Изоляция паза статора электрической машины
STATOR GROOVE OF ELECTRICAL MACHINE INSULATION

Изобретение относится к области электрических машин, в частности к изоляции пазов статоров электрических машин.
Известна изоляция в статоре высоковольтной электрической машины [патент RU 2026594 C1, H02K 3/50, 09.01.1995], в котором сердечник магнитопровода, в пазах которого расположены жесткие шаблонные катушки, имеющие корпусную изоляцию из сухих стеклослюдинитовых лент и наружное полупроводящее покрытие, пропитанные и запеченные после укладки в эпоксидном компаунде, между полупроводящим покрытием и корпусной изоляцией расположена изоляционная коробочка.
Недостатками аналога являются технологическая сложность исполнения, а также снижение коэффициента заполнения паза.
Известна изоляция пазов статора, реализуемая в способе изолировки пазов магнитных сердечников статоров электродвигателей [патент RU 2593601 C1, H02K 15/00, 23.06.2015], в котором наносят слой эмаль-изоляции, используя электрофоретический состав, предварительно осуществляют приготовление указанного электрофоретического состава в лаковарочном аппарате, в который загружают указанную выше смесь растворителей, полибутилтитанат, диэтиленгликоль, смолу ТС-1 и белые нанотрубки из нитрида бора, разогревают и производят постоянное перемешивание до полного растворения смолы в течение 1÷1,5 ч, остужают смесь, добавляют в нее диоксан, 1%-ный нашатырный спирт, фильтруют и переливают в эмаль-агрегат, проводят анафоретическое осаждение диэлектрической пленки на поверхность пазов, после чего магнитный сердечник извлекают, освобождают его от герметичного диэлектрического кожуха, помещают в вакуумный термошкаф, создают в нем разрежение 30÷40 Торр и при температуре 40÷50°С сушат в течение 3÷5 мин, повышают температуру в термошкафу до 380÷390°С и запекают в течение 2-3 мин.
Недостатками аналога являются технологическая сложность исполнения и необходимость применения специального состава.
Известна изоляция статора высоковольтной электрической машины [патент RU 2236740 C2, H02K 3/40, 15.07.2002], при этом статор высоковольтной электрической машины, содержит сердечник магнитопровода, в пазах которого расположены секции обмотки, состоящие из проводников, покрытых корпусной изоляцией, подвергающейся пропитке, поверх которой нанесено полупроводящее покрытие. Обмотки зафиксированы в пазу клином, а полупроводящее покрытие выполнено состоящим из двух частей: обертки и накладки, при этом обертка выполнена из материала, который имеет низкий коэффициент трения к стали сердечника, не проницаем для пропиточного состава и обладает антиадгезионными свойствами, обертка охватывает удаленную от расточки грань и боковые грани секции обмотки. Накладка выполнена из материала, проницаемого для пропиточного состава, и размещена на грани секции обмотки, обращенной к расточке, таким образом, что ее наружные края заходят за внутренние края обертки, поверх накладки установлена прокладка, имеющая размер в тангенциальном направлении меньше, чем ширина паза секции обмотки, а между прокладкой и клином установлена дополнительная прокладка, выполненная из антиадгезионного материала.
Недостатками аналога являются технологическая сложность исполнения, а также снижение коэффициента заполнения паза.
Известна высоковольтная пазовая гильза для электрического двигателя [патент RU 2354029 C2, H02K 1/00, 07.07.2004], в которой электрический двигатель содержит в корпусе пакет статорных дисков. Диски имеют расположенные в линию пазы, образующие в статоре отверстия. В каждый из пазов помещают изготовленную из диэлектрической пленки трубу со сплошной боковой цилиндрической стенкой. Труба имеет слой диэлектрической пленки, изготовленной из неплавкого материала, который служит изоляцией, выдерживающей высокие температуры. Слой диэлектрической пленки имеет перекрывающие друг друга края и связан с несущим слоем из плавкого материала. Трубы можно поместить в пазовые отверстия статора путем создания в трубе разрежения, под действием которого труба сплющивается и легко входит внутрь пазового отверстия.
Недостатками аналога являются технологическая сложность исполнения, а также возможность применения только в закрытых пазах.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является пазовая изоляция статора электрической машины с дисковым ротором [патент RU №98642 U1, H02K 15/10, 19.05.2010], включающая диэлектрический желоб U-образной формы по размерам паза, имеющий в торцевых частях манжеты, в верхней части бурты, обращенные внутрь паза, и фиксирующую диэлектрическую прокладку, расположенную между проводами обмотки статора и буртами желоба. Торцевые участки пазовой изоляции, выходящие за пределы паза, имеют форму манжет и служат для защиты от острых металлических заусенцев, остающихся после фрезерования пазов магнитопровода статора. Внутренняя часть манжет имеет скругления, которые исключают риск повреждения лаковой изоляции проводов обмотки статора. Верхняя часть пазовой изоляции имеет бурты, обращенные внутрь паза, которые служат ограничителями фиксирующей прокладки, удерживающей провода обмотки внутри пазовой изоляции.
Недостатками ближайшего аналога являются технологическая сложность исполнения, необходимость выполнения специальных желобов для каждой электрической машины.
Задача изобретения – повышение технологичности изготовления пазовой изоляции, а также упрощение процесса нанесения пазовой изоляции.
Техническим результатом является повышение коэффициента заполнения паза, за счет повышения технологичности изготовления пазовой изоляции.
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что изоляция паза статора электрической машины, содержащая желоб U-образной формы по размерам паза, согласно изобретению стенки желоба U-образной формы расположены на расстоянии 0,1 мм от стенок паза, при этом в пространстве между стенками желоба U-образной формы и стенками паза расположено полимерное покрытие, которое под давлением равномерно распределено по всему пространству между стенками желоба U-образной формы и стенками паза.
Существо изобретения поясняется чертежом, на котором представлен фрагмент сечения магнитопровода статора.
Изоляция паза статора электрической машины содержит магнитопровод статора с пазами 1, в которых размещены желоба U-образной формы 2 и полимерное покрытие 3, расположенное между стенками желоба U-образной формы и стенками паза магнитопровода статора.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Желоба U-образной формы 2 вставляются в пазы магнитопровода 1. В пространство между стенками желоба U-образной формы 2 и стенками паза магнитопровода 1 под давлением равномерно распределяют полимерное покрытие 3 в жидком агрегатном состоянии. После затвердевания полимерного покрытия 3 убирают желоб U-образной формы 2, а затвердевшее полимерное покрытие 3 образует изоляционный слой. При включении статора в электрическую сеть изоляция паза надежно электрически изолирует паз и увеличивает коэффициент заполнения паза.
Таким образом, достигается повышение коэффициента заполнения паза, за счет повышения технологичности изготовления пазовой изоляции, и как следствие повышение удельной мощности электрической машины и улучшение теплоотвода от паза статора благодаря применению полимерного покрытия.