Способ контроля качества пропитки обмоток электротехнических изделий

 

Изобретение относится к контролю распределения пропиточного состава в обмотках электротехнических изделий. Целью изобретения является повышение качества контроля за счет определения распределения пропиточного состава в обмотке. Для этого обмотку разогревают до стационарной температуры и регистрируют распределение температур на пластинах зубца пакета стали на одинаковом расстоянии от кромки зубца . Получено выражение для расчетов коэффициента пропитки, с помош,ью которого определяется распределение пропиточного состава в обмотках, 2 табл. ю Ю О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (ц 4 G 01 N 25/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3889090/31-25 (22) 23.04.85 (46) 30.09.86. Бюл. № 36 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Г. В. Смирнов, Г. Г. Зиновьев и С. Ш. Щерб (53) 536.24 (088.8) (56) Барэмбо К. Н. и Берштейн Л. М. Сушка, пропитка и компаундирование обмоток электрических машин. М.: Энергия, 1967, с. 302.

Авторское свидетельство СССР № 868511, кл. G 01 N 25/20, 1981.

„„Я(.1„„ 1260800 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

ПРОПИТКИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к контролю распределения пропиточного состава в обмотках электротехнических изделий. Целью изобретения является повышение качества контроля за счет определения распределения пропиточного состава в обмотке. Для этого обмотку разогревают до стационарной температуры и регистрируют распределение температур на пластинах зубца пакета стали на одинаковом расстоянии от кромки зубца. Получено выражение для расчетов коэффициента пропитки, с помощью которого определяется распределение и ропиточного состава в обмотках, 2 табл.

1260800

Ьст.

1 „„S-. (2) Яэ.= Я„+ Яст. =

Т вЂ” Т;

Р, (4) 50

R 6п 6пр 6 (6) 55

Изобретение относится к способам испытаний электротехнических изделий тепловыми средствами.

Цель изобретения — повышение качества контроля за счет определения распределения пропиточного состава в обмотке.

Сущность способа заключается в следующем.

При разогреве обмотки мощностью Р тепло из обмотки начинает распределяться в окружающую среду и в пакет железа статора.

По окончании переходного теплового процесса устанавливается стационарный тепловой режим, для которого характерно равенство подводимой к обмотке мощности и мощности рассеиваемой обмоткой в окружающую среду и пакет железа статора. В стационарном режиме устанавливается статическое температурное поле в элементах изделия. При этом температура обмотки остается неизменной и равной Тр, неизменны и температуры в любых точках на поверхности зубца пакета стали. Температурным перепадом вдоль обмотки можно пренебречь, поскольку теплопроводность меди на три порядка превышает теплопроводность изоляционного состава, поэтому температура обмотки равна Тр. В результате этого, каждая из стальных пластин пакета железа статора является своеобразным датчиком, тепловая картина которого позволяет сделать вывод о качестве пропитки обмотки в зоне, примыкающей к данной пластине. Локальные места обмотки, имеющие более глубокую пропитку лучше отводят тепло в пакет железа статора, чем места недопропитанные, покольку теплопроводность пропиточных составов значитльно превышает теплопроводность воздуха. В результате этого температура в тех местах железа статора выше, примыкающие части обмоток к которым лучше пропитаны.

Эквивалентное тепловое сопротивление в элементарном поперечном сечении можно представить в виде выражения

6. 8 6вр

gä $ý )„Л$э 3 пр. $э где 6„, 6., 6пр, — соответственно толщины корпусной изоляции, эквивалентного воздушного промежутка между проводами двусторонней изоляции провода; соответственно теплопроводность корпуснои изоляции, эквивалентная теплопроводность смеси пропиточной состав — воздух, изоляции провода;

$ .=а.П вЂ” площадь элементарного учаска;

П вЂ” периметр паза;

a=6,.N — ширина элементарного участка;

6, — толщина листа стали в макете статора;

N=L„/(6,.n) — число листов стали в элементарном участке;

1, — длина пазовой части обмотки; и — число элементарных участков по длине зубца.

Тепловое сопротивление участка стали толщиной 6 .. равно гдеЛст.— теплопроводность стали.

Эквивалентное тепловое сопротивление на i-ом участке между центром обмотки и точкой на зубце статора равно

6п 6в 6пр. 6ст.

25 с другой стороны, тепловое эквивалентное сопротивление Кэ может быть определено по результатам изерения температур Тр иТ; по выражению

30 где Тр — температура провода обмотки;

Т; — температура зубца статора i-го участка;

Рэ= Р а/ —. мощность, выделяемая на элемен/2(1 +1.п) тарном участке обмотки;

40 1п — длина лобовой части обмотки.

С учетом (4) выражение (3) можно переписать в виде

Т вЂ” Т. 6„6в 5пр 6ст

+ х-" иь. : .+ к.

45 и P Sý (5) В выражении (4) все величины известны и ог1ределяются материалами и конструкцией обмотки, кроме величины As# Обозначим через R выражение — + . + йп $э й,пр. $э 3,ст $э

С учетом выражения (6) выражение (5) можно переписать в виде

Тр — Т; 6в

R+ - „— ((7) 1260800

Выразим из выражения (7) величину пи; и (8) ) gA,a = — )ЯЛп + к V;

Уо

+ (УО Ч ) )@Л

Уо (10) IgA, )цЛв+ К; )g Лп/Лв (12) lg Xs+ K;Ig — =

Лп

45

=1g

Яэ (Tp — Т; — R Ðý) (13) Отсюда

Формула изобретения

Ф

Величина Лв; является эквивалентной теплопроводностью смеси пропиточный состав "— воздух. Эквивалентную теплопроводность смеси можно представить выражение где Лв, Лп — соответственно теплопроводность воздуха и пропиточного состава;

V; — объем пропиточного состава в общем объеме смеси Vp,.

Vy — Vi — объем воздуха в общем объеме смеси Vo;

Vp — объем элементарной полости в обмотке, относящейся к элементарной поверхности паза.

Величина V;/Vp есть коэффициент пропитки в элементарном сечении обмотки.

Поэтому выражение (9) можно преобразовать в виде! Лв= R; IgËï.+ (1 — К;) IgA,в °

Из выражения (10) имеем

Прологарифмировав выражение (8), получим = g S. (Ò. Т, . К Р,) Приравняв правые части выражений (12) и (11), получим — 1g (Яэ Лв(ТΠ— Т; — R Рэ) ) (14)

Лп

Лв

Таким образом, исходя из конструктивых данных обмотки и тепловых характеристик материалов, входящих в конструкцию обмотки, измерив температуры Т; в точках, расположенных на зубцах статора, можно определить распределение коэффициентов пропитки вдоль пазовой обмотки.

Пример. В два паза, равноотстоящих от края статора на 1/4 его длины электрической машины 4А112М2, размещают обмотки из провода марки ПЭТ — 939 диаметром 1,26 мм. Коэффициент заполнения паза

Кэ= 0,689. Одну половину обмотки пропитывают лаком КП вЂ” 34, вторую половину не пропитывают. После сушки обмотки к

15 ней подводят мощность Р= 24 Вт.

Определяют коэффициент пропитки известным способом К.р. р-= 0,44.

В стационарном режиме методом сопротивления определяют температуру провода обмотки, она равна То= 80 С. Термопарой измеряют температуру на n= 10 элементарных участках зубца статора в точках, равноудаленных друг от друга на расстояние

6-.= 10 мм и отстоящих от кромки зубца на расстоянии Q= 2 мм. Значения измеренных температур приведены в табл. l.

Для определения локального коэффициента пропитки использованы следующие величины: периметр паза П= 40 мм; длина пазовой части обмотки Lp =)00 мм; длина лобовой части обмотки ) л= 50 мм; толщина эмалевой изоляции провода Ыу/э =0,05 мм; толщина корпусной изоляции 1)=0,6 мм; толщина эквивалентного воздушного промежутка сЯ=0,4 мм; теплопроводности воздуха If =

0,0298 —, пропиточного состава Л.,= 0,28 „„э

В В

35 ,корпуснои изоляции Л„= 0,2 — „изоляции

В провода Л.p = 0,14 — стали Л 35 — „„ .

В В

4О По выражению (14) рассчитывают локальные коэффициенты пропитки Кпр. элементарных участков. Результаты расчетов приведены в табл. 2.

Средний коэффициент пропитки определяется по формуле

Кпр;

К р р — " (15) Он равен 0,477.

Таким образом, данный способ позволяет измерять не только средний коэффициент пропитки, но и определять распределение пропиточного состава по длине паза.

Способ контроля качества пропитки обмоток электротехнических изделий, располо1260800

N=1 и/ (6c.n) т и

1п

S1= а-П

Ост. опр +

К вЂ” — +оп

Л„- Sý

Лпр. Ss

Лст Se

1 (6 "Р.)— ° л.

1@Лп/ Л.

Кл где

Лп и Л, ол и опр.

Лл, Лпр. и Лст

Рт= Р а/2 (L»+ Lë)— с а=ос N

Таблица 1

Тя

Т9

Т, Т7

Т Т„ Т5

Т Т

70,0 63,4 63,0 63,7 63,4

74,9 74,9 75,0

74„9 75

Таблица 2 и Ре пр9 apso пР7

- с лРз к„ с1Рг лРЗ

Клр1

0,88 0,90 0,88 0,88 0,90 0,30 0,01 0,00 0,02 0,01

Составитель В. Зайченко

Редактор И. Сегляник Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 5221/42 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская нгб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 женных в зубцах пакета стали электротехнических изделий, заключающийся в нагреве обмоток до стационарного распределения температуры, путем подвода к ним электрической мощности и регистрации температуры обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества контроля путем определения распределения пропиточного состава в обмотке, по достижении стационарного распределения температуры в обмотках регистрируют температуру на плас- 10 тинах зубцов пакета стали на одинаковом расстоянии от кромки зубца, а искомое распределение пропиточного состава определяют по формуле коэффициент пропитки в и-й точке; теплопроводность воздуха и пропиточного состава; толщина эквивалентного воздушного промежутка между прово дами обмотки; мощность элементарного участка; ширина элементарно

30 го участка; толщина листа стали в пакете статора; число листов стали в элементарном участке длина пазовой части обмотки; длина лобовой части обмотки; площадь элементарного участка; периметр паза; — суммарное тепловое сопротивление корпусной изоляции, изоляции провода и участка стали от кромки зубца до точки, в которои производят измерение температуры. — соответственно толщины корпусной изоляции и двусторонней толщины изоляции провода; — теплопроводности корпусной изол/яции, изоляции провода и стали, 6-. — расстояние от кромки зуба.