Электрификация сельхозпредприятия на примере ОАО "Племзавод Караваево"

Таблица 3.1 - Перечень оборудования зернотока

Наименование оборудования	Кол-во	Тип токоприемника	Рн, кВт	Iн, А	cos	, %	Iп/ Iн
Нория НЗ-20	4	АИР90L4	2,2	5,2	0,83	81	5
Зерноочистительная машина гигант К 531 А	1	АИР100L4	4	8,8	0,82	84,2	6
Триерный блок К 236А	1	АИР112М4	5,5	12,1	0,84	85	6
Ленточный транспортер	2	АИР132S4	7,5	15,6	0,83	87,5	7

Очистка и сортировка зерна на зернотоке происходит по следующей схеме: зерно, высушенное на сушильной площадке теплогенераторами ТАУ-0,75 и прошедшее первичную очистку ворохоочистителем ОВС-25, поступает на зерноток в приемный бункер, затем через две нории и ленточный транспортер зерно поступает в зерноочистительную машину «Петкус-гигант» К531А. В К 531 А зерно сортируется на два вида фуражное зерно и семенное зерно. Семенное зерно затем поступает в триерный блок К 236А, где оно также сортируется на два вида. Семенное зерно с триера поступает в промежуточный бункер, а затем через норию в выгрузной бункер. Фуражное зерно с обоих аппаратов поступает на ленточный транспортер и далее через норию во второй выгрузной бункер.

Таким образом, на зернотоке благодаря качественной сортировке зерна в два аппарата: К531А и К236А, на склад поступает семенное зерно очень высокого качества, что значительно сказывается на урожае зерна в дальнейшем. Фуражное зерно также поступает на склад и используется для приготовления кормов.

3.2 Расчет пускозащитной аппаратуры

Схема размещения силового оборудования представлена на листе № 4 графической части дипломного проекта. Для всей поточной линии выбираем один щит управления размерами 1000Ч800Ч400. Размещение оборудования представлено на листе №6 графической части. Руководствуясь расчетной схемой (рис.3.2) и данными таблицы 3.1 для приема и распределения электроэнергии в силовой сети, выбираем шкаф силовой распределительный серии ШР11-73702, UН=380 В [3]. На вводе в силовой щит установлен рубильник. Для защиты каждой из групп в силовом щите установлены предохранители.

Рисунок 3.2. Расчетная схема силовой цепи



3.2.1 Выбор автоматического выключателя

Участок ЩУ - М1. Параметры двигателя АИР90L4 : Р=2,2 кВт, IН=5,2 А, ki =5. Автоматический выключатель выбираем по условиям 3.1 и 3.2:

UНАUНУ ; (3.1)

IАIНУ , (3.2)

где UНА и UНУ - соответственно номинальные напряжения автомата и электроустановки, В;

IА и IНУ - номинальные токи автомата и электроустановки, А.

Выбираем автоматический выключатель серии ВА51 [3].

Определяем расчетный ток теплового расцепителя по условию 3.3 [3]:

, (3.3)

где kнт - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя;

Iр.max - максимальный рабочий ток цепи, А.

kн.т=1.1[3] ; Iр.max=5,2 А.

А.

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбираем по условию 3.4 [3]:

Iэ.р. 12· Iр.max ; Iэ.р. kн.э·Iпуск, (3.4)

где kн.э - коэффициент надежности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока электродвигателя;

Iпуск. - пусковой ток электродвигателя, А.

Для автоматов ВА51 kн.э=1,2 [3].

Iпуск.=кi·Iн; Iпуск =5·5,2=26 А

Iэ.р12·5,2=62,4 А;

Iэ.р1,2·26=31,2 А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51-25 (Iн=25А). Выбираем ближайшие большие стандартные токи уставок Iт.р.= 6,3 А, Iэм.р.=63 А.

При запуске двигателя электромагнитный расцепитель ложно срабатывать не будет, так как уставка тока мгновенного срабатывания больше, чем пусковой ток двигателя (63 > 26).

Автоматические выключатели для остальных токоприемников выбираем аналогично, результаты расчетов заносим в таблицу 3.2.

3.2.2 Выбор электромагнитных пускателей

Электромагнитные пускатели выбираются по условиям 3.5 и 3.6 [6].

UНПUНУ; (3.5)

IНПIНУ, (3.6)

где UНП и IНП - номинальные напряжение и ток пускателя;

UНУ и IНУ - номинальные напряжение и ток установки.

Для двигателя М3 выбираем магнитный пускатель ПМЛ 11300 Iнп=10 А [3].

380 =380; условие 3.5 выполняется.

10 > 5,2; условие 3.6 выполняется.

Следовательно, электромагнитный пускатель выбран верно. Электромагнитные пускатели для остальных токоприемников выбираем аналогично. Результаты расчетов сводим в таблицу 3.2.

3.2.3 Выбор предохранителей

Выбор предохранителей, защищающих группы производится по следующим условиям:

по номинальному напряжению 3.7:

Uн.пр.=Uн.уст; (3.7)

по номинальному току плавкой вставки (в зависимости от вида токоприемников) 3.8:

Iвkн.·Iр.max, (3.8)

где kн - коэффициент надежности;

Iр.max - максимальный рабочий ток цепи, защищаемой предохранителями.

При защите предохранителями линии, к которой подключен двигатель:

где - коэффициент, зависящий от пускового режима защищаемых двигателей. Легкий пуск - =2.5; средний пуск - =2; тяжелый пуск - =1.6 [6].

При защите предохранителем группы двигателей:

где ко - коэффициент одновременности;

Iр(n-1) - сумма рабочих токов всех двигателей за исключением одного, у которого наибольший пусковой ток;

Iп - пусковой ток наибольшего двигателя.

Uн.уст=380 В.

В группу входит восемь двигателей, поэтому для выбора номинального тока плавкой вставки воспользуемся формулой 5.13.

А.

Выбираем предохранитель ПН2-100, Iн=100 А, Iв=100 А [3].

100 > 91,8.

Условие выполняется, следовательно, плавкая вставка выбрана верно. Выбор предохранителей для защиты остальных групп проводим аналогично, результаты расчетов заносим в таблицу 3.2

3.3 Выбор кабеля и способов монтажа внутренних силовых сетей

Для выполнения силовой сети выбираем кабель АВВГ. Выбор сечения кабеля производим из условия 3.9:

IдопIн.дв . (3.9)

Произведем расчет для участка ЩУ3 - М1:

Номинальный ток двигателя М3 Iн=5,2 А, следовательно выбираем кабель АВВГ(42,5), Iдоп=19 А [3].

19 А > 5,2 А.

Условие выполняется, значит кабель выбран верно. Монтаж внутренних силовых сетей принимаем в лотках.

Для зернотока принимаем пяти проводную систему. Для этого помимо АВВГ(42,5) необходимо проложить дополнительный РЕ проводник такого же сечения.

Аналогично выбираем сечения кабелей для других участков силовой сети, и результаты расчетов сводим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Выбор пускозащитной аппаратуры и силовой сети

Участок	Iр, А	Аппарат защиты	Iт.р (Iв), А	Iн.э., А	Пусковая аппаратура	Марка, число жил и сечение кабеля	Iдоп,А
СЩ-ЩУ	72,9	ПН2-100	100	-	-	АВВГ(425) +РЕ	80
ЩУ-М1	5,2	ВА51-25	6,3	63	ПМЛ11100	АВВГ(42.5) +РЕ	19
ЩУ-М2	15,6	ВА51-25	20	140	ПМЛ21100	АВВГ(42.5) +РЕ	19
ЩУ-М3	5,2	ВА51-25	6,3	63	ПМЛ11100	АВВГ(42.5) +РЕ	19
ЩУ-М4	8,8	ВА51-25	10	70	ПМЛ11100	АВВГ(42.5) +РЕ	19
ЩУ-М5	15,6	ВА51-25	20	140	ПМЛ21100	АВВГ(42.5) +РЕ	19
ЩУ-М6	5,2	ВА51-25	6,3	63	ПМЛ11100	АВВГ(42.5) +РЕ	19
ЩУ-М7	12,1	ВА51-25	16	112	ПМЛ21100	АВВГ(42.5) +РЕ	19
ЩУ-М8	5,2	ВА51-25	6,3	63	ПМЛ11100	АВВГ(42.5) +РЕ	19

Проверим силовой кабель по потере напряжения.

Проверку проводим на самом длинном участке СЩ-ЩУ-М6.

Должно соблюдаться условие 3.10:

UдопUрасч, (3.10)

где Uдоп - допустимая потеря напряжения, %;

Uрасч - расчетная потеря напряжения, %.

Согласно ПУЭ [4] потеря напряжения для внутренних электропроводок не должна быть превышать 5 %.

где Ру - мощность нагрузки данного участка, кВт;

lу - длина участка, м;

с - постоянный для данного провода коэффициент, зависящий от напряжения сети, числа фаз и материала провода;

Sу - сечение кабеля на участке, мм2.

Участок СЩ-ЩУ1: lСЩ-ЩУ=11 м; с=44 [6].

%.

Участок ЩУ-М6: lЩУ-М6=30 м; с=44 [6].

%.

%;

5 % > 3,18 %.

Условие выполняется, следовательно, кабель выбран верно.



4. Исследование защиты электродвигателей методом капсулирования обмоток

Поточная линия - комплекс оборудования, взаимосвязанного и работающего согласованно с заданным ритмом по единому технологическому процессу. Поточная линия обеспечивает непрерывность технологического процесса, позволяет его механизировать.

Поточная линия зернотока в ОАО «ПЗ «Караваево» состоит из 8 агрегатов: два ленточных транспортера, четыре нории, две зерноочистительные машины. Силовая сеть этого оборудования рассмотрена в 3 разделе данного дипломного проекта. Электрооборудование этих агрегатов эксплуатируется с разными нагрузками и в ненормальной(агрессивной) запыленной среде, поэтому нуждается в соответствующей защите. [Грундулис А.О.]

4.1 Статистика аварийных режимов электродвигателей

Чтобы правильно защитить электродвигатели нужно знать причины их отказов (таблица 4.1). Наиболее частые аварийные режимы возникают из-за:

· обрыва фазы(ОФ) -40..50%

· заторможения ротора(З)-20..25%

· технологических перегрузок (ТП) -8..10%

· понижение сопротивления изоляции (ПСИ)- 10..15%

· нарушения охлаждения (НО)- 8..10%

Из приведенной таблицы видно что перегрев обмоток статора по температуре над допустимым классом нагревостойкости изоляции является основной причиной выхода электродвигателей из строя. Рассмотренный далее метод защиты путем капсулирования лобовых частей статорных обмоток позволяет снизить аварийность двигателей за счет их лучшего охлаждения и за счет поддержания сопротивления в нормальном состоянии.

Таблица 4.1.Распределение основных причин отказов электродвигателей, используемых в сельском хозяйстве

Машины, механизмы	Средний срок службы	Средняя аварийность год	Вероятность отказа из за
			ОФ	З	ТП	ПСИ	НО
Транспортеры, убирающие навоз, тип ТСН	2,8	0,36	0,23	0,71	0	0,06	0
Насосы жидкого навоза	2,5	0,4	0,34	0,26	0	0,26	0
Вентиляторы в животноводческих помещениях	2,9	0,34	0,4	0,21	0	0,3	0
Электрокалориферы	7	0,14	0,69	0,17	0	0	0,14
Центробежные насосы	4,3	0,23	0,42	0,31	0	0,18	0
Погружные насосы	2,4	0,41	0,44	0,23	0	0,23	0,04
Вакуумные насосы	3,7	0,27	0,37	0,41	0	0,16	0
Дробилки на агрегатах витаминизированной травяной муки(АВМ)	3,8	0,26	0,11	0,24	0	0,38	0,17
Пресс-грануляторы	4,5	0,22	0,2	0,21	0	0	0,21
Нории в помещениях	3,3	0,3	0,26	0,64	0	0	0
Нории в полевых условиях	2,7	0,37	0,16	0,4	0	0,37	0
Дозаторы	5,3	0,19	0,32	0,58	0	0	0,1
Станки в механических мастерских	9,1	0,11	0,1	0,1	0	0	0

4.2 Способы защиты трехфазных асинхронных двигателей

Принципиальная штатная схема, применяемая на зернотоке для трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, состоит из автоматических выключателей (QF), магнитных пускателей (КМ) и кнопочных станций (SB). Каждый двигатель запускается своей кнопочной станцией и своим магнитным пускателем. Также схема имеет световую сигнализацию (HL) о работе магнитных пускателей. Защита агрегатов в штатной схеме обеспечивается автоматическими выключателями (QF) с тепловыми и электромагнитными расцепителями.

Трехфазные асинхронные двигатели(АД) нашли самое широкое применение для электроприводов различных машин и механизмов благодаря своей простоте, дешевизне, надежности и хорошим механическим и рабочим характеристикам. Но и с такими отличительными особенностями перед другими двигателями они все равно нуждаются в защите от ненормальной среды в которой они эксплуатируются, от всевозможных ненормальных режимов работы.

Возможные типы защит электродвигателей от различных ненормальных режимов работы и условий работы:

1) Защита от разукомплектованности. Крыльчатка вентилятора в паре с крышкой вентилятора обеспечивают необходимый поток и направлен-ность по внешнему оребрению АД охлаждающего воздуха. Поэтому отсутствие чего-либо одного резко увеличивает нагрев двигателя даже при токах не превышающих номинального. Аппаратура защиты: устройство встроенной температурной защиты (УВТЗ) и датчики напора воздуха (как в калориферах).

2) Защита от сверхтоков: токов короткого замыкания и токов перегрузки, т.е. токов больше номинального, возникающих из-за межвитковых, межфазных и межкорпусных замыканий обмотки, а также при потере одной фазы из трех, при перегрузках рабочей машины, при отклонениях напряжения от номинального на более чем 10%. Аппаратура защиты - предохранители, автоматические выключатели, электромагнитные пускатели, тепловые и токовые реле, реле напряжения, фазочувствительные устройствами защиты (ФУЗ), устройства защитного отключения токов утечки на землю (УЗО), температурными защитами типа УВТЗ.

3) Защита от неправильного вращения нужна машинам и механизмам, а значит и асинхронным двигателям, не допускающим реверса для своей нормальной работы - это дымососы в котельных, различные ковшовые, ленточные, скребковые транспортеры, жидкостные и воздушные насосы, осевые вентиляторы и т.д. Аппаратура защиты - реле чередования фаз (ЕЛ8…12), а также предохранители, автоматические выключатели, тепловые и токовые реле, ФУЗ,УВТЗ

4) Защита от частых пусков. Из-за больших пусковых токов (3,5…8) происходит быстрое нарастание температуры обмотки со скоростью 5…40 єС/сек. Для асинхронных двигателей существует такая паспортная величина, как количество допустимых включений в час. В этом режиме токовая защита теряет смысл. Аппаратура защиты - счетчики, таймеры, УВТЗ.

5) Защита по ограничению времени работы и пауз. Нужна для асинхронных двигателей с режимами работы S2 (кратковременный) и S3 (повторно-кратковременный), где ограничено либо время работы, либо продолжительность включения ПВ при времени цикла . Аппаратура защиты - таймеры, реле времени, УВТЗ.

6) Защита по сопротивлению изоляции. Она должна контролировать сопротивление корпусной (пазовой), межфазной изоляции обмотки. Даже небольшие токи утечки 100…500 мА через большое переходное сопротивление порядка 1 кОм создают местный нагрев в 10-250 Вт, который чреват даже возгоранием изоляции с дальнейшим пожаром электроустановки. Для контроля и защиты применяют мегомметры, УЗО.

7) Нулевая защита. Она нужна для асинхронных двигателей, работающих в поточных линиях на случай даже кратковременного исчезновения питающего напряжения или при его снижении до 60 % от номинального напряжения катушки магнитного пускателя. Аппаратура защиты - электромагнитные реле и пускатели, реле напряжения.

8) Защита от больших отклонений напряжения (%) от номинального. Асинхронные двигатели очень чувствительны к величине напряжения питания. При заниженном напряжении квадратично уменьшается развиваемый вращающий момент на валу со всеми вытекающими последствиями перегрузки асинхронных двигателей по току. При завышенном напряжении увеличивается потребляемый ток, из-за чего соответственно растут потери активной мощности в стали и в обмотках, идущие на нагрев асинхронного двигателя. Аппаратура защиты - предохранители, автоматические выключатели, тепловые и токовые реле, реле напряжения, УВТЗ.

9) Защита от ненормальных условий окружающей среды - это завышенная (более 40 єС) или заниженная температура и влажность, запыленность (мука, древесные или металлические опилки, пыль), загазованность (аммиак, сероводород, углекислый газ), воздушно- масляная эмульсия и т.д. Аппаратура защиты - датчики влажности, газового состава, химические датчики (меняющие свои характеристики - цвет, форму, консистенцию при превышении предельно- допустимых концентраций) и применение электрооборудования специального климатического исполнения.

И так, из приведенного выше анализа видно, что в большинстве необходимых и возможных защит для асинхронных двигателей (и любого электрооборудования) нужны два типа защит: по сопротивлению изоляции и температурная защита, которая является универсальным средством, реагирующим на основную причину всех аварийных режимов - перегрев электрической, магнитной и механической части. Чрезмерный перегрев электродвигателя опасен прежде всего для изоляции его обмоток. При длительном перегреве сверх допустимой температуры срок службы изоляции обмоток резко сокращается. Иногда такой перегрев приводит к повреждению изоляции и аварии.Известно 8- ми градусное правило для изоляции обмоток электрических машин: «При превышении фактической температуры над предельно допустимой на каждые 8 єС срок службы изоляции уменьшается в 2 раза.»

Асинхронный двигатель выходит из строя чаще всего из-за перегрева подшипников и изоляционных материалов в лобовой части статорной обмотки при превышении допустимой температуры, определяемой классом нагревостойкости изоляции.

В настоящее время асинхронные двигатели защищаются следующими аппаратами защиты: предохранителями (FU), автоматическими выключате-лями (QF), электромагнитными пускателями (KM), тепловыми (КК), токовы-ми (КА) и реле напряжения (KV), фазочувствительными устройствами защиты (ФУЗ), устройствами защитного отключения токов утечки (УЗО), температурными защитами типа УВТЗ с встроенными тремя позисторами в лобовую часть обмотки.

Рисунок 4.1 Возможные устройства защиты асинхронных двигателей

Кроме выше приведенных защит могут быть использованы следующие способы защиты асинхронных электродвигателей от воздействия неблагоприятной среды.

1) Вынос двигателя за пределы воздействия окружающей агрессивной среды. В этом случае усложняются механические связи между электродвигателем и рабочей машиной.

2) Использование силикагеля для сушки изоляционных материалов.

3) Использование трансформаторного масла (погружение, смачивание) для разного электрооборудовании: силовые и специальные трансформаторы, элементы электроники, электромагнитные реле и магнитные пускатели. 4) Создание микроклимата(подогрев перед пуском, вентиляция, охлаждение во время работы, защитные корпуса или кожухи)

5) Капсулирование лобовых частей статорной обмотки электродвигателя.

Рассмотрим подробней эксплуатацию трехфазных асинхронных двигателей(АД) в неблагоприятных условиях зернотока: изменение температуры, влажность, запыленность, возможные перегрузки на примере капсулирования лобовых частей статорной обмотки электродвигателя.

4.3 Процессы тепло-влагообмена двигателя

Это еще один интересный, нетрадиционный способ защиты активных частей электрических машин и другого электрооборудования, который взят из окружающих нас растительного и животного мира, человеческого бытия, технологий строительства, техники, медицины и т.д. и т.п. Как и чем защищаться от внешней окружающей среды? Примеров тому великое множество - куда бы ни глянь. Смысл его заключается в дополнительной защитной оболочке, совместимой с защитными материалами, которая не допускает или хотя бы отдаляет на какое-то время физическое старение и увлажнение изоляции обмоток. Такая защита называется капсулированием, которое позволяет увеличить надежность двигателя при его эксплуатации в ненормальных условиях окружающей среды. Рассмотрим подробнее физические процессы, которые происходят в изоляции (межвитковая, фазная, корпусная) обмоток, на примере электродвигателя в процессе его нагрева - при работе, и в процессе его охлаждения - при отключении от сети.

Режимы работы электродвигателей тесно связаны с явлениями тепло и влагообмена между изоляцией и окружающей средой. Сезонность и односменность работы, характерные для сельскохозяйственного производства, определяют относительно низкую степень использования установленного электрооборудования в течении суток и на протяжении года. Электродвигатели работают в разных режимах: вентиляторные установки - в длительном режиме; наждачные и сверлильные станки работают в кратковременном режиме; на зернотоках часть двигателей работают кратковременно, часть в повторно-кратковременном режиме, а большая часть в длительном и в две смены; большая часть электродвигателей в животноводстве используются в кратковременном режиме работы, причем электродвигатели, как правило, работают с недогрузкой. Это относится к приводам центробежных насосов, вакуум-насосов, кормораздатчиков, транспортеров для уборки помета и навоза. У электродвигателей, работающих с недогрузкой, снижаются энергетические показатели: коэффициент полезного действия и коэффициент активной мощности, но изоляция будет в этом случае находиться в щадящем режиме. Использование электродвигателей в течении суток в основных процессах животноводства (кормораздача, уборка навоза, доение) составляет 0,17 а в целом по сельскохозяйственному производству - 0,25 [2]. Режимы работы электродвигателей влияют на изоляцию обмоток и, как следствие, на их надежность. При малом времени использования электродвигателей особую значимость приобретают режимы пуска, которые сопровождаются опасными для обмоток электродинамическими и тепловыми воздействиями. При хорошем бандаже обмоток и качественной их пропитке электродинамический удар на обмотку не опасен. Тепловой удар приводит к резкому увеличению температуры обмотки и увеличению размеров ее проводников при относительно плотной их укладке в пазах электродвигателя. Увеличение размеров обмоточного провода при нагреве электродвигателя и уменьшение их при его охлаждении вызывает расширение и сужение изоляционной лаковой пленки. У новых электродвигателей эластичная лаковая пленка изоляции меняет свои размеры. Однако с ростом циклов нагрева и охлаждения и соответствующего температурного старения происходит деструкция пленки, она становится хрупкой, теряет эластичность. Это приводит к тому, что при изменении размеров проводников с изменением температуры, пленка разрывается. При охлаждении электродвигателя и уменьшении размеров проводников обмотки пленка не возвращается в исходное положение, что ведет к образованию микротрещин, число которых растет с увеличением времени эксплуатации электродвигателей. В образовавшиеся поры и трещины лаковой пленки проводников обмотки электродвигателя проникает влага и агрессивные компоненты, содержащиеся в окружающей среде. В результате, помимо увеличения влагосодержания обмотки, образуются проводящие электрические мостики между отдельными проводниками обмотки, что и приводит к электрическому пробою между ними при включении электродвигателя в сеть на относительно высокое амплитудное напряжение до 600 В.

Изменение параметров бандажа и состояния изоляции обмоток со временем приводят к вибрации проводников во время работы электродвигателя, особенно во время пусков и реверсов, что повышает вероятность возникновения межвитковых замыканий. Они могут возникать и при отсутствии влаги внутри изоляции, так как возрастает вероятность прямого контакта оголенных участков проводников между собой. Наиболее слабый элемент асинхронного электродвигателя - его обмотка, на долю которой приходится около 80% отказов от их общего числа [1]. Возникновение электропроводящих мостиков внутри обмотки электродвигателя зависит от условий, в которых он работает. Образование мостика между двумя соседними неприкосающимися проводниками возможно только при наличии внутри электродвигателя влажного воздуха или других содержащихся в нем проводящих компонентов. В сельскохозяйственном производстве используют в основном электродвигатели небольшой мощности, имеющие защиту от попадании внутрь влаги, пыли и посторонних предметов, но они не имеют полной герметизации. При нагреве и охлаждении электродвигатель «дышит», при этом воздух (зачастую в смеси с влагой и агрессивными газами) проникает внутрь из окружающей среды или вытесняется обратно.

Между изоляцией электродвигателя и окружающей средой практически постоянно происходит влагообмен. Способность поглощать или отдавать влагу зависит от конструкции электродвигателя, режимов работы, свойств изоляции. Влагу в изоляционных материалах для упрощения рассмотрения физики процесса можно разделить на два вида: свободную и связанную. В электродвигателях герметичного исполнения свободная влага отсутствует, так как непосредственного соприкосновения изоляции с водой нет. Связанная влага есть в гигроскопических изоляционных материалах ( влага макро- и микрокаппилярах, влага в крупных порах и пустотах, влага смачивания). Но электродвигатели закрытого обдуваемого исполнения негерметичны, и влажный воздух из окружающей среды контактирует с изоляцией электродвигателя. При этом происходит как увлажнение изоляции, так и её осушение в зависимости от режима работы электродвигателя. Испарение влаги из материала обуславливается диффузией пара с его поверхности в окружающую среду (внешняя диффузия). Диффузия происходит тем интенсивнее, чем больше разность между порциальным давлением пара у поверхности материала и давлением в окружающей среде. В зависимости от значения градиента давления определяется направление (ход процесса в сторону сушки или увлажнения). Внутренняя диффузия наблюдается в виде движения влаги в жидком или газообразном состоянии от внутренних увлажненных слоев изоляции и её подсушенной поверхности. При этом влага перемещается от мест с большей влажностью в места с меньшей влажностью. Кроме того происходит так называемая термодиффузия влаги от слоев изоляции более нагретых к менее нагретым. Полный поток влаги, проходящий через площадь сечения изоляции в единицу времени зависит от воздействия всех трех градиентов (давления, влагопроводимости, термодиффузии). Изменение влагосодержания изоляции обмотки в процессе эксплуатации электродвигателя можно проследить по изменению сопротивления изоляции. Когда электродвигатель находится в нерабочем состоянии в помещении с высокой относительной влажностью, на его изоляцию воздействует градиент влажности. Изоляция поглощает влагу из воздуха - происходит процесс увлажнения. Вначале увлажняется наружные слои изоляции, а затем влага проникает и во внутренние слои. Увлажнение изоляции обмотки приводит к резкому снижению ее диэлектрических характеристик: сопротивления изоляции, электрической прочности и других. При установившемся равновесии происходит стабилизация сопротивления изоляции электродвигателя. После включения электродвигателя в работу начинает нагреваться его обмотка. В начальный период после пуска более нагретой оказывается витковая изоляция обмотки и изоляция паза, ближе расположенная к виткам обмотки. В результате этого создается положительный градиент температуры - поток теплоты направлен от внутренних слоев к периферии. Под воздействием градиента температуры начинает перемещаться влага из внутреннего объема наружу. По мере роста температуры обмотки, влага, находящаяся в порах изоляции, начинает переходить в парообразное состояние - изоляция «распаривается», пары влаги проникают в мельчащие поры изоляции (лаковая, бумажная, поливинилхлоридная, тканевая и т.д.). Сопротивление изоляции обмотки снижается. В зависимости от начального влагосодержания и структуры изоляции снижение её сопротивления будет различным при разогреве. При относительно сухой изоляции снижение её сопротивления невелико, а для сильно увлажненной изоляции снижение величины сопротивления может быть значительно и представляет опасность электрической прочности изоляции. Это необходимо учитывать при эксплуатации сельских электроустановок: пробой сильно увлажненной изоляции наступает не в момент включения электродвигателя в сеть, а спустя некоторое время после того, как изоляция разогреется и «распарится». Отмеченное может быть использовано для разработки защиты увлажненного электродвигателя, работающей на принципе скорости изменения при минимальном сопротивлении изоляции обмотки. При дальнейшем росте температуры обмотки влага начинает испаряться вначале с поверхности обмотки, при этом направления потоков теплоты и влаги совпадают. Возрастание температуры влаги и воздуха, находящихся в порах изоляции, вызывает повышение их давления - дополнительно возникает градиент давления в разных зонах паза электродвигателя. Происходит перемещение паров влаги из изоляции в окружающую среду (сушка). Сопротивление изоляции электродвигателя возрастает. Оно достигает установившегося значения для данной температуры. После отключения электродвигателя он начнет охлаждаться и в изоляции обмотки возникнут обратные процессы (увлажнение). Скорость влагообмена зависит от гигроскопических свойств изоляционного материала, степени увлажнения изоляции, режимов работы, степени загрузки электродвигателя, температуры и влажности окружающей среды и других факторов. С некоторыми допущениями можно считать продолжительность сушки пропорциональной скорости нарастания температуры, то есть минимально возможная продолжительность сушки близка к времени нагрева электродвигателя до установившегося превышения температуры, но с учётом инерционности возникающих процессов всегда больше последней. Чем сильнее увлажнена изоляция, тем длительнее процесс «распаривания», больше сдвиг между нагревом и началом сушки и больше общая продолжительность процесса. После включения электродвигателя в работу сопротивление изоляции обмоток уменьшается на 30..50%, а затем возрастает и достигает установившегося значения. Чем сильнее был увлажнен электродвигатель перед работой, тем выше значение установившегося сопротивления изоляции. Эксплуатация электродвигателя в кратковременном режиме работы ухудшает состояние изоляции. Постоянно включенный в работу электродвигатель работает с сухой изоляцией обмотки, но тогда слабым звеном может оказаться уже не электрическая, а механическая часть двигателя - подшипники.

Для защиты двигателя от воздействия влажной окружающей среды нами предлагается обмотку поместить во влагонепроницаемую «капсулу» - дополнительную термостойкую изоляцию. Это может быть многократная (двух-, трехкратная) пропитка статорной обмотки тем же или подобным совместимым лаком с последующей сушкой или же капсулирование эпоксидной смолой или клеем (полимерное компаундирование) [2]. Рассмотрим последний вариант на примере трехфазного асинхронного двигателя привода нории - вертикального ковшового транспортера зернотока. Экономический расчет применения данной защиты обоснован в 5 части данного дипломного проекта.

4.4 Области применения эпоксидного компаунда

Области применения эпоксидных смол очень разнообразные. Подобное конструктивное исполнение защиты обмотки и сердечника можно наблюдать у электровибрационных водопогружных насосов типа «Малыш» и им подобных. В посадочное место корпуса насоса вставлены магнитопровод и катушка электромагнита и все залито эпоксидной смолой. Компаунд фиксирует сердечник и обмотку, улучшает теплообмен между медным обмоточным проводом и корпусом, повышает герметизацию витков обмотки. Такой принцип защиты выполняется и для обмоток дросселей люминесцентных ламп низкого и высокого давления, для изолированных проводов и кабелей, для высоковольтных измерительных трансформаторов с литой изоляцией, для электронных схем и блоков и т.д. и т.п.

Эпоксидная смесь (компаунд) готовится из двух-трех компонентов: смолы, отвердителя и наполнителя. Поэтому, в зависимости от типа наполнителя эпоксидный клей может обладать следующими свойствами: улучшенной теплопередачей(за счет алюминиевой пудры), улучшенной электропроводностью(за счет серебряной пудры), улучшенной химической и влагостойкостью, улучшенными электроизоляционными свойствами, улучшено ударостойкостью за счет обеспечения пластичности и т.д.

Эпоксидные смолы используются для герметизации и капсулирования, так как они очень устойчивы к действию кислот, щелочей и влаги. Смолы не деформируются при нагревании до высокой температуры, обладают низкой усадкой и высоким объемным сопротивлением. Эпоксидные смолы можно использовать не только для защиты материалов от действия окружающей среды, но и для клеевого соединения деталей. В электронной промышленности, например, эпоксидные смолы применяют для капсулирования сварных модулей, заливки обмоток трансформаторов и двигателей, а так же для герметизации стыков электрических кабелей.

Со времен второй мировой войны эпоксидные смолы используются для изготовления оснастки (например, пресс-форм, применяемых при листовой штамповке или моделей при изготовлении деталей). Армирующие наполнители в виде частиц или волокон легко вводятся в смолу, снижая ее стоимость и увеличивая стабильность размеров. Возможность замены металлов эпоксидными смолами обусловлена двумя факторами: ЭКОНОМИЧНОСТЬЮ в производстве и БЫСТРОТОЙ (без больших материальных затрат) модификации. Кроме того, эти смолы хорошо сохраняют форму и размеры, обладают высокими механическими свойствами и низкой усадкой, что позволяет изготовлять из них детали с малыми допусками.

Эпоксидные формовочные компаунды (порошкообразные, частично отвержденные смеси смолы и отвердители, которые приобретают текучесть при нагревании) используют для производства всех видов конструкционных деталей. Наполнители и армирующие вещества легко вводятся в эпоксидные смолы, образуя формовочную массу. Эпоксидные смолы обеспечивают низкую усадку, наилучшее сцепление с наполнителями и армирующими веществами, химическую стабильность, хорошие реологические свойства.

Эпоксидные смолы используют для герметизации и капсулирования, так как они очень устойчивы к действию кислот, щелочей и влаги. Смолы не деформируются при нагревании до высокой температуры, обладают низкой усадкой и высоким удельным объемным сопротивлением. Эпоксидные смолы можно использовать не только для защиты материалов от действия окружающей среды, но и для клеевого соединения деталей. В электронной промышленности, например, эпоксидные смолы применяют для капсулирования сварных модулей, заливки обмоток трансформаторов и двигателей, а также для герметизации стыков электрических кабелей.

В нашем случае для защиты статорных обмоток трехфазных АД прослеживаются следующие достоинства эпоксидного компаунда:

- относительно хорошая проникающая способность между витками лобовой и активной частей обмотки, то есть заполняются все пустоты.

- хорошая адгезия (прилипание, сцепление) к наружным листам электротехнической стали сердечника (магнитопровода) статора, к станине электродвигателя и к изолированным медным обмоткам.

- лёгкость придания нужной формы при застывании в течение 2-3 часов.

- высокая механическая прочность и диэлектрические свойства.

- относительно высокая термо- и влагостойкость для возможных режимов и условий работы электродвигателей.

4.5 Степени защиты электрооборудования

Степени защиты электрооборудования являются одним из пунктов выбора электродвигателей для фактических условий окружающей среды. В нашем случае зерноток отличается большим диапазоном изменения влажности температуры, наличием пыли, которое существенно ухудшают охлаждение и снижает сопротивление изоляции.

При обозначении степени защиты используется запись - IP XX, где X - цифра. Например, для нашего исследуемого электродвигателя IP 44. Первая цифра отвечает за проникновение внутрь твердых предметов. Вторая - за проникновение воды. Чем больше цифра тем выше защита. (таблица 4.2-4.3)



Таблица 4.2 Степень защиты от проникновения твердых тел

Уровень защиты	Описание
0	Защиты нет, у прибора нет корпуса
1	Защита от проникновения тел диаметром более 50 мм.(защита от проникновения открытых участков тела)
2	Защита от проникновения тел диаметром больше 12 мм.(защита от проникновения пальцев)
3	Защита от проникновения тел диаметром больше 2,5 мм.(Защита от проникновения толстой проволоки и инструмента)
4	Защита от проникновения тел больше 1 мм.
5	Устройство полностью безопасно для человека. Внутрь может попасть пыль, но она не сможет вывести из строя прибор.
6	Полная защита прибора. Пыль в корпус не попадает.

Таблица 4.3 Степень защиты от проникновения воды

Уровень защиты	Описание
0	Защиты нет. Любое попадание воды может вывести из строя прибор.
1	Защита от вертикально попадающих капель воды.
2	Защита от каплей воды падающих вертикально, либо под небольшим углом до 15 градусов
3	Защита от брызг падающих под углом до 60 градусов.
4	Защита от брызг с любых сторон.
5	Защита от струю воды с любых сторон.
6	Мощная струя воды под любым направлением не может вывести прибор из строя
7	Защита от погружения воды на определенной время, с определенным давлением.
8	Защита от длительных погружениях в воду, при оговоренных условиях.

Вывод: капсулирование эпоксидной смолой лобовых частей статорных обмоток электродвигателя позволяет повысить степень защиты от механических повреждений твердых тел (ротор, подшипниковый щит, инструмент, съемник и т.д.) и от проникновения влаги к катушкам фаз. Кроме того уменьшается вероятность повреждения изоляции обмоток грызунами.



4.6 Методика капсулирования лобовых частей обмотки

В нашем случае технология капсулирования на примере статорной обмотки трёхфазного асинхронного двигателя будет состоять из следующих несложных этапов:

1. Новый или отремонтированный статор с обмоткой устанавливаем вертикально на горизонтальную поверхность, как показано на рис.4. 2

Рисунок 4.2 Капсулирование обмотки статора.

1 - стол; 2 - посадочное место; 3 - эпоксидный компаунд; 4 - деревянный цилиндр; 5 - бумага; 6 - обмотка статора; 7 - сердечник статора; 8 - станина.

2. Во внутреннюю расточку статора вместо ротора вставляем круглый деревянный цилиндр, обернутый бумагой, покрытой графитной термостойкой смазкой, чтобы после застывания эпоксидной смолы цилиндр легко можно было удалить. Вместо деревянной формы может быть и любая другая, подходящая по материалу и размеру внутреннего диаметра пакета статора.

3. Готовим полимерный компаунд (клей) из эпоксидной смолы и отвердителя с возможными наполнителями.

4. Заливаем лобовую часть обмотки, а точнее получившееся пространство между деревянным цилиндром и внутренним диаметром станины эпоксидным клеем до необходимого уровня, чтобы застывшая смола не мешала в монтаже подшипниковому щиту. При необходимости, как в нашем случае, для контроля температуры попутно при заполнении эпоксидным клеем можно прикрепить в лобовую часть медной обмотки терморезисторы (позисторы) или термопары, например, типа М83-К1 (14000 С), которые идут в комплектации мультиметра ДТ838 и ему аналогичных.

5. После застывания эпоксидного клея статор переворачиваем на 180 градусов и заливаем компаундом другую лобовую часть обмотки. Отверстие для выводов обмотки на шпильки клеммника закрываем бумагой или тканью.

6. После затвердевания и остывания эпоксидного клея (смолы) молотком или киянкой удаляем деревянный цилиндр и производим чистовую обработку: убираем подтеки смолы и бумагу.

4.7 Опытные данные с капсулированным двигателем

В лаборатории 222 «Электрические машины» Костромской ГСХА были проведены предварительные опыты с трёхфазным асинхронным двигателем типа АИР50В4 с частично закапсулированными лобовыми частями обмоток. То есть одна сторона (правая от бирки) была залита эпоксидным компаундом, а другая сторона осталась нетронутой (заводского исполнения) для сравнения температуры. Ротор данного двигателя гладкий, то есть сильно уменьшена внутренняя вентиляция и поэтому лобовые части обмоток находятся в очень одинаковых условиях охлаждения, что представляет особый интерес из- за более интенсивного нагрева внутреннего пространства двигателя по сравнению с другим вариантом, когда ротор бы имел хоть какие-нибудь формы торцевых лопастей: от шипов, цилиндриков, до широких плоских пластин. Некоторые пункты капсулирования и испытания опытного электродвигателя показаны на рисунках 4.3-4.4

2.а 2.б

Рисунок 4.3. - а) закапсулированный вариант лобовой части статорной обмотки; б) незакапсулированный заводской штатный вариант лобовой части статорной обмотки.

3.а 3.б

Рисунок 4.3. - а) готовый собранный вариант двигателя для испытаний; б) опытные исследования зависимости температур лобовых частей обмоток от времени нагрева.

Для опытных исследований по капсулированию статорных обмоток мы применили трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа АИР50В4У3, имеющий следующие паспортные данные:

Число фазных статорных обмоток m = 3 фаз

Номинальная частота: f=50 Гц

Номинальная мощность на валу: P2 = 90 Вт

Коэффициент активной мощности: cos ц = 0,65

Частота вращения ротора: n2 = 1340 об/мин

Схема соединения обмоток статора «звезда»

Линейное напряжение обмоток двигателя Uлин = 380 В

Линейный(фазный) ток обмоток двигателя Iлин = 0,37 А

Коэффициент полезного действия (кпд) з = 57% = 0,57

Класс нагревостойкости изоляции В (130 ?C)

Степень защиты IP 44 Сделано в 09.1989 г.

Режим работы - S1 (продолжительный, длительный)

Измеренное активное сопротивление фазы Rфаз = 103 Ом

Схема опыта с частично закапсулированным 3хфазным двигателем с контролем температуры и потребляемого тока представлена на рис. 4.5

Рис.4.5 Схема опыта с частично закапсулированным трехфазным электродвигателем и контролем температуры и потребляемого тока.



Электрооборудование опыта

1) Асинхронный трехфазный электродвигатель типа АИР50В4У3:

P2=90 Вт Uлин = 380 В Iлин = 0,37А n2 = 1340 об\мин

Класс изоляции B(130 ?C) Rфаз=103 Ом f = 50 Гц

2) Амперметры электромагнитной системы Э525, Iном =1,0 А(комплект измерительный К505, класс точности 0,5

3) Мультиметр М-838(t) в комплекте с термопарой М83-К1

4) Термопара М83-К1 Предельное значение температуры +1400 ?C Погрешность измерения +/- 2%

Примечание: Термопары Т1 и Т2 в течении опыта переключаем на разные приборы PT1 и РТ2 чтобы убедиться в отсутствии погрешности измерения. Показания приборов от термопар Т1 и Т2 практически не отличались в нашем опыте более чем на +/- 1 ?C, что не особо важно при разнице температур в 10 ?C

Вначале, перед включением электродвигателя, были измерены активные сопротивления двух последовательно соединенных соседних фаз с помощью мультиметра М838 (предел измерения Rном=2000 Ом)

RАВ=RВС=RСА =206 Ом

Поэтому можно сказать, что данный асинхронный двигатель -это симметричная нагрузка для сети и каждая фаза имеет одинаковое активное сопротивление (Rфаз= 103 Ом)

Rфаз=RА=RВ=RС= 103 Ом

Контроль равенства фазных(линейный токов) по включенным амперметрам позволяет предположить что все три фазы будут нагреваться равноценно и показания термопар Т1 и Т2 будут справедливы, да же если бы они находились на разных фазах.

Кроме того убеждаемся в однородности показаний и в отсутствии какой-либо разницы на одном и том же мультиметре. Снимаем крыльчатку вентилятора и его крышку(кожух) для более быстрого нагрева исследуемого электродвигателя. Результаты опыта заносим в таблицу 4.4

Таблица 4.4 Опытные данные зависимости температур капсулированной и некапсулированной обмоток от времени нагрева (Т мин.) при снятом кожухе и крыльчатки вентилятора.

Т мин.	Капсулировнная ?C	Некапсулированная ?C	?t ?C
0	21	21	0
1	23	27	4
2	25	29	4
3	27	32	5
4	30	34	4
5	32	37	5
6	36	40	4
7	37	44	7
8	41	46	5
9	42	49	7
10	46	52	6
11	48	54	6
12	53	59	6
13	56	62	6
14	58	67	9
15	62	72	10
16	65	77	12
17	69	80	11

Вывод: из опытных данных видно, что разница температур между капсулированной и некапсулировнной лобовых частей обмоток за этот промежуток времени Т = 17 мин составляет 11-12 ?C, что свидетельствует о лучшем охлаждении закапслулированной статорной обмотки. Таким образом этой температурной добавкой повышается фактический класс нагревостойкости изоляции электродвигателя. Для наглядности строим графики зависимости температуры двух встроенных в лобовые части обмоток термопар(Pt1 и Pt2) от времени нагрева по табличным данным.

Рисунок 4.6 График зависимости температур капсулированной и некапсулированной обмоток от времени нагрева (Т мин.) при снятом кожухе и крыльчатки вентилятора.

Далее была снята зависимость температур капсулированной и некапсулированной обмоток от времени охлаждения (таблица 4.5.) и построен ее график (рисунок 4.6.)

Таблица 4.5 Опытные данные зависимости температур капсулированной и некапсулированной обмоток от времени охлаждения.

Т мин.	Капсулированная t ?C	Некапсулированная t ?C	?t ?C
1	70	73	3
2	70	71	1
3	68	70	2
4	67	69	2
6	65	66	1
8	63	64	1
10	62	62	0
12	59	60	1
14	57	58	1
16	56	56	0
18	54	54	0
20	53	53	0
22	51	51	0
25	48	49	1
27	47	48	1
32	44	44	0
36	42	42	0
40	40	40	0
44	38	38	0
48	36	36	0
50	35	36	1
60	33	33	0
75	29	29	0
90	27	27	0
100	26	26	0
130	23	23	0
150	22	22	0

Рисунок 4.7 График зависимости температур капсулированной и некапсулированной обмотки при охлаждении электродвигателя.

По данной таблице и диаграмме мы можем сделать вывод, что динамика температуры при охлаждении электродвигателя капсулированной и некапсулированной части обмоток почти одинакова.

Далее был проведен опыт для определения зависимости температур капсулированной и некапсулированной обмоток от времени нагрева при наличии кожуха и крыльчатки вентилятора, то есть в естественных условиях работы исследуемого электродвигателя. ( таблица 4.6, рисунок4.7)



Таблица 4.6. Опытные данные зависимости температур капсулированной и некапсулированной обмоток от времени нагрева при наличии кожуха и крыльчатки вентилятора.

Т мин.	Капсулированная t ?C	Некапсулированная t ?C	?t ?C
0	15	17	2
1	14	19	5
2	17	23	6
3	20	24	4
4	21	27	6
5	24	28	4
6	25	31	6
7	27	32	5
8	29	34	5
9	30	36	6
10	32	38	6
11	34	39	5
12	35	41	6
13	36	42	6
14	37	43	6
15	38	45	7
16	39	46	7
18	41	48	7
19	43	50	7
20	43	51	8
21	44	51	7
23	45	52	7
24	46	53	7
25	47	54	7
26	47	54	7
27	47	55	8
29	48	56	8
31	49	56	7
33	50	58	8
36	52	61	9
37	53	62	9
44	59	67	8
48	61	71	10
50	62	73	11
52	64	74	10
54	65	76	11
60	70	81	11

Рисунок 4.8 График зависимости температур капсулированной и некапсулированной обмоток от времени нагрева при наличии кожуха и крыльчатки вентилятора.

По вышеприведенным опытным данным можно сделать вывод, что при работе двигателя в длительном режиме S1 сохраняется разница температур примерно 10 -11 ?C между закапсулированной и незакапсулированной частями статорной обмотки. Таким образом просматриваются явные преимущества защиты электродвигателей методом капсулирования.

4.8 Классы нагревостойкости изоляционных материалов

Обмоточный провод фаз электродвигателя имеет свой класс нагревостойкости, в нашем случае класс изоляции В, что соответствует 130 ?С. Возможные классы нагревостойкости изоляционных материалов для электрооборудования приведены в таблице 4.7.

Класс нагревостойкости изоляции показывает предельную температуру нагрева при которой изоляция сохраняет свои свойства. Для выпускаемых АД общепромышленного (в том числе и с.х.) назначения используют изоляционные материалы класса нагревостойкости В (130 ?С) и F (155 ?С).

Контроль температуры изоляции осуществляется устройствами встроенной температурной защиты типа УВТЗ. Поэтому, чем выше класс нагревостойкости изоляции при одной и той же мощности эксплуатируемого двигателя, тем больше и дольше можно его перегрузить по потребляемому току.Датчиками УВТЗ являются позисторы, рассчитанные под разный класс нагревостойкости. Их сопротивление (позисторов) изменяется пропорционально температуре до границы «релейного» эффекта, когда их сопротивление многократно возрастает и обеспечивает срабатывание электронной схемы и отключение двигателя.

Таблица 4.7 Классы нагревостойкости изоляционных материалов.

Класс нагревостойкости	Температура ?C	Изоляционный материал
Y	90	Волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка, натурального шёлка
A	105	Волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка, натурального или синтетического шёлка пропитанные или погружённые в жидкий диэлектрик
E	120	Синтетические органические материалы (плёнки, смолы и др.) и материалы или простые сочетания материалов, для которых на основании практического опыта или соответствующих испытаний установлено, что они могут работать при температуре, соответствующей данному классу
B	130	Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими или пропитывающими составами
F	155	Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами, которые соответствуют данному классу нагревостойкости
Класс нагревостойкости	Температура ?C	Изоляционный материал
H	180	Материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические эластомеры
C	Свыше 180	Слюда, керамические материалы, стекло, кварц или их комбинации, применяемые без связующих или с неорганическими и элементоорганическими составами. Температура применения этих материалов определяется их физическими, химическими, механическими и электрическими свойствами

Из приведенной таблицы 4.7 видно, что разница между классами изоляции составляет всего 10-25 ?С, но каждый последующий класс изоляции более термостойкий и поэтому дорогой.

Вывод: предлагаемое капсулирование статорных обмоток позволяет перегрузить тот же двигатель на 10 -12 ?С, что позволит несколько уменьшить затраты на покупку более дорогого двигателя, например класса F (155 ?С) вместо В (130 ?С)

4.9 Достоинства и недостатки капсулирования обмоток электродвигателя

Можно отметить, что защита обмоток и магнитопровода электрических машин и другого многочисленного подобного электрооборудования, содержащего те же активные части, путем капсулирования подходящими пропиточными материалами позволяет увеличить срок их эксплуатации и уменьшить опасное влияние сверхтоков из-за нагрева и электродинамических сил. Конечно же, монолитное капсулирование имеет слудущие недостатки: несколько удорожается стоимость двигателя и усложняет последующий ремонт, но это, наверное, небольшой недостаток, с которым можно смириться, особенно для двигателей мощностью до 1 кВт, у которых капитальный ремонт может быть соизмерим со стоимостью нового двигателя, который качественно изготовлен в заводских условиях. В дальнейшем опытные производственные испытания капсулированных двигателей и другого электрооборудования в реальных условиях эксплуатации позволят собрать более полную статистическую информацию о достоинствах и недостатках подобной защиты.

Выше приведенная информация в виде опытных данных позволяет предположить следующие положительные стороны подобной защиты обмоток статора методом капсулирования при эксплуатации электрооборудования и в частности для исследуемого:

1) Монолитный эпоксидный компаунд усиливает функции бандажа лобовых частей и многократной пропитки обмоток статора;

2) Значительно улучшается защита лобовых частей от механических повреждений при демонтаже и монтаже ротора и подшипниковых щитов во время ремонтов;

3) Сопротивление изоляции обмоток меньше подвержено физическому старению, поэтому предполагается ее стабильность при длительном времени эксплуатации, что ещё обеспечивает электробезопасность людей и животных;

4) Монолитное капсулирование лобовых частей статорных обмоток эпоксидным клеем улучшает их защиту от влаги, пыли и агрессивных газов за счет герметизации;

5) Уменьшается влияние электродинамических сил на витки лобовых частей обмоток от пусковых токов и при резком реверсировании электродвигателя;

6) Капсулирование лобовых частей может несколько уменьшить шум от обмоток и сердечника при работе двигателя.

7) Улучшается охлаждение капсулированных лобовых частей на несколько градусов в сравнении с некапсулированной обмоткой за счет лучшего теплового контакта нагретых частей обмотки с корпусом через слой эпоксидного клея;

8) Возможно уменьшение затрат на техническое обслуживание, текущие ремонты и хранение электродвигателей в неотапливаемых помещениях.

9) Повышается степень защиты обмоток двигателя, что дает возможность использовать такой двигатель в производственных и сельскохозяйственных условиях повышенной влажности и агрессивных сред вместо более дорогих двигателей специального климатического исполнения.

10) Появляется возможность некоторой перегрузки двигателя по току за счет лучшего охлаждения обмоток статора с контролем максимальной допустимой температуры для класса нагревостойкости В (130 ?С).

На основании выше приведенных достоинств и недостатков можно предположить пользу применения эпоксидного клея для защиты лобовых частей статорных обмоток трехфазного асинхронных двигателей методом капсулирования. Подобная защита может быть реализована в условиях любой лаборатории или электроцеха, причем, для любого электрооборудования, силами электромонтеров любого разряда. Опыт капсулирования со временем позволит выполнять эту операцию быстро и качественно. Заводам-изготовителям конечно же не выгодно выпускать закапсулированные двигатели, которые будут иметь большой срок службы, а вот потребители заинтересованы в обратном и самостоятельное капсулирование им может существенно помочь в этом вопросе.