Предназначение изоляции обмоточных проводов — предупреждение междувитковых замыканий. В асинхронных движках низкого напряжения
междувитковое напряжение обычно составляет несколько вольт. Но при включениях и выключениях появляются краткосрочные импульсы напряжения, потому изоляция обязана иметь большой припас электронной прочности. Возникновение ослабления в одной точке может вызвать
электронный пробой и повреждение всей обмотки. Пробивное напряжение изоляции обмоточных. проводов должно составлять несколько сот вольт.

Обмоточные провода обычно изготавливают с волокнистой, эмальволокнистой и эмалевой изоляцией.

Волокнистые материалы на базе целлюлозы владеют значимой пористостью и высочайшей гигроскопичностью. Для увеличения электронной прочности и гидростойкости волокнистую изоляцию пропитывают особым лаком. Но пропитка не защищает от увлажнения, а только сбавляет скорость поглощения воды. Из-за этих недочетов провода с волокнистой и эмальволокнистой изоляцией в текущее время практически не используют для обмоток электронных машин.

Провода, используемые для производства обмоток
электродвигателей

Главные типы проводов с эмалевой изоляцией,
используемые для производства обмоток разных электродвигателей и электронных аппаратов,
— поливинилацеталевые провода ПЭВ и провода завышенной нагревостойкости ПЭТВ на полиэфирных лаках. Достоинство этих проводов заключается в маленький толщине их изоляции, что позволяет прирастить наполнение пазов электродвигателя. Для обмоток асинхронных движков мощностью до 100 кВт в главном используют провода ПЭТВ.

Токоведущие части также должны быть изолированы от других
железных деталей электродвиагателя. Сначала нужна надежная
изоляция проводов, уложенных в пазах статора и ротора. Для этой цели употребляют
лакоткани и стеклоткани, представляющие из себя ткани на базе хлопчатобумажных, шелковых, капроновых и стеклянных волокон, пропитанных лаком.
Пропитка увеличивает механическую крепкость и улучшает изоляционные характеристики лакотканей.

В период эксплуатации изоляция подвергается воздействию разных причин, влияющих на ее свойства. Главными из их следует считать
нагрев, увлажнение, механические усилия и химически активные вещества в окружающей среде. Разглядим воздействие каждого из этих причин.

Как нагрев оказывает влияние на характеристики изоляции электродвигателей

Протекание тока по проводнику сопровождается выделением тепла, которое нагревает электронную машину. Другие источники тепла
— утраты в стали статора и ротора, вызываемые действием переменного магнитного поля, также механические утраты на трение в подшипниках.

В целом около 10 — 15% всей потребляемой из сети электронной энергии так либо по другому преобразуется в тепло, создавая превышение температуры обмоток мотора над окружающей средой. При увеличении нагрузки на валу электродвигателя ток в обмотках растет. Понятно, что количество тепла, выделяемого в проводниках, пропорционально квадрату тока, потому перегрузка мотора приводит к росту температуры обмоток. Как это действует на изоляцию?

Перегрев изменяет структуру изоляции и резко усугубляет ее характеристики. Этот процесс именуется
старением. Изоляция становится хрупкой, ее электронная крепкость резко снижается. На поверхности появляются микротрещины, в которые просачивается влага и грязь. В предстоящем происходит пробой и выгорание части обмоток.
При увеличении температуры обмоток срок службы изоляции резко понижается.

Систематизация электроизоляционных материалов по
нагревостойкости

Электроизоляционные материалы, используемые в электронных машинах и аппаратах, по их нагревостойкости
подразделяют на семь классов. Из их в асинхронных короткозамкнутых
электродвигателях мощностью до 100 кВт используют 5.

Непропитанные
волокнистые материалы из целлюлозы, шелка и хлопчатобумажные относят к классу
Y (допустимая температура 90°С), пропитанные волокнистые материалы из целлюлозы, шелка и хлопчатобумажные с изоляцией проводов на базе масляных и полиамидных лаков — к классу А (допустимая температура 105°С), синтетические органические пленки с изоляцией проводов на базе поливинилацетатных, эпоксидных, полиэфирных смол — к классу Е (допустимая температура 120°С), материалы на базе слюды, асбеста и стекловолокна, используемые с органическими связывающими и пропитывающими составами, эмали завышенной нагревостойкости — к классу В (допустимая температура 130°С), материалы на базе слюды, асбеста и стекловолокна, используемые в купе с неорганическими связывающими и пропитывающими составами, также надлежащие данному классу другие материалы — к классу F (допустимая температура 155°С).

Электродвигатели проектируют с учетом того, чтоб при номинальной мощности температура обмоток не превосходила допустимое значение. Обычно имеется маленький припас по нагреву. Потому номинальному току соответствует нагрев несколько ниже предельной нормы.
Температуру среды при расчетах принимают равной 40°С. Если электронный движок работает в таких критериях, когда температура всегда заранее ниже 40°С, его можно перегрузить. Величину перегрузки можно подсчитать с учетом температуры среды и термических параметров мотора. Так можно поступать исключительно в том случае, если нагрузка
электродвигателя строго контролируется и можно быть уверенным, что она не превзойдет расчетного значения.

Как влага оказывает влияние на характеристики изоляции электродвигателей

Другим фактором, от которого значительно зависит срок службы изоляции, является действие воды. При завышенной влажности воздуха на поверхности изоляционного материала появляется пленка воды. Поверхностное сопротивление изоляции при всем этом резко снижается. Образованию пленки воды в большой мере содействуют местные загрязнения. Через трещинкы и поры влага просачивается вовнутрь изоляции, снижая ее электронное сопротивление.

Провода с волокнистой изоляцией, обычно, невлагостойки. Их стойкость к действию воды увеличивается методом пропитки лаками. Эмальволокнистая и эмалевая изоляции более стойки к действию воды.

Необходимо подчеркнуть, что скорость увлажнения значительно находится в зависимости от температуры среды. При схожей относительной влажности, но при более высочайшей температуре изоляция увлажняется в пару раз резвее.

Как мехнические усилия оказывают влияние на характеристики изоляции
электродвигателей

Механические усилия в обмотках появляются при неодинаковых термических расширениях отдельных частей машины, вибрации корпуса, при запусках мотора. Обычно магнитопровод греется меньше, чем медь обмотки, их коэффициенты расширения различны. В итоге медь при рабочем токе удлиняется больше на десятые толики мм, чем сталь. Это делает механические усилия снутри паза машины и перемещение проводов, что вызывает истирание изоляции и образование дополнительных зазоров, в которые просачивается влага и пыль.

Пусковые токи, в 6 — 7 раз превосходящие номинальные, делают электродинамические усилия, пропорциональные квадрату тока. Эти усилия действуют на обмотку, вызывая деформацию и смещение отдельных ее частей. Вибрация корпуса также вызывает механические усилия, снижающие крепкость изоляции.

Стендовые тесты движков проявили, что при завышенных виброускорениях дефектность изоляции обмоток может повыситься в 2,5 — 3 раза. Вибрация также может быть предпосылкой ускоренного износа подшипников. Колебания мотора могут появляться из-за несоосности валов, неравномерности нагрузки -, неодинаковости зазора меж статором и ротором и несимметрии напряжений.

Воздействие пыли и химически активных сред на характеристики
изоляции электродвигателей

Износу изоляции также содействует пыль, содержащаяся в воздухе.
Твердые частички пыли разрушают поверхность и, оседая, загрязняют ее, чем также понижают электронную крепкость. В воздухе производственных помещений находятся примеси химически активных веществ (углекислый газ, сероводород, аммиак и др.). В химически брутальных средах изоляция стремительно теряет свои изоляционные характеристики и разрушается. 
Оба этих фактора, дополняя друг дружку, очень ускоряют процесс разрушения изоляции.
Для увеличения химостойкости обмоток электродвигателей используют особые пропиточные лаки.

Всеохватывающее воздействие всех причин на обмотки
электродвигателей

Обмотка мотора нередко испытывает на для себя одновременное действие нагрева, увлажнения, хим компонент и механического воздействия. Зависимо от нрава нагрузки мотора, критерий среды и продолжительности работы действие этих причин может быть разным. В машинах, работающих с переменной нагрузкой, преобладающее действие может оказать нагрев. В электроустановках, работающих в животноводческих помещениях, более небезопасным для мотора оказывается действие завышенной влажности в купе с парами аммиака.

Можно представить возможность конструирования такового мотора, который мог бы противостоять всем этим неблагоприятным факторам. Но таковой движок, по-видимому, был бы очень дорогим, потому что потребовалось бы усиление изоляции, существенное улучшение ее свойства и создание огромного припаса прочности.

Поступают по другому. Для обеспечения надежной работы мотора используют систему мероприятий, обеспечивающих нормативный срок службы. Сначала за счет внедрения более высококачественных материалов делают лучше технические свойства мотора и его способность противостоять действию разрушающих изоляцию причин. Улучшают средства защиты движков. И, в конце концов, обеспечивают техническое сервис для своевременного устранения дефектов, которые в предстоящем могут привести к катастрофам.