СПОСОБ СУШКИ ОБМОТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ
ELECTRICAL MACHINE WINDING DRYING METHOD

Изобретение относится к области электротехники, а именно к сушке обмоток, например, электрических машин.
Известен "Способ запечки изоляции обмоток" (авторское свидетельство СССР 608237, H02K 15/12), использующий теплоизолированную камеру с внутренними каналами направления потока воздуха, нагретого калорифером.
Известна "Установка для пропитки и сушки статорных обмоток электродвигателей" (авторское свидетельство СССР 149137, H02K 15/12). В этом случае для сушки статоров используется термоизолированный барабан, снабженный индукторами и опорными кольцами, циклически размещаемыми в их пространстве.
Известные устройства не обеспечивают равномерности нагрева и малоэффективны.
Наиболее близким аналогом является печь для сушки обмоток электромашин (патент RU 2204879), содержащая теплоизоляционную оболочку с воздуховодами, индуктор, соединенный с генератором частоты, излучатель и систему управления циклом, отличающаяся тем, что она дополнена калорифером, который совместно с излучателем и индуктором размещен в пространстве оболочки, при этом излучатель охвачен индуктором и выполнен перфорированным в виде металлической камеры, снабженной термоизолированной крышкой, и схема управления циклом дополнена соединенными между собой терморегулятором и термодатчиком, включенными в цепь питания калорифера и генератора частоты.
Комбинированное тепловое воздействие на обмотку реализуется совместным размещением в пространстве термоизоляционной оболочки калорифера, индуктора с излучателем, подключенных к силовой цепи через терморегулятор с термодатчиком. Недостатком прототипа и всех известных устройств является то, что процесс сушки обмотки ведется посредством использования термоизолирующей оболочки и калорифера. Таким образом, сушильное устройство необычайно громоздко, сложно, тяжелое и может быть использовано только в специальных ремонтных мастерских.
Портативностью не обладает.
Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение конструкции сушильного устройства обмоток, облегчение его веса, компактность, возможность использования в малых ремонтных мастерских, отсутствие потребности использования термоизолирующей камеры. Установка позволяет значительно снизить трудоемкость процесса усушки, обеспечить экономию электроэнергии при сушке, улучшить магнитные свойства магнитопровода.
Указанный технический результат достигается за счет того, что способ сушки обмотки электрической машины, характеризующийся нагревом обмотки посредством источника токов высокой частоты с подключенным к нему нагревателем, выполненным в виде индуктора, а питание и управление источника токов высокой частоты осуществляется с помощью силового блока с системой управления индуктором, отличающийся тем, что индуктор выполняют в виде спирали и в процессе сушки вводят внутрь электродвигателя соосно с отклонением ±1.5 мм так, чтобы спираль индуктора в осевом направлении была равномерно расположена относительно статора электродвигателя, причем таким образом, что магнитные силовые линии, создаваемые индуктором, направлены перпендикулярно шихтовке магнитопровода; после чего через силовой блок с системой управления включают источник токов высокой частоты и прогревают обмотку статора до требуемой температуры, удерживают до состояния усушки лака, а после окончания прогрева источник токов отключают, индуктор извлекают из расточки электродвигателя. Решение основано на том, что разные материалы - медь (обмоточный провод) и сталь (магнитопровод) по-разному ведут себя в высокочастотном электромагнитном поле.
Изолированные пластины магнитопровода препятствуют прохождению потока рассеяния, и весь поток замыкается через медь. Медь, обладая значительно меньшим активным сопротивлением, чем шихтованная электротехническая сталь, при воздействии высокочастотного электромагнитного поля нагревается более интенсивно.
На фиг.1 и фиг.2 представлены установки по сушке обмотки статора электрической машины в готовом и рабочем состоянии соответственно.
Установка состоит из источника токов высокой частоты (ТВЧ) (5) с подключенным к нему нагревателем, выполненным в виде индуктора (3). Питание и управление источника токов высокой частоты (5) и индуктора (3) осуществляется с помощью силового блока (4) с системой управления индуктором.
Принцип действия способа основан на том, что индуктор вводят внутрь электродвигателя (1) соосно с отклонением ±1.5 мм. Спираль индуктора (3) в осевом направлении должна быть равномерно расположена относительно статора электродвигателя.
Регулировка положения редуктора (3) по высоте осуществляется либо посредством его подвешивания на тросе или подвижном штоке (6), либо жестким закреплением индуктора на станине и регулировки его положения с помощью винтов. При необходимости регулировку положения индуктора (3) можно осуществить перемещением в пазах самой каретки и перемещением индуктора в пазах в месте крепления к клеммному кронштейну.
Когда спираль индуктора (3) вводится в расточку (между обмоткой статора) (2) электродвигателя (1), через силовой блок (4) с системой управления включают источник токов (5) высокой частоты, в результате чего осуществляется прогрев обмотки статора (2) до требуемой температуры, и удерживают до состояния цементации (усушки) лака. После окончания прогрева источник токов (5) отключают, индуктор (3) извлекают из электродвигателя.
Поскольку при работе на данной установке стальные детали индуктора (3) имеют температуру значительно меньшую, чем медные обмотки статора (2), они не подвергаются окислению, их свойства не ухудшаются, а в некоторых случаях улучшаются, если в процессе изготовления шихтованного магнитопровода при штамповке возникли заусенцы и наклепы, приводящие к замыканию шихтованных листов в зубцовой зоне. Под воздействием ТВЧ эти замыкания устраняются, потери в стали уменьшаются.
Достигается это посредством того, что та часть магнитного потока, которая идет по пазам статора, создает местный нагрев по периметру пазовой зоны, вызываемый токами, которые находятся в короткозамкнутом контуре, образованном заусенцами, создающими замыкание листов статора. Одновременно улучшаются магнитные свойства магнитопровода за счет выгорания заусенцев и устранения наклепа, возникающего при штамповке по кромке реза, за счет отпуска металла при местном нагреве по контуру паза.
Простая и компактная конструкция сушильного устройства обмоток, в которой нет потребности использования термоизолирующей камеры, обеспечивает ее малый вес и возможность использования в малых ремонтных мастерских.
Установка позволяет значительно снизить трудоемкость процесса сушки обмотки статора (усушки).
Расход электроэнергии минимален, поскольку нагревается только медь (у аналога усушка длится часами).
Использование установки позволяет улучшить магнитные свойства магнитопровода, конструктивные элементы и сам магнитопровод не теряют механических свойств.