Analyse de la structure d'isolation des grands et moyens moteurs haute tension

2022-12-05


1. Structure d'isolation de l'armature du moteur à courant continu


  Structure d'isolation d'armature de Moteur à courant continu est composé d'une isolation d'enroulement, d'une isolation de collecteur, d'une isolation de support, d'une isolation de serre-fils et d'une isolation intercouche. En raison des différents types, niveaux de tension et matériaux de liaison des enroulements d'induit, la structure d'isolation de l'induit varie à certains endroits.


  1.1 Isolation des enroulements d'induit La structure d'isolation des enroulements d'induit varie selon les différents types de structure d'enroulement. Afin d'améliorer les performances d'étanchéité à l'humidité, les enroulements d'induit des grands moteurs à courant continu adoptent généralement une isolation continue.


  1.1.1 L'isolation tour à tour est utilisée pour isoler les composants adjacents dans la même bobine et ne supporte que la tension entre puces. L'isolation tour à tour des grands moteurs à courant continu adopte généralement une demi-couche recouverte de ruban de mica de 0.1 mm à l'extérieur du fil de cuivre nu, ou adopte directement un double fil de verre émaillé à haute résistance. Les moteurs de petite et moyenne taille utilisent généralement du fil enveloppé de double fibre de verre. Pour les gros moteurs isolés par film de classe F, des films minces de 0.05 mm peuvent être semi-laminés et frittés sur le conducteur, ou une couche de ruban de verre peut être ajoutée. Les moteurs moyens et petits sont semi-recouverts d'une couche de film de 0.05 mm ou le film est "fritté" sur le conducteur.


  1.1.2 L'isolation principale pour l'isolation de la terre doit supporter la pleine tension entre la bobine et le noyau de fer. Grand moteur 1000 V : le ruban de mica alkyde de 0.14 mm est à moitié rodé en trois couches. Moteur moyen de qualité 660 volts : ruban de mica alkyde de 0.14 mm à moitié recouvert de deux couches (isolation continue) ou feuille de mica de 0.2 mm enveloppée de deux couches (isolation du manchon). Grand moteur à film de classe F : film polyimide de 0.05 mm à moitié recouvert de quatre couches. Moteurs moyens et petits classe F ou classe H : film polyimide de 0.05 mm semi-recouvert de 2-3 couches.


  1.1.3 Le ruban de protection en tissu protège principalement l'isolation principale des dommages mécaniques. Généralement, les moteurs isolés de classe B adoptent une couche à moitié rodée ou enroulée à plat de ruban de verre de 0.1 mm. L’isolation en film de classe F ne nécessite généralement pas de ruban de protection en tissu. Parfois, par souci de fiabilité, un ruban de verre de 0.1 mm est également utilisé pour le demi-rodage.


  1.1.4 La méthode d'isolation et le matériau de l'extrémité de l'enroulement d'induit sont généralement les mêmes que ceux de la partie droite, sauf que l'isolation jusqu'à la terre peut être enveloppée de 1 à 2 couches de moins que la partie droite. Bien que la pleine tension existe à l'extrémité de la terre et entre les couches, elle est principalement due à l'existence d'une isolation intercouche et d'une isolation de support, ainsi qu'à l'amélioration des conditions de refroidissement. Par conséquent, l’isolation à la fin du bobinage doit être correctement réduite lors de la fabrication.


  1.2 Isolation protectrice de la bobine dans la fente


  1.2.1 L'isolation de la fente doit empêcher la bobine d'être rayée par les bavures dans la fente ou le bord tranchant de la fente. Isolation de classe B : isolation composite en tissu verni en verre jaune avec film polyester de 0.2 mm, isolation composite en papier à coque verte avec film polyester de 0.2 mm ou papier à coque verte de 0.2 mm à la place. Film isolant classe F : toile de peinture pour verre jaune polyimide 0.15 mm ou toile de peinture polyimide 0.1 mm.


  1.2.2 La bande d'espacement du fond de la fente et la bande d'espacement intercalaire doivent protéger l'enroulement des dommages mécaniques pendant l'enroulement. L'isolation de classe B adopte une plaque de mica souple alkyde de 0.5 mm. L'isolation de classe F adopte un panneau en tissu de verre diphényléther ou un panneau en mica organique en silicone.


  1.3 La structure d'isolation fixe à l'extrémité de la bobine d'induit est illustrée en prenant comme exemple l'enroulement de grenouille à quatre couches avec un trou de ventilation au milieu de l'extrémité :


  1.3.1 Isolation du support Isolation de classe B pour gros moteur, généralement la couche la plus interne est à moitié enveloppée d'un ruban de verre de 0.1 mm, la couche externe est à moitié enveloppée d'un ruban de mica alkyde de 0.14 mm, la couche externe est enveloppée de deux couches de mica souple de 0.3 mm. plaque, et la couche externe est à moitié enveloppée respectivement d'un ruban de film polyester de 0.03 mm et d'un ruban de verre de 0.1 mm. L'isolation de classe F utilise généralement du ruban de mica organique silicone et une plaque de mica pour remplacer le ruban de mica alkyde.


  1.3.2 L'isolation intercalaire d'extrémité supporte la pleine tension entre les couches de bobines et protège les bobines de l'écrasement mutuel. L'isolation de classe B est généralement constituée de deux couches de plaque de mica coussinée de 0.5 mm et est enveloppée d'un tissu en fibre de verre de 0.1 mm pour éviter de voler pendant le fonctionnement. L’isolation de classe F est généralement constituée d’une plaque de mica organique silicium ou d’un film de classe F.


  1.3.3 Le fil d'acier doit être lié pour isoler le fil d'acier de l'enroulement et protéger l'enroulement contre les rayures par le fil d'acier. Près de l'enroulement, une couche de carton isolant jaune de 0.6 mm doit être enroulée en premier, deux couches de panneau de mica coussiné de 0.5 mm doivent être enroulées à l'extérieur (enveloppées avec un tissu en fibre de verre) et une couche de carton isolant jaune de 1 mm doit être enroulée à l'extérieur. , et chaque couche doit être fixée avec du ruban en fibre de verre. Pour éviter les fuites, l'isolation du fil d'acier doit être 8 à 15 mm plus large que chaque côté du cerceau de fil d'acier. Pour limiter la perte par courants de Foucault dans le cerceau en acier, une couche de papier amiante de 0.2 mm doit être placée entre tous les 10 tours de fil d'acier pour les isoler les uns des autres. Pour l'isolation de classe F avec du fil d'acier, des panneaux en tissu de verre diphényléther et des panneaux en mica organique silicone sont utilisés. Si du ruban sans trame est utilisé pour lier les extrémités, aucune isolation n’est nécessaire.


  1.3.4 Structure d'isolation du collecteur Le mica du collecteur joue le rôle d'isolation entre les feuilles et augmente l'élasticité du collecteur dans le collecteur. Il est nécessaire que la teneur en caoutchouc soit faible. Généralement, une plaque de mica de collecteur 1.0 de 1.1 mm ou 5531 mm est utilisée. Le panneau de mica organique en silicone est utilisé pour l’isolation de classe F. L'anneau en V supporte la tension à la terre dans le collecteur et supporte la force de serrage de l'anneau de pression sur le collecteur. Il est généralement formé par pressage à chaud d'une plaque de mica gomme laque 5238, d'une épaisseur de 2 mm à 1000 volts. L’isolation de classe F est une plaque de mica organique en silicium. Afin d'éviter que la poussière ne pénètre dans la face 3° du collecteur, le collecteur est recouvert et scellé d'une peinture époxy phénolique et d'une résine organique silicone 1053 pour une isolation de classe F. Afin d'éviter que la partie exposée de l'anneau en V ne s'envole pendant le fonctionnement, l'anneau en V doit être attaché avec une corde en fibre de verre, une ceinture en fibre de verre ou une ceinture en fibre de verre sans trame.


  1.3.5 Traitement d'isolation global de l'armature Après l'enroulement, l'armature doit être trempée trois fois avec de la peinture 1032 ou 3404 pour améliorer la résistance à l'humidité, et la surface doit être pulvérisée avec de la peinture émail grise 1321 ou 8363 pour améliorer les cendres, l'huile et la moisissure. résistance.


  1.4 Isolation des pôles de la structure d'isolation du pôle principal du moteur à courant continu : résister à la tension de la bobine du pôle principal à la terre.


  1.4.1 L'isolation du corps d'électrode moulée est constituée de tissu de verre époxy phénolique par pressage à chaud, d'une épaisseur de 4 mm.


  1.4.2 Enveloppez deux couches de tissu en fibre de verre de 0.1 mm, puis enveloppez cinq couches de feuille de mica alkyde de 0.2 mm à l'extérieur et enroulez deux couches de tissu en fibre de verre de 0.1 mm autour de la couche la plus externe. La peinture époxy phénolique doit être appliquée entre les couches et chaque couche doit être repassée avec un fer électrique.

1.4.3 Isolation de l'enroulement de compensation vers l'isolation de la terre Le ruban de mica de 0.14 mm est à moitié rodé pour trois couches, et le ruban de fibre de verre de 0.1 mm est à moitié rodé pour une couche (ou le ruban de mica adhésif de qualité 0.17 * 25B 5438 est à moitié rodé pour quatre couches, et pressé à chaud). Une couche d'isolation composite en tissu de verre en film polyester de 0.2 mm pour l'isolation du réservoir et une couche de tissu de verre époxy phénolique de 0.5 mm pour la bande de coussin du fond du réservoir.


  1.4.4 L'enroulement du pôle principal est un enroulement du pôle principal monocouche avec isolation. Quatre couches de tissu de verre époxy phénolique de 0.1 mm sont rembourrées entre les tours et pressées à chaud. Les deux premiers tours sont enveloppés respectivement de ruban de mica de 0.14 mm et de ruban de verre de 0.1 mm. Enroulement de pôle principal multicouche, fil enveloppé de fibre de verre double émaillé haute résistance ou fil enveloppé de fibre de verre double pour une isolation tour à tour. Une couche de ruban de verre de 0.1 mm est à moitié recouverte à l'extérieur pour la protection et l'isolation, et elle est trempée une fois dans la peinture 3404. Enroulement en série (enroulement d'égalisation) : le ruban de mica de 0.14 mm est à moitié rodé en trois couches, le ruban de verre de 0.1 mm est à moitié rodé en une seule couche et est trempé dans de la peinture 3404 (qualité 1 kV). Rondelle isolante, Feuille époxy 3240, peint avec de la peinture 3404. L'épaisseur dépend de la ligne de fuite. Traitement d'isolation global du poteau principal : tremper une fois la peinture 3404 pour augmenter la conductivité thermique et la résistance à l'humidité.


Feuille époxy 3240


  1.5 Structure d'isolation des pôles de commutation L'enroulement des pôles de commutation peut être fixé sous différentes formes en raison de la capacité et de l'utilisation différentes du moteur, et sa structure d'isolation est également légèrement différente. L'enroulement du pôle de commutation est généralement enveloppé de fil de cuivre, sans isolation intermédiaire. L'isolation du corps du poteau est complètement la même que celle de l'emballage du corps du poteau principal. Il existe deux types d'isolation de vis : l'une consiste à utiliser un tuyau en tissu de verre époxy phénolique avec une épaisseur de paroi de 1.0 à 2.0 mm comme isolation de vis, l'autre consiste à envelopper un tissu de verre époxy phénolique de 0.1 mm sur la vis pour le pressage à chaud. Le bloc de coussin isolant et le bloc de coussin triangulaire sont constitués de panneaux en tissu de verre époxy phénolique 3240. Isolation de la pince : trois couches de ruban de mica de 0.14 mm et une couche de ruban de verre de 0.1 mm se chevauchent à moitié pour l'enroulement du pôle de commutation au niveau de la pince, et la largeur de chaque côté est 50 mm plus grande que celle de la pince. Isolation du clip de fixation : deux couches de panneau de mica souple de 0.3 mm (à l'intérieur), deux couches de carton isolant de 0.2 mm (à l'extérieur), largeur supérieure à 12.5 mm de chaque côté du clip de fixation Φ L Le câble en fil de verre doit être fixé.


  1.6 Isolation des autres parties du moteur à courant continu


  1.6.1 Isolation par poinçonnage de l'armature Brosse isolante de classe B Peinture en tôle d'acier au silicium 1611. Brosse isolante classe H Peinture organique silicone 1053.


  1.6.2 L'isolation de catégorie B de l'armature, du pôle principal et de la vis de tension du pôle d'inversion est généralement enveloppée en continu avec du ruban de mica en caoutchouc 5438B et formée par pressage à chaud. Enroulement continu de ruban adhésif pour grade F


  2. Isolation du stator du moteur à courant alternatif haute tension


  2.1 Structure d'isolation du stator du moteur à courant alternatif haute tension : en raison des différentes qualités de tension, des matériaux d'isolation et des capacités du moteur, elle a un grand impact sur la fiabilité de fonctionnement. Il existe de nombreux types de structures d'isolation de stator. Le moteur haute tension AC dispose de trois niveaux de tension : 3000 6000 V, 10000 10500 V et 5438 XNUMX V (XNUMX XNUMX V). Il existe trois niveaux d'isolation : A, B et F. À l'heure actuelle, les enroulements de stator isolés de classe A ont été éliminés et les isolations de classe B et de classe F sont largement utilisées. En raison des différentes habitudes de processus, équipements de processus et sources de matériaux d'isolation des différents fabricants, il existe essentiellement trois types de structures d'isolation de stator haute tension d'isolation de classe B : les structures d'isolation composites. La partie linéaire est formée par pressage à chaud d'un ruban de mica en caoutchouc de qualité XNUMXB, et la partie d'extrémité est continuellement semi-recouverte d'un ruban en tissu de peinture en verre jaune (ou d'un ruban de mica asphalte, d'un ruban en caoutchouc de silicone autocollant, etc.). La raison en est que l'isolation en caoutchouc de classe B a une faible élasticité après durcissement, qu'il est difficile d'encastrer les fils et que l'extrémité est vulnérable aux dommages mécaniques, c'est pourquoi d'autres matériaux isolants sont utilisés à l'extrémité. Cependant, l'extrémité de la structure isolante composite présente une résistance électrique et une résistance à l'humidité médiocres. À l'heure actuelle, la plupart des fabricants nationaux adoptent également une structure composite. Structure descendante douce de toutes les extrémités du mica. L'isolation de l'ensemble de la bobine jusqu'au sol est constituée de ruban de mica en caoutchouc de classe B. La partie droite est pressée à chaud et l'extrémité n'est pas solidifiée. Il est enveloppé d’une couche de ruban de résine thermorétractable. La downline douce est appliquée. Après la ligne descendante, les deux extrémités sont trempées dans la peinture. La poudre de mica entière est immergée dans la structure isolante de la peinture. La partie linéaire et l'extrémité de la bobine sont isolées du sol avec du ruban mica. La bobine est directement enroulée sans durcissement et le stator est entièrement trempé dans de la peinture après l'enroulement. À l’heure actuelle, tous les moteurs à courant alternatif haute tension produits à l’étranger (Amérique, Allemagne, Japon, etc.) sont de classe F.


  2.2 L'isolation tour à tour du moteur à courant alternatif haute tension est de 3 kV : généralement, un double fil de verre et trois fils de verre sont utilisés, une couche de ruban de mica est rembourrée entre les couches et une peinture époxy phénolique est appliquée pour le pressage à chaud. Qualité 6 kV : un fil émaillé à haute résistance enveloppé de double fibre de verre et double fibre de verre est utilisé, la moitié extérieure est enveloppée d'une couche de ruban de mica et est brossée avec de la peinture époxy phénolique pour le pressage à chaud. Qualité 10kV : une couche de ruban de mica de plus que la qualité 6kV.


  2.3 La structure d'isolation et la méthode de traitement d'isolation de l'isolation du stator à la terre sont différentes en raison des différents processus d'isolation, des matériaux d'isolation et des niveaux de tension.


  2.4 Les matériaux d'isolation et les méthodes de traitement de l'isolation du corps de pôle, de l'isolation tour à tour et du joint d'isolation de l'isolation de l'enroulement des pôles de la machine synchrone sont identiques à ceux de l'isolation du pôle principal du moteur à courant continu.


3. Tendance en matière d'isolation des moteurs


  En raison des progrès des matériaux et de la technologie, l'isolation des moteurs à courant alternatif haute tension en Chine a été réalisée à partir d'un ruban de mica en caoutchouc plat de qualité B avec vernis d'imprégnation à base d'époxy avec isolation thermoélastique (l'isolation dite thermoélastique fait référence à la création du coefficient de dilatation thermique). de la structure isolante presque égale au coefficient de dilatation thermique du cuivre, de sorte que le bord de l'isolation se dilate et se contracte avec le cuivre, et que la structure isolante puisse toujours adhérer à la surface du fil de cuivre sans déplacement relatif, il n'y a donc pas d'espace). Il a complètement remplacé l'ancienne structure d'isolation de qualité A composée de colle asphaltique + ruban de biotite et évolue vers une imprégnation intégrale du stator. Cela améliore non seulement le niveau d'isolation et la résistance électrique de l'isolation, mais réduit également le volume du moteur, économise de gros matériaux en mica et améliore encore la fiabilité de l'isolation.


  La tendance de développement de l’isolation des moteurs à courant continu consiste à améliorer le niveau d’isolation et à fabriquer le film isolant. Les mesures sont les suivantes : premièrement, des fibres et des films de résines aromatiques et hétérocycliques (tels que le polyamide, le polyimide, le polyamide imide, etc.) sont utilisés comme isolation du moteur pour tourner et comme isolation principale. Deuxièmement, un vernis d'imprégnation résistant à la chaleur (tel que l'éther diphénylique et la peinture organique silicone modifiée) est utilisé. Ces films aromatiques et hétérocycliques présentent les avantages d'une rigidité électrique élevée, d'une résistance aux températures élevées, d'une bonne résistance mécanique, d'une résistance à la corrosion et d'une résistance aux radiations.


  Non seulement le niveau d'isolation peut être amélioré à F et H (le matériau du film lui-même est une isolation H, qui est généralement fabriquée à F en raison de la solution facile d'imprégnation du vernis, du four de chauffage et d'autres matériaux de support dans la fabrication de gros moteurs à courant continu) , mais aussi l'épaisseur de l'isolation est considérablement réduite et le volume du moteur est réduit. Par conséquent, les indicateurs techniques et les performances du moteur sont grandement améliorés.


  De nombreuses usines ont fait beaucoup de travail pour remplacer l'isolation originale de classe B par un film de classe H, avec des résultats remarquables et une certaine expérience. À l'heure actuelle, les constructeurs automobiles nationaux ont commencé à tester la production de gros moteurs avec un film isolant de qualité F.


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