Снижение дефектности межвитковой изоляции обмоток низковольтных асинхронных электродвигателей

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………… 4
ГЛАВА 1. Влияние дефектности на надежность межвитковой изоляции низ-
ковольтных обмоток………………………………………………………………… 11
1.1 Факторы, влияющие на износ и дефектообразование в межвитковой изо-
ляции……………………………………………………………………………… 11
1.2 Влияние взаимодействия пропиточных составов и обмоточных проводов
на образование и развитие дефектов…………………………………………… 24
1.3 Существующие методы оценки устойчивости компонентов систем меж-
витковой изоляции к дефектообразованию …………………………………… 37
1.4 Выводы. Постановка задач на исследование……………………..………… 46
ГЛАВА 2. Описание используемых методов исследования и свойств иссле-
дуемых материалов……………………………………………………………… 48
2.1 Исследуемые эмалированные провода и пропиточные составы…………. 48
2.2 Определение механической прочности изоляции эмалированных прово-
дов………………………………………………………………………………… 48
2.3 Определение пробивного напряжения изоляции эмалированных прово-
дов…………………………………………………………………………………… 53
2.4 Определение дефектности изоляции эмалированных проводов………….. 54
2.5 Определение смачивающих свойств жидкостей……………………………. 55
2.6 Расчетно-экспериментальный метод определения скорости дефектообра-
зования в межвитковой изоляции обмоток……………………………………. 57
ГЛАВА 3. Исследование дефектности систем низковольтной межвитковой
изоляции…………………………………………………………………………… 60
3.1 Исследование устойчивости эмалевой изоляции проводов к образованию
дефектов…………………………………………………………………………… 60
3.2 Определение «залечиваемости» сквозных дефектов в эмалевой изоляции
при пропитке……………………………………………………………………… 70
3.3 Исследование влияния адгезии в системе «пропиточный состав – эмали-
рованный провод» на эксплуатационную дефектность………………………. 76
3.4 Выводы по главе……………………………………………………………… 81
ГЛАВА 4. Обеспечение минимального уровня дефектности межвитковой
изоляции низковольтных обмоток……………………………………………….. 83
4.1 Определение критериев допустимой дефектности эмалевой изоляции….. 83
4.2 Разработка рекомендаций по прогнозированию интенсивности процессов
дефектообразования в межвитковой изоляции………………………………… 90
4.3 Разработка мероприятий по обеспечению минимального уровня дефект-
ности межвитковой изоляции на стадии изготовления и в процессе эксплуа-
тации……………………………………………………………………………….. 95
4.4 Выводы по главе……………………………………………………………… 98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………….…………………………………………… 100
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………….. 102
ПРИЛОЖЕНИЕ 1…………………………………………………………………. 115
ПРИЛОЖЕНИЕ 2…………………………………………………………………. 117
ПРИЛОЖЕНИЕ 3……….………………………………………………………… 120

Основным итогом проведенной работы является разработка рекомендаций
по снижению дефектности низковольтной межвитковой изоляции, в основу кото-
рых положено определение критериев допустимой дефектности эмалированных
проводов и установление корреляционной зависимости работы адгезии и скоро-
сти дефектообразования.
Научные и практические результаты проведенных теоретических и экспе-
риментальных исследований могут быть сформулированы следующим образом.
1. Уровень вероятности безотказной работы межвитковой изоляции РМВИ≥0,9
при наработке 20000 часов обеспечивается при дефектности эмалевой изоля-
ции не более 0,006 мм-1.
2. Оценка устойчивости эмалевой изоляции к действию поверхностных разря-
дов, необходимой для обмоток электродвигателей, работающих в составе ча-
стотно-регулируемого привода с широтно-импульсной модуляцией напряже-
ния, может быть оценена в системе «провод-дробь» (Патент на изобретение
№2491565 от 27.08.13). Проведенные исследования показали, что наибольшее
среднее время до пробоя отмечено у провода ПЭТД2-К-180.
3. Выявлено критическое влияние несовпадающих дефектов на среднее время до
пробоя и отказ низковольтной межвитковой изоляции при действии электри-
ческих нагрузок, обусловленных широтно-импульсной модуляцией выходного
напряжения. В этом случае рекомендуется применять только короностойкие
бездефектные провода и пропитку предпочтительно осуществлять пропиточ-
ными составами без растворителей.
4. В работе впервые предложен метод расчетно-экспериментальной оценки ра-
боты адгезии в системе межвитковой изоляции, основанный на определении
поверхностных энергий пленок эмалевой изоляции и пропиточного состава, а
также их межфазной энергии.
5. Установлена и математически описана статистическая связь между величиной
работы адгезии и скоростью дефектообразования межвитковой изоляции в
процессе эксплуатации.
6. Сформулированы рекомендации, позволяющие проводить экспресс-
прогнозирование интенсивности процессов дефектообразования в системе
«пропиточный состав – эмалированный провод» в зависимости от величины
работы адгезии.
7. Результаты работы внедрены на предприятиях г. Томска (см. Приложение 2).
Перспективы дальнейшей разработки темы: полученные результаты могут
служить основой для дальнейших исследований возможности получения реко-
мендаций по снижению дефектности систем изоляции обмоток низковольтных
электрических машин постоянного тока.