Dlaczego proces VPI jest niezbędny w przypadku stojana i wirnika wysokonapięciowego silnika z pierścieniem ślizgowym?

Elektromechaniczne systemy integralności konstrukcji i izolacji

1. Definicja impregnacji próżniowo-ciśnieniowej (VPI) : Proces VPI to wyspecjalizowana technika produkcyjna, w której całkowicie uzwojony stojan lub wirnik jest umieszczany w naczyniu próżniowym. Dla Silnik z pierścieniem ślizgowym wysokiego napięcia proces ten zapewnia, że żywica bezrozpuszczalnikowa przenika do każdej mikroskopijnej pustej przestrzeni w taśmie mikowej i uzwojeniach cewki. 2. Eliminacja wyładowań częściowych : Podstawowym problemem technicznym w środowiskach o wysokim potencjale jest jak zapobiegać wyładowaniom częściowym w silnikach wysokiego napięcia . Usuwając kieszenie powietrzne pod próżnią i wtłaczając żywicę pod wysokim ciśnieniem, system VPI tworzy monolityczny blok izolacyjny, który wytrzymuje naprężenia dielektryczne przy napięciu 6,6 kV lub 11 kV. 3. Proces VPI a zanurzanie i pieczenie w przypadku izolacji wysokiego napięcia : Podczas gdy tradycyjne metody zanurzania i pieczenia pozostawiają wewnętrzne puste przestrzenie w wyniku odparowania rozpuszczalnika, VPI wykorzystuje żywice składające się w 100% z substancji stałych. To porównanie jest dla nas kluczowe poprawa wytrzymałości dielektrycznej uzwojeń silnika z pierścieniem ślizgowym , ponieważ ma to bezpośredni wpływ na ocenę BIL (podstawowy poziom izolacji) maszyny.

Analiza przewodności cieplnej i sztywności mechanicznej

1. Ulepszone ścieżki rozpraszania ciepła : Powietrze jest słabym przewodnikiem ciepła. Zastępując powietrze żywicą o wysokiej przewodności cieplnej, a Silnik z pierścieniem ślizgowym wysokiego napięcia może pracować w niższych temperaturach wewnętrznych. To podstawa korzyści płynące z VPI w zakresie zarządzania temperaturą silnika wysokiego napięcia , umożliwiając urządzeniu utrzymanie limitów izolacji klasy F lub H podczas cykli o dużym obciążeniu. 2. Mechaniczne usztywnienie przeciw sile elektromagnetycznej : Podczas rozruchu przy pełnym napięciu, Moment rozruchowy silnika z pierścieniem ślizgowym wysokiego napięcia generuje znaczne naprężenia mechaniczne na zwojach końcowych. Żywica VPI działa jak sztywny klej strukturalny, zapobiegając ruchowi cewki i ścieraniu izolacji wywołanemu wibracjami. 3. Odporność na środowisko w ekstremalnych warunkach : Do silników pracujących w górnictwie lub cementowniach, chronią silniki pierścieniowe wysokiego napięcia przed wilgocią i zanieczyszczeniami jest obowiązkowe. Proces VPI wytwarza hermetycznie uszczelnioną powierzchnię uzwojenia, która spełnia standardy ochrony obudowy IP55 lub IP56.

Wydajność dynamiczna wirników uzwojonych w szlifowaniu przemysłowym

1. Stabilność odśrodkowa uzwojenia wirnika : W przeciwieństwie do konstrukcji klatkowych, uzwojony wirnik a Silnik z pierścieniem ślizgowym wysokiego napięcia przenosi złożone uzwojenia trójfazowe. Proces VPI jest niezbędny, aby zapewnić, że uzwojenia nie będą się przesuwać pod wpływem sił odśrodkowych przy prędkościach znamionowych 1000 lub 1500 obr./min. 2. Zespół pierścienia ślizgowego i interfejs szczotki : Właściwe konserwacja pierścieni kolektora w silnikach wysokiego napięcia polega na monitorowaniu wykończenia powierzchni Ra. Podczas gdy VPI chroni uzwojenia wewnętrzne, interfejs zewnętrznego pierścienia ślizgowego musi być wolny od gromadzenia się pyłu węglowego, aby zapobiec przeskokom międzyfazowym. 3. Optymalizacja efektywności energetycznej : Zmniejszając wewnętrzną temperaturę roboczą i tarcie mechaniczne poprzez sztywną konstrukcję, jednostka poddana obróbce VPI zmniejszenie całkowitego kosztu posiadania silników pierścieniowych wysokiego napięcia poprzez wydłużenie średniego czasu międzyawaryjnego (MTBF).

Metodologie chłodzenia i integracja systemów

1. Konfiguracje chłodzenia IC611 vs IC81W : Podczas całkowania a Silnik z pierścieniem ślizgowym wysokiego napięcia do instalacji, system chłodzenia musi zostać wybrany w oparciu o jakość otaczającego powietrza. Wymienniki ciepła powietrze-powietrze IC611 do silników wysokiego napięcia są powszechne w zapylonych środowiskach, podczas gdy systemy chłodzone wodą IC81W są stosowane tam, gdzie przestrzeń jest ograniczona i wymagana jest duża gęstość mocy. 2. Zabezpieczenie laminowania rdzenia stojana : Żywica VPI wnika także w warstwy stojana, redukując szum magnetyczny i zapobiegając „brzęczeniu laminacji” powodowanemu przez częstotliwości harmoniczne w Silniki z pierścieniem ślizgowym wysokiego napięcia, napędy o zmiennej prędkości . 3. Zgodność testowania IEEE 43 : Zgodnie z procesem VPI każdy silnik musi przejść testy rezystancji izolacji (IR) i współczynnika polaryzacji (PI), aby potwierdzić najlepsze praktyki izolacyjne dla silników pierścieniowych 11 kV zostały pomyślnie wdrożone.

Hardcorowe często zadawane pytania

1. Jaki jest typowy poziom próżni wymagany w procesie VPI w silnikach wysokiego napięcia? Większość przemysłowych systemów VPI działa przy poziomie podciśnienia poniżej 1 mbar (100 Pa), aby zapewnić całkowite odpowietrzenie przed wtryskiem żywicy. 2. Czy silnik zaimpregnowany VPI można łatwo naprawić? Chociaż monolityczna konstrukcja utrudnia „częściowe” przewijanie, doskonała ochrona znacznie zmniejsza częstotliwość awarii w porównaniu do jednostek innych niż VPI. 3. W jaki sposób VPI wpływa na współczynnik mocy silnika z pierścieniem ślizgowym? Nie zmienia to bezpośrednio współczynnika mocy elektromagnetycznej, ale zmniejsza straty pasożytnicze i prądy upływowe, nieznacznie poprawiając ogólną wydajność systemu. 4. Czy proces VPI dotyczy samych pierścieni ślizgowych? Nie, VPI dotyczy uzwojeń stojana i wirnika. Pierścienie ślizgowe muszą pozostać przewodzące i zazwyczaj są wykonane z wysokiej jakości stopów miedzi lub stali nierdzewnej. 5. Jakie żywice są najskuteczniejsze w przypadku silników VPI 10kV? Bezrozpuszczalnikowe żywice epoksydowe są standardem branżowym ze względu na ich wysoką wytrzymałość dielektryczną, niską lepkość penetracyjną i doskonałą odporność chemiczną.

Referencje techniczne

1. IEC 60034-18-31 : Wirujące maszyny elektryczne - Ocena funkcjonalna systemów izolacyjnych uzwojeń. 2. IEEE 43-2013 : Zalecana praktyka badania rezystancji izolacji maszyn elektrycznych. 3. NEMAMG 1 : Silniki i generatory - Sekcja IV dotycząca silników wysokiego napięcia.