Lớp cách điện của cuộn dâyđộng cơ điện cao ápNó có tác động lớn đến tuổi thọ và hiệu quả kinh tế của động cơ, đây là vấn đề mà mọi nhà thiết kế và kỹ thuật viên phải cân nhắc kỹ lưỡng. Cuộn dây cao áp có thể được coi là trái tim của động cơ, trực tiếp quyết định tuổi thọ của động cơ, và hiệu suất của vật liệu cách điện, một thành phần quan trọng của cuộn dây, là vô cùng quan trọng.
Cấu trúc cách điện và quy trình xử lý của động cơ điện cao áp ở các nước khác nhau có thể được tóm tắt như sau:
(1) Băng keo mica đa lớp được quấn liên tục, sấy khô bằng chân không, sau đó ép nóng (đúc hoặc thủy lực).
(2) Băng keo mica đa lớp được quấn liên tục, không cần sấy chân không và được tạo hình trực tiếp bằng phương pháp đúc nóng.
(3) Băng mica ít dính được quấn liên tục, ngâm chân không trong nhựa không dung môi, sau đó ép nóng tạo hình.
(4) Băng mica (hoặc băng phôi trắng) được quấn liên tục, tức là đường được phân tán, sau đó nhựa không dung môi được tẩm toàn bộ.
Ngoài ra, còn có vật liệu cách điện bằng cao su silicon, cũng như vật liệu cách điện hỗn hợp cao su silicon và băng mica. Cao su silicon có khả năng chịu nhiệt, chịu lạnh, chịu ẩm và chống ăn mòn rất tốt, nhưng hiệu suất điện và độ bền xé kém, nên chỉ được sử dụng cho động cơ cao áp hoạt động trong môi trường đặc biệt dưới 6 kV.
Các yêu cầu cơ bản đối với điện áp caocách điện cuộn dây:
Cường độ điện đủ
Một mặt, việc lớp cách điện của động cơ càng mỏng càng tốt là điều mong muốn, nhưng mặt khác, cần phải có một biên độ nhất định về khả năng chịu điện. Bởi vì trong quá trình hoạt động, động cơ sẽ chịu tác động của quá áp môi trường và quá áp vận hành: ngắn mạch đột ngột, ảnh hưởng lâu dài của nhiệt độ và điện áp, lớp cách điện sẽ dần bị lão hóa, rung động và ứng suất cơ học cũng sẽ làm hỏng lớp cách điện, ngoài ra, trong quá trình sản xuất phải thực hiện một số thử nghiệm chịu điện áp, mỗi lần đều tạo ra một số dấu vết hư hỏng nhỏ trên cấu trúc cách điện, tức là cái gọi là hiệu ứng tích lũy. Tất cả những điều này sẽ làm giảm khả năng chịu điện của lớp cách điện. Do đó, khi thiết kế cấu trúc cuộn dây, phải có một hệ số an toàn nhất định.
Tổn thất điện môi thấp
Tổn hao điện môi xảy ra khi một cấu trúc cách điện chịu tác động của điện trường biến thiên. Tổn hao điện môi do nhiệt lượng tỏa ra trung bình, mặc dù không lớn, nhưng lại tập trung đặc biệt cao ở các điểm yếu riêng lẻ. Nếu tổn hao điện môi tại các điểm yếu này vượt quá lượng nhiệt tỏa ra, nhiệt độ cục bộ của vật liệu cách điện sẽ tiếp tục tăng, nhiệt độ tăng cao sẽ thúc đẩy sự gia tăng hơn nữa của tổn hao điện môi, dẫn đến hiệu suất điện cơ của vật liệu cách điện giảm mạnh và gây ra sự cố nhiệt cục bộ tại các điểm yếu. Do đó, trong động cơ điện cao áp, tổn hao điện môi không được vượt quá giá trị quy định.
Khả năng chống phóng điện corona tốt
Khi động cơ điện cao áp hoạt động, hiện tượng phóng điện hào quang có thể xảy ra cả bên trong và trên bề mặt lớp cách điện, làm tăng tốc độ lão hóa và ăn mòn lớp cách điện. Do đó, đối với máy phát điện từ 6,3kV trở lên và động cơ điện từ 6kV trở lên, cuộn dây của chúng cần được xử lý chống phóng điện hào quang. Cuộn dây của động cơ 6kV nói chung không cần xử lý chống phóng điện hào quang, nhưng cần phải xử lý chống phóng điện hào quang đối với các động cơ hoạt động trong môi trường khắc nghiệt hoặc có công suất lớn.
Hiệu suất lão hóa nhiệt tốt
Khả năng chịu nhiệt của cấu trúc cách nhiệt phải đáp ứng cấp độ chịu nhiệt yêu cầu của sản phẩm. Dưới tác động lâu dài của nhiệt độ làm việc, tuổi thọ bình thường của vật liệu cách nhiệt có thể được đảm bảo.
Vật liệu cách điện động cơ thường được chia thành năm cấp chịu nhiệt: A, E, B, F, H. Trong quá trình hoạt động, nhiệt độ của điểm nóng nhất trong lớp cách điện cuộn dây động cơ không được vượt quá nhiệt độ tối đa quy định trong cấp cách điện. Thông thường, cần phải để lại một biên độ an toàn từ 5 đến 10℃. Nếu cấu trúc cách điện được cấu tạo từ các vật liệu cách điện có cấp chịu nhiệt khác nhau, thì cấp chịu nhiệt của nó có thể được mô phỏng và đánh giá toàn diện thông qua mô hình cấu trúc.
Có khả năng chịu được tác động của ứng suất cơ học
Lớp cách điện của cuộn dây phải chịu được một lượng ứng suất cơ học nhất định mà không bị vỡ hoặc biến dạng gây hại. Trong quá trình hoạt động, do hệ số giãn nở của dây dẫn và lớp cách điện không giống nhau, nhiệt độ thay đổi, lớp cách điện sẽ chịu lực căng, động cơ càng hoạt động lâu thì tác động càng lớn; do lực điện từ, đầu cuộn dây cũng sẽ tạo ra rung động, đặc biệt khi động cơ bị ảnh hưởng bởi dòng điện ngắn mạch, dòng điện khởi động và hãm, lực điện từ thường làm cho cuộn dây bị biến dạng; do đó, lớp cách điện cần phải có độ đàn hồi và độ bền cơ học nhất định.
Thời gian đăng bài: 04/06/2024