ИЗОЛЯЦИЯ ЯКОРНОЙ ОБМОТКИ ЛОКОМОТИВНОГО ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель изоляции якорной обмотки локомотивного тягового электродвигателя постоянного тока относится к области электротехники и касается повышения ресурса изоляции якорной обмотки локомотивного тягового электродвигателя постоянного тока.
Известна изоляция якорной обмотки электрических машин постоянного тока, выполненная одного класса нагревостойкости с корпусной, покровной и пазовой изоляцией. Наиболее теплонапряженными участками изоляции для якорной обмотки является пазовая часть обмотки якоря.
(ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и классификация»; М.П.Костенко и Л.М.Пиотровский «Электрические машины», часть первая, «Машины постоянного тока и трансформаторы» - ГЭИ, Москва, Ленинград, 1957 г.).
Недостатком известных изоляций электрических машин является низкий тепловой ресурс изоляции в режимах полного использования мощности.
Известна изоляция якорной обмотки локомотивного тягового электродвигателя постоянного тока типа ЭД-118А, принятая за прототип, включающая пазовую часть якоря, токопроводящую часть обмотки якоря, витковую изоляцию обмотки якоря, корпусную изоляцию обмотки якоря, покровную часть изоляции и пазовую изоляцию. Наибольшей температуры достигает та часть обмотки, которая расположена в середине паза. Температура этой части обмотки является определяющей для выбора класса изоляции обмотки якоря локомотивного тягового электродвигателя. Тепловой режим обмотки якоря электродвигателя зависит от уровня мощности, подведенной к тяговому электродвигателю.
(«Электрооборудование тепловозов». Справочник. - М., Транспорт, 1981 г.).
Недостатком данной изоляции якорной обмотки локомотивного тягового электродвигателя постоянного тока является низкий тепловой ресурс пазовой витковой изоляции, подверженной наибольшему нагреву в режимах полного использования мощности, что снижает тепловой ресурс витковой изоляции и эффективность локомотивного двигателя.
Техническим результатом полезной модели является увеличение ресурса витковой изоляции и эффективности эксплуатации локомотивного двигателя.
Для достижения указанного технического результата изоляция якорной обмотки локомотивного тягового электродвигателя постоянного тока, включающая пазовую часть якоря, токопроводящую часть обмотки якоря, витковую изоляцию обмотки якоря, корпусную изоляцию обмотки якоря, покровную изоляцию и пазовую изоляцию, витковая изоляция в пазу якоря применена на один класс нагревостойкости выше, чем класс нагревостойкости других частей пазовой изоляции обмотки якоря электродвигателя.
На фиг.1 изображено полное сечение части якорной обмотки с межвитковой изоляцией; на фиг.2 - характеристика температурного поля в сечении паза; на фиг.3 - изменение ресурса по фактору теплового старения изоляции заданного класса нагревостойкости по сечению паза якоря; на фиг.4 - фактор старения изоляции при увеличении на один класс выше изоляции витков обмотки якоря по отношению к корпусной, покровной и пазовой изоляции.
Изоляция якорной обмотки 1 локомотивного тягового электродвигателя постоянного тока, показанная на полном сечении части якорной обмотки с межвитковой изоляцией (фиг.1), включает пазовую часть якоря 2, токопроводящую часть обмотки якоря 3, витковую изоляцию обмотки якоря 4, корпусную изоляцию обмотки якоря 5, покровную изоляцию
6 и пазовую изоляцию 7. Из характеристики температурного поля 8 (фиг.2) в сечении паза пазовой части якоря 2 (фиг.1), в котором расположена часть якорной обмотки 4 электродвигателя, очевидно, что наибольшей температуры достигает та часть обмотки, которая расположена в середине паза «д». Температура этой части обмотки 4 является определяющей и изменяется от Тмин - с боковых сторон - до Тмакс - в средней части паза.
Изменение ресурса изоляции по фактору теплового старения изоляции (фиг.3) от Рбаз до Рмин в функции превышения температуры обмотки якоря по ее сечению в пазу «д» якоря электродвигателя зависит от уровня мощности, подведенной к тяговому электродвигателю. В режимах полного использования мощности тягового электродвигателя базовое значение ресурса Рбаз изоляции оказывается завышенным по отношению минимального ресурса Рмин изоляции, определенного по температурным режимам обработки в середине паза «д/2» якоря тягового электродвигателя. Средние слои обмотки якоря являются определяющими в выборе класса нагревостойкости обмотки якоря 2.
Фактор старения изоляции при увеличении на один класс выше витковой изоляции обмотки якоря 4 (фиг.4) по отношению к корпусной изоляции 5, покровной изоляции 6 и пазовой изоляции 7, примененных в пазу якоря 2. Максимальный ресурс Рмакс в начале паза якоря 2 возрастает скачком, а затем снижается к середине паза якоря 2 «д/2». Однако снижение ресурса витковой изоляции якоря 4 остается выше минимально допустимого ресурса старения Рбаз=Рмин, определенного по низшему классу изоляции в пазу якоря 2 тягового электродвигателя, что увеличивает ресурс витковой изоляции и эффективность эксплуатации локомотивного тягового электродвигателя в связи с возможностью повышения рабочей нагрузки электродвигателя.