Izolacija tuljavevisokonapetostni motorima velik vpliv na življenjsko dobo in ekonomski učinek motorja, kar je problem, ki ga mora vsak oblikovalec in tehnik skrbno upoštevati. Visokonapetostno tuljavo lahko do neke mere imenujemo srce motorja, kar neposredno določa življenjsko dobo motorja, ključnega pomena pa je tudi delovanje izolacijskega materiala, ki je pomemben sestavni del tuljave.
Izolacijska struktura in postopek obdelave visokonapetostnih motorjev v različnih državah lahko v grobem povzamemo takole:
(1) Večplastni lepilni trak iz sljude se neprekinjeno ovija, suši v vakuumu in nato vroče stisne (oblikuje ali hidravlično).
(2) Večplastni lepilni trak iz sljude se neprekinjeno ovija, brez vakuumskega sušenja, in neposredno oblikuje z vročim oblikovanjem.
(3) Manj lepilni sljudni trak se neprekinjeno ovije, vakuumsko potopi v smolo brez topil in nato oblikuje z vročim stiskanjem.
(4) Sljudni trak (ali beli zarodni trak) se neprekinjeno ovija, torej se črta razprši, nato pa se smola brez topil impregnira kot celota.
Poleg tega obstaja izolacija iz silikonske gume, pa tudi mešana izolacija iz silikonske gume in sljudnega traku. Silikonska guma ima odlično toplotno odpornost, odpornost proti mrazu, odpornost proti vlagi in koroziji, vendar so električne lastnosti in odpornost proti trganju slabe, zato se uporablja le za visokonapetostne motorje, ki delujejo v posebnih okoljih pod 6 kV.
Osnovne zahteve za visoko napetostizolacija tuljave:
Zadostna električna moč
Po eni strani je zaželeno, da je izolacija motorjev čim tanjša, po drugi strani pa je potrebna določena rezerva glede električne trdnosti. Ker je motor med delovanjem izpostavljen atmosferskim prenapetostim in obratovalnim prenapetostim: nenaden kratek stik, dolgotrajna temperatura in napetost, se izolacija postopoma stara, vibracije in mehanske obremenitve pa jo poškodujejo. Poleg tega se med proizvodnim procesom izvaja več preizkusov napetostne odpornosti, ki vsakič povzročijo subtilne sledi obrabe izolacijske strukture, tako imenovani kumulativni učinek. Vse to povzroči zmanjšanje električne trdnosti izolacije. Zato je treba pri načrtovanju strukture tuljave upoštevati določen varnostni faktor.
Nizka dielektrična izguba
Do dielektričnih izgub pride, ko je izolacijska struktura izpostavljena izmeničnemu električnemu polju. Dielektrične izgube zaradi povprečne toplote sicer niso velike, vendar so na posameznih šibkih točkah toplote še posebej koncentrirane. Če so dielektrične izgube na šibkih točkah zaradi toplote večje od oddane toplote, se bo lokalna temperatura izolacije še naprej zviševala. Z naraščajočo temperaturo se bodo dielektrične izgube še naprej povečevale, kar bo povzročilo močan upad elektromehanskih lastnosti izolacije, kar bo povzročilo lokalno toplotno prebojno okvaro na šibkih točkah. Zato dielektrične izgube v visokonapetostnem motorju ne smejo presegati določene vrednosti.
Dobra odpornost na korono
Ko delujejo visokonapetostni motorji, se lahko korona pojavi tako v notranjosti kot na površini izolacije, kar pospeši staranje in korozijo izolacije. Zato je treba pri generatorjih z napetostjo 6,3 kV in več ter motorjih z napetostjo 6 kV in več uporabiti protikoronske ukrepe za tuljave. Tuljava motorja z napetostjo 6 kV na splošno ni primerna za protikoronsko obdelavo, vendar jo je treba uporabiti za motorje, ki se uporabljajo v slabem okolju ali z veliko zmogljivostjo.
Dobra termična odpornost proti staranju
Toplotna odpornost toplotnoizolacijske konstrukcije mora ustrezati zahtevam izdelka glede toplotne odpornosti. Pri dolgotrajnem delovanju delovne temperature je zagotovljena normalna življenjska doba izolacije.
Izolacija motorja je običajno razdeljena na pet stopenj toplotne odpornosti A, E, B, F in H. Med delovanjem temperatura najbolj vroče točke v izolaciji navitja motorja ne sme preseči najvišje temperature, določene v razredu izolacije. Na splošno je treba pustiti odstopanje 5~10 ℃. Če je izolacijska konstrukcija sestavljena iz izolacijskih materialov različnih stopenj toplotne odpornosti, je mogoče njeno stopnjo toplotne odpornosti simulirati in celovito oceniti s strukturnim modelom.
Lahko prenese vlogo mehanskih obremenitev
Izolacija tuljave mora biti sposobna prenesti določeno količino mehanskih obremenitev, ne da bi se zlomila ali povzročila škodljive deformacije. Med delovanjem tuljave zaradi razteznega koeficienta žice in izolacije nista enaka, temperaturne spremembe so razlog za napetost izolacije, zato je vpliv večji, dlje ko je motor. Zaradi elektromagnetne sile konec tuljave povzroča tudi vibracije, zlasti ko na motor vpliva kratek stik, zagonski in zavorni tok, saj elektromagnetna sila pogosto povzroči deformacijo tuljave. Zato mora imeti izolacija določeno elastičnost in mehansko trdnost.
Čas objave: 4. junij 2024