломикалента |
ЛФЭ-ТТ |
0,13 |
4 слоя вполнахлеста |
— |
— |
|
|
|
Стеклянная лента |
ЛЭС |
0,1 |
1 слой вполнахлеста |
— |
— |
||
Современная конструкция непрерывной, пропитанной в компаундах изоляции (табл. 3.5) по своим изоляционным свойствам мало уступает гильзовой, но более надежна из-за однородности слоя изоляции на пазовых и лобовых частях катушек, большей стойкости и коронированию и большей влагостойкости. Пропитка непрерывной изоляции на основе слюдинитовых лент в эпоксидных компаундах с последующей ее запечкой создает систему прочной в электрическом и механическом отношениях термореактивной изоляции. Современные конструкции термореактивной изоляции типа «Монолит» («Монолит-2», «Монолит-4») широко применяют для обмоток машин на номинальное напряжение 3 кВ и выше.
Для обмоток применяют прямоугольные провода с площадью поперечного сечения не более 17...20 мм2, так как при больших сечениях в проводниках обмотки значительно увеличиваются потери от вихревых токов.
Чтобы уменьшить влияние эффекта вытеснения тока на равномерность распределения плотности тока в каждом из проводников, их располагают в пазу плашмя, широкой стороной сечения параллельно дну паза. Если требуемое сечение витка превышает 20 мм2, то эффективный проводник образуют из двух или, реже, из четырех или из большего, но обязательно четного числа элементарных проводников.
В катушках, намотанных из двух элементарных проводников, они располагаются рядом на одной высоте (рис. 3.7, а), чтобы их индуктивное сопротивление было одинаково. Взаимное расположение четырех элементарных проводников показано на рис. 3.7, б.
Рис. 3.7. Взаимное расположение элементарных проводников
в катушке из прямоугольного провода:
а — при
;
б — при
;
1 — элементарные проводники; 2 — проводниковая изоляция;
3 — витковая изоляция; 4 — пазовая изоляция
Напряжение между витками в обмотках машин при среднем уровне индукции возрастает с увеличением их габаритов, так как при этом возрастает магнитный поток машины. Машины высокого напряжения изготовляют, как правило, больших мощности и габаритов. Напряжение между витками в их обмотках при номинальном режиме достигает нескольких десятков вольт. Например, в асинхронных двигателях мощностью около 1000 кВт с номинальным напряжением 6 кВ напряжение между витками превышает 50 В. При различных перенапряжениях, связанных с коммутационными процессами (включением и отключением двигателей) или атмосферными (грозовые перенапряжения), этот уровень может повышаться в несколько раз. Особенно большие перенапряжения, в десятки и более раз, приходятся на витки первой катушки каждой фазы. Поэтому вопросам увеличения надежности витковой изоляции обмоток крупных электрических машин уделяют большое внимание.
Таблица 3.4. Гильзовая термореактивная изоляция класса нагревостойкости В обмоток статоров машин переменного тока мощностью 100…1000 кВт на напряжение 6600 В
|
Часть обмотки |
Позиция |
Назначение изоляции |
Материал |
Число слоев |
Двусторонняя толщина изоляции, мм, при числе проводников в катушке |
||||||||||||||||||
|
Наименование |
Марка |
Толщина, мм |
по ширине |
по высоте |
|||||||||||||||||||
|
1 |
2 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||||||||
|
Пазовая
|
1 |
Витковая |
Собственная изоляция провода ПЭТВСД |
— |
0,5 на две стороны |
— |
0,5 |
1,0 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
6,5 |
7,0 |
7,5 |
|
|
2 |
Корпусная |
Полотно стеклослюдинитовое |
— |
0,17 |
— |
4,0 |
4,0 |
||||||||||||||||
|
|
|
Распухание изоляции провода |
— |
— |
— |
0,05 |
0,10 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
0,55 |
0,60 |
0,65 |
0,70 |
0,75 |
||
|
3 |
Покровная |
Стеклянная лента |
ЛЭС |
0,1 |
1 слой впритык |
0,2 |
0,2 |
||||||||||||||||
|
|
Всего изоляции в катушке |
4,75 |
5,30 |
5,30 |
5,85 |
6,40 |
6,95 |
7,50 |
8,05 |
8,10 |
9,15 |
9,70 |
10,25 |
10,8 |
11,35 |
11,90 |
12,45 |
||||||
|
4 |
Прокладка |
Стеклотекстолит |
СТ-1 |
0,5 |
1 |
— |
0,5 |
||||||||||||||||
|
5 |
То же |
То же |
СТ-1 |
1 |
2 |
— |
2,0 |
||||||||||||||||
|
6 |
« |
« |
СТ-1 |
0,5 |
1 |
— |
0,5 |
||||||||||||||||
|
|
|
Зазор на укладку |
— |
— |
— |
0,2 |
— |
||||||||||||||||
|
|
Всего изоляции в пазу |
4,95 |
5,5 |
13,6 |
14,7 |
15,8 |
16,9 |
18,0 |
19,1 |
20,2 |
21,3 |
22,4 |
23,5 |
24,6 |
25,7 |
26,8 |
27,9 |
||||||
|
Лобовая
|
1 |
Витковая |
Собственная изоляция провода ПЭТВСД |
|
0,5 на две стороны |
— |
0,5 |
1,0 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,5 |
6,0 |
6,5 |
7,0 |
7,5 |
|
|
|
— |
Разбухание изоляции |
— |
— |
— |
0,05 |
0,10 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
0,55 |
0,60 |
0,65 |
0,70 |
0,75 |
||
|
7 |
Корпусная |
Слюдопласто- лента |
СЛФЧ |
0,13 |
3 слоя вполнахлеста |
1,56 |
1,56 |
||||||||||||||||
|
8 |
« |
Стеклоэкспо новая лента |
ЛСЭЛ |
0,17 |
3 слоя вполнахлеста |
2,04 |
2,04 |
||||||||||||||||
|
9 |
Покровная |
Стеклянная лента |
ЛЭС |
0,1 |
1 слой вполнахлеста |
0,4 |
0,4 |
||||||||||||||||
|
|
|
Разбухание изоляции |
— |
— |
— |
1,0 |
1,0 |
||||||||||||||||
|
|
|
Всего изоляции в катушке |
|
|
|
5,55 |
6,10 |
6,10 |
6,65 |
7,20 |
7,75 |
8,30 |
8,85 |
9,40 |
9,95 |
10,50 |
11,05 |
11,60 |
12,15 |
12,7 |
13,25 |
||
Таблица 3.5. Непрерывная изоляция класса нагревостойкости В
обмоток статоров машин переменного тока на напряжение до 10000 В
|
Часть обмотки |
Позиция |
Материал |
Число слоев, не менее |
Толщина изоляции, мм |
||
|
Наименование, марка |
Толщина, мм |
по ширине |
по высоте |
|||
|
Пазовая
|
|
Витковая изоляция |
|
|
|
|
|
1 |
Изоляция проводника |
— |
|
|
|
|
|
|
Корпусная изоляция |
|
|
|
|
|
|
2 |
Стеклослюдинитовая лента ЛС на напряжение: |
0,13 |
|
|
|
|
|
|
10,5 кВ |
|
9 вполнахлеста |
6 |
6 |
|
|
|
6,6 кВ |
|
6 вполнахлеста |
4,5 |
4,5 |
|
|
|
< 660 В |
|
3 вполнахлеста |
2 |
2 |
|
|
3 |
Лента стеклянная ЛЭС. Толщина изоляции катушечной стороны на напряжение: |
0,1 |
1 встык |
0,2 |
0,2 |
|
|
|
10,5 кВ |
|
|
6,2 |
6,2 |
|
|
|
6,6 кВ |
|
|
4,7 |
4,7 |
|
|
|
< 660 В |
|
|
2,2 |
2,2 |
|
|
|
Прокладки в пазу |
|
|
|
|
|
|
4 |
Стеклотекстолит СТ-1 |
1 |
2 |
|
2 |
|
|
5,6 |
Стеклотекстолит СТ-1. Общая толщина изоляции на паз на напряжение: |
0,5 |
2 |
|
1 |
|
|
|
10,5 кВ |
|
|
6,2 |
15,4 |
|
|
|
6,6 кВ |
|
|
4,7 |
12,4 |
|
|
|
< 660 В |
|
|
2,2 |
7,4 |
|
|
Лобовая
|
1 |
Изоляция проводника |
— |
— |
— |
— |
|
7 |
Стеклослюдинитовая лента ЛС на напряжение: |
0,13 |
|
|
|
|
|
|
10,5 кВ |
|
9 вполнахлеста |
6 |
6 |
|
|
|
6,6 кВ |
|
6 вполнахлеста |
4,5 |
4,5 |
|
|
|
< 660 В |
|
3 вполнахлеста |
2 |
2 |
|
|
8 |
Лента стеклянная ЛЭС (покровная) |
0,1 |
1 встык |
0,2 |
0,2 |
|
|
|
Неплотности и неровности. Общая толщина изоляции катушечной стороны на напряжение: |
— |
— |
1 |
1 |
|
|
|
10,5 кВ |
|
|
7,2 |
7,2 |
|
|
|
6,6 кВ |
|
|
5,7 |
5,7 |
|
|
|
< 660 В |
|
|
3,2 |
3,2 |
|
В современных машинах высокого напряжения витковую изоляцию выполняют из ленточного материала (микаленты или стекломикаленты), который накладывают по всей длине каждого из витков поверх проводниковой изоляции.
Если эффективный проводник обмотки состоит из нескольких элементарных, витковая изоляция охватывает одновременно все элементарные проводники (см. рис. 3.7.). Толщина витковой изоляции для обмоток машин высокого напряжения приведена в табл. 3.6.
Таблица 3.6. Витковая изоляция обмоток статоров машин переменного тока
с гильзовой изоляцией на напряжение 3300 В и непрерывной компаундированной
на напряжение 3300…6600 В
|
Класс нагревостойкости |
Исполнение корпусной изоляции обмоток |
Марка обмоточного провода |
Витковая изоляция |
|
|
Материал, толщина, мм, и способ наложения |
Двусторонняя толщина изоляции одного витка, мм |
|||
|
Е, В |
Непрерывная компаундированная |
ПСД |
Микалента ЛФЧ-П, 0,1…0,13 мм, 1 слой в 1/3 нахлеста |
0,4…0,5 |
|
В |
Гильзовая |
ПСД |
Микалента ЛФЧ-П, 0,1…0,13 мм, 1 слой в 1/3 нахлеста |
0,4…0,5 |
|
F |
« |
ПСД |
Стекломикалента СЭЛГГ, 0,5…0,13 мм; 1 слой в 1/3 нахлеста |
0,5 |
|
B, F |
Гильзовая и непрерывная компаундированная |
ПЭТВСД |
— |
— |