Воздушные прослойки

Магнитопровод трансформаторов собирается и:! отдельных листов электротехнической стали толщиной 0,35 — 0,5 мм, между которыми есть изоляционная прослойка в виде лака, окалины или клея. Потери электрической энергии в магнитопрово-де невелики и, следовательно, невелик и ток /а, обусловленный этими потерями. Воздушный зазор магнитопровода, определяемый качеством обработки отдельных листов и качеством сборки, относительно невелик. Листы слоев магнитопровода собираются внахлестку: последующий слой перекрывает воздушные промежутки в стыках листов предыдущего слоя, что приводит к существенному уменьшению эквивалентного воздушного зазора магнитопровода трансформатора (подробнее — в § 8.12). По этой причине намагничивающий ток If трансформатора и ток холостого хода трансформатора, равный

дом. Сборка магнитопровода внахлестку — последующий слой перекрывает стыки (воздушные промежутки) предыдущего слоя — существенно уменьшает эквивалентный воздушный зазор магнитопровода, что приводит к значительному снижению тока холостого хода трансформатора. Кроме того, такая сборка значи-

При наличии разности частот вращения ведущей и ведомой частей ЭПМ происходит непрерывное перемешивание порошка в рабочем зазоре, в результате чего разрушается окисная пленка, покрывающая частицы порошка. Так как температура порошка составляет 250—300°С, окисная пленка образуется вновь. В этих условиях порошок изнашивается, изменяются его цвет, насыпная масса, магнитная проницаемость, сыпучесть. По мере износа в порошке образуется окись железа, оставшиеся металлические частицы оказываются густо облепленными окисью железа, а большая часть зерен порошка состоит целиком из этой окиси, сохраняя при этом слабые магнитные свойства. Воздушные промежутки между зернами частично заполнены пылью из окиси железа. Чем большая часть металла превращается в окисел, тем меньше насыпная масса порошка, так как объем окисла в 2,14 раза больше, чем объем металла, из которого он образовался. Большой износ порошка влечет за собой заклинивание ЭПМ.

Температурный перепад в изоляции может быть определен по (5-3). Изоляцию обычно выполняют из нескольких слоев. Тепловое сопротивление многослойной изоляции равно сумме тепловых сопротивлений ее п слоев, включая воздушные промежутки. Для расчета теплового сопротивления изоляции, состоящей из п слоев, необходимо знать ее эквивалентный коэффициент теплопроводности ЯЭКв, который определяется экспериментально на соответствующих макетах обмоток.

Катушки обмотки возбуждения 6 (см. 9.6, а) наматывают из прямоугольной меди и после предварительной изоляции полюсных сердечников надевают на них. Сверху и снизу катушек устанавливают изолирующие шайбы. Под нижнюю шайбу подкладывают стальную пружинящую рамку, предохраняющую от перемещения катушки относительно сердечника. После установки катушек на полюсы зашихто-вынают пакеты сегментов полюсных наконечников 2 ( 9.7, б). Сегменты с сердечниками крепят с помощью двух продольных шпилек 3, проходящих через отверстия сегментов и высоких пакетов, при этом наружные размеры сегментов и высоких пакетов строго совпадают, образуя внешнюю поверхность ротора. Между сегментами по краям полюсов остаются воздушные промежутки, равные толщине высоких пакетов.

При укладке обмотки в межполюсном окне необходимо обеспечить воздушные промежутки между краями главных и добавочных полюсов и выступающими краями катушек и внутренней поверхностью станины не менее (6 - 8) • 10~3 м.

При введении подстроечника происходит увеличение магнитной проницаемости сердечника (индуктивности катушки), так как уменьшаются воздушные промежутки на пути магнитных силовых линий.

Для защиты трансформаторов и дросселей от действия влаги применяют пропитку катушки изоляционными лаками и компаундами. В результате пропитки происходит уменьшение температуры нагрева провода, так как пропиточный материал заполняет воздушные промежутки между витками катушки ЧТО улучшает ^ис 8.8. Крепление сердечника из штампованных

Температурный перепад в изоляции может быть определен по (5-3). Изоляцию обычно выполняют из не-сколький слоев. Тепловое сопротивление многослойной изоляции равно сумме тепловых сопротивлений ее п слоев, включая воздушные промежутки. Для расчета теплового сопротивления изоляции, состоящей из п слоев, необходимо знать ее эквивалентный коэффициент теплопроводности Кжъ, который определяется экспериментально на соответствующих макетах обмоток.

где а — коэффициент заполнения, учитывающий воздушные промежутки, остающиеся между проводами при намотке катушки; его величина лежит в пределах от 0,7 до 0,85 и зависит от формы сечения провода (для круглого меньше, для прямоугольного больше). Затем из приведенного выражения определяется плотность тока в обмотке:

В случаях, когда имеются воздушные промежутки,

полуоткрытых и открытых пазах 6Hi=(6ni—Nmb)/2, при полузакрытых ЬИ в § 9-4; Ь„л1 — односторонняя толщина изоляции катушек в лобовой части (см. приложения 27—30); ЯЭнв=16'10~5 Вт/(мм-град)—эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции в пазу, включающий воздушные прослойки; Я'ЭКв — эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки, зависящий от отношения диаметров изолированного и неизолированного провода d/d' ( 9-26).

односторонняя толщина изоляции катушек в лобовых частях — по данным приложений 24—26; Хэкв — эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции в пазу (включающей воздушные прослойки), равный 16-Ю-5 Вт/(мм-град); Х'эив— эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушек, зависящий от отношения djd' — из 9-26.

&и. 11^0,2 мм — односторонняя толщина изоляции катушки; Лакв = 1 Х10~5 Вт/(мм2-°С) — эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции (включая воздушные прослойки).

полуоткрытых и открытых пазах &ui=(6ni—Nmb)/2, при полузакрытых 6И» в § 9-4; 6ИЛ1 — односторонняя толщина изоляции катушек в лобовой части (см. приложения 27—30); ЯЭкв=16-Ю~5 Вт/(мм-град)—эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции в пазу, включающий воздушные прослойки; К'як в — эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушки, зависящий от отношения диаметров изолированного и неизолированного провода d/d' ( 9-26).

односторонняя толщина изоляции катушек в лобовых частях — по данным приложений 24—26; Яэкв — эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции в пазу (включающей воздушные прослойки); равный 16-10~5 Вт/(мм-.град); А/экв — эквивалентный коэффициент теплопроводности внутренней изоляции катушек, зависящий от отношения did' — из 9-26.

bH.n=«0,2 мм — односторонняя толщина изоляции катушки; А,акв Х10~5 Вт/ (мм2 -°С) —эквивалентный коэффициент теплопроводности изоляции (включая воздушные прослойки).

Выбор изоляционного материала провода (марки провода) имеет существенное значение, так как в пазах электрических машин медь занимает примерно 30—45% всего объема паза, остальную часть паза занимают изоляционные материалы провода, катушек и паза, воздушные прослойки и клин или бандаж. Поэтому уменьшение толщины изоляционных материалов позволяет увеличить мощность машины (или уменьшить габариты). Снизить габариты и вес машины можно путем применения более нагревостой-ких изоляционных материалов, так как при этом можно повысить электромагнитные нагрузки *. Характеристики основных марок изолированных обмоточных проводов приведены в приложении 6.

В конструкционном соединении теплопроводность контакта будет Зависеть от шероховатости поверхностей соединяемых элементов, от контактного давления и соединяемых материалов. Загрязнения, неровности, образующие воздушные прослойки, ухудшают тепловой контакт.

К первой группе относят конструкции, в которых между нагретой зоной и герметичным корпусом имеются зазоры. В этих зазорах происходит циркуляция воздуха и, следовательно, между нагретой зоной и корпусом идет передача тепла конвекцией, лучеиспусканием, теплопроводностью. Зазоры между кассетами малы (2—3 мм), и конвекцией между кассетами можно пренебречь. Механизм передачи тепла между кассетами — теплопроводность через воздушные прослойки и металлические несущие элементы. Блоки, в которых кассеты расположены горизонтально или которые работают при отсутствии гравитации (а также если давление внутри блока меньше 1,3 кПа), тоже могут быть отнесены к этой группе.

Выбор изоляционного материала провода (марки провода) имеет существенное^ значение, так как в пазах электрических машин медь занимает примерно 30—45% всего объема паза, остальную часть паза занимают изоляционные материалы провода, катушек и паза, воздушные прослойки и клин или бандаж. Поэтому уменьшение толщины изоляционных материалов позволяет увеличить мощность машины (или уменьшить габариты). Снизить габариты и вес машины можно путем применения более нагревостойких изоляционных материалов, так как при этом можно повысить электромагнитные нагрузки*. Характеристики основных марок изолированных обмоточных проводов приведены в приложении 6.

Чтобы изоляционные материалы хорошо заполняли все воздушные прослойки и капилляры, процесс пропитки производят после предварительной просушки при температуре +60° С обмоток, маг-нитопроводов или изделия в целом (в вакууме при давлении до 0,1 Па). Процесс пропитки улучшается при давлении 0,1—0,15 МПа. Для пропитки часто используется лак 447. В настоящее время применяются более совершенные лаки, например, термореактивные лаки ФЛ-98, АФ-17. Однако следует иметь в виду вредное действие лака ФЛ-98 на -шаль проводов типа ПЭВ. Хорошие результаты получаются при использовании компаундов (без наполнителей) КГМС, МБК, а также компаундов на основе эпоксидных смол.