автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Повышение эффективности сушки и влагозащиты изоляции электродвигателей, используемых в сельском хозяйстве, на основе интенсификации электроосмотических явлений

САНК'Г-ИЕТЕРБУРГСИНЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

тмтткми АЛЕКСАНДР ЕМЕЛЪЧНОЕИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШИ И ВЛАГОЗАЩИТЫ изоляции ЭЛЕКТРОДВИГАТМЕИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ, НА ОСНОВЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ

Специальность 05.20.02 -Электрификация сельскохозяйственного производства

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург-Пушкин - 1993

Работз выполнена ь Челябинском государственном агроиниенвр ном университете и Вологодском шлитЕшшческом институте

Каучннй консультант - заслуженный деятель науки и техники Российской Федерации, доктор технических наук, профессор 1 A.A. Пястолов |

Официальные оппоненты:

доктор -технических наук, профессор С.В.Смолоаик

доктор технических наук, профессор О.Д.Гольдберг

доктор технических наук, профессор Г.П.Ерошенко

Ведущая организация - НПО "Нечерноземагромаш" (г. Санкт-Петербург - Пушкин)

Защита состоится .1993 г. в ^_ на заседании

специализированного совете Д 120.37.07 при Санкт-Петербургском государственном аграрном университете до адресу: 189620, Санкт--Петербург-Пумяин, Академический проспект, д. 23, ауд. 719

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петер йургского государственного аграрного университета

Автореферат разослан

М - 1993

Учешй секретарь ошцяалазирозашюго совета, доктор технических' наук,

профессор л Г ф.Д. Косоухов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В последний года в о.х. стран СНГ наблюдалось повышение члоктровооруа®н ности труда, рост электрспо?'-робления и внедрение электронизации. Вместо с тем. ати меры сами по cedo но могут быть вфЗштгазными, если оставить без взимания электропривод я в особенности ЭД, как. ЕазксЧшвв звено по преобразованию электрической энергии н механическую, Ежегодно в с.х. СНГ выходит из строя около 20-25% ЭД.

Проблема повышения надежности ЭД многогранна а свяэпга с-улучшенном качества и уровня проектных работ, методов испытаний, диагностики состояния н др. Многое из перечисленного достаточно глубоко исследовано, другие вопросы затронуты далеко яе полностью, По-прежнему актуальным остается повышение надежности: ЭД путам разработки более совершенных технических методов и средств эксплуатации. Особое значение эта проблема приобретает в' с.х. с его тяжелейшими условиями, в которых работают ЭД. Одной тс? главных частей большой проблемы эксплуатации является создание внсокояФЯсктивных, анергосберегащих способов, средств сушки и влагозащитн ЭД.

Уштжиении изоляции обмоток является причиной 20-32% аварий ЭД напряжением 0,38 кВ и Г6% ni зреждоний ЭД напряжением в-.!0 кВ, которие эксплуатируются на мелиоративных насосных станциях, обслуямващих АПК. Создание обмотки с ябсодагаой влат-остойкостьы принципиально недостижимо не только в связи с невозможное™? существования подобных ЭШ. но и потому, что любой матзричл, подвергаясь вибрации, термической деструкции, с течением времени стареет и начиняет увлажняться. Следовательно, проблема суш:>*я и влагозашти изоляции ЭД будет актуальной о обозримом оудушем и потребуется аффективные средства для ее рошонил. Р настоящее время создаются интеллектяно злектронизированные 5Д, которш также будут эксплуатироваться в с.х. Не вызывает солений, что такие ЭД должны иметь не только встроенную зсидиту • от «варлЗшх режимов, "но и защиту от увлажнения, а также устройство для самоподсуюки.

Исследования выполнялись в соответствии с научно-технической проблемой о.51.21 1ЮТ СССР "Разработать и внедрить новна метода и технические средства электрификации сельского хозяйства" (1981-1985, 1980-1990 гг.), релюнялыгоЗ межведомственной научно-технической программой "Агрокомплокс" по проблзме 03?. Р.

"Совершенствование материально-технической базы, повышение уровня механизации и автоматизации управления процессами сельскохозяйственного производства и обслузшващих его отраслей, обеспечивающих повышение производительности труда и снижение себестоимости сельскохозяйственной продукции в Нечерноземной зоне РСФСР в 1986-1990 гг. и на период до 2000 года", планом научно-исследовательских и опытно-конструкторских раоот кафедр электроснабжения Вологодского политехнического института и электрических машин Челябинского государственного агроинженерного университета.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Общей целью диссертационной работы является совершенствование технической эксплуатации ЭД, используемых в сельском хозяйстве, путем повышения эффективности сушки и влах'озавдты изоляции обмоток на основе интенсификации блектроосмотичеоких явлений. Главная научная цель работы состоит р разработке теории вл&гоаереноса при алектроосмотичвской сушке и влагозшците изоляции самого массового в сельском хозяйстве электрооборудования - электродвигателей. Для реализации поставленной цели требуется решить комплекс следующих задач:

X. Разработать методику для объективной оценки процессов увлажнения, сушки и влах'озащиты изоляции ЭД.

2. Исследовать процессы увлажнения, сушки и влагозащиты изоляции ЭД е агрессивной среде сельскохозяйственного производства.

3. Разработать математические модели, устанавливают количественные связи мезду эффективностью вытеснения Блага из системы изоляции ЭД в процессах эдектроосмотической сушки и влагозэщита и параметрами электрического поля, диэлектрических характеристик, размеров, температуры изоляции и т.д. Обосновать пути интенсификации электроосмотической сушей и влагозащиты, разработать новые способы сушки и и влагозащиты на основе электроосмоса и определить их оптимальные параметры.

4. Разработать принципиальные электрические' схемы, конструк-ц1ш устрс?стй сушки и злагоззщити изоляции ЭД и рекомендации по ух практическому применению.

5. Исследовать деструкцию электроизоляционных конструкций ЭД после применения различных способов сушки, оценить и установить области использования разработанных способов, средств сушки и влагозащиты в сельскохозяйственном производстве.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИИ. Объектам: исследований являются процессы увлажнения, сушки и влагозащиты изоляции ЭД в сельскохозяйственном производстве.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЙ. Предметом исследований являются закономерности процессов увлакнення, электроосмотической сушки и влагозащиты изоляции ЭД в агрессивной среде, з также разработка путей интенсификации электроосмстическсй сушки и влэгозащиты изоляции для различных условий эксплуатации ЭД з сельскохозяйственном производстве.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ. При ■ выполнении исследований использовались метода Фурье при решении краевых задач для уравнения диффузии, оптимизации экстремальных задач для негладких функций, корреляционного анализа, статистически спланированного эксперимента, рентгеноспектралыюго анализа и др.

ИДУЩАЯ НОВИЗНА. Научная новизна положений, изложению в работе, подтверждена 10 авторскими свидетельствами. I положительным решением на изобретение и представлена следующим» результатами теоретических и экспериментальных исследований:

1. Впервые учтено несовпадение направления силовых линий электрического поля и возможных путей движения г чаги е изоляция, получены математические модели, описывающие процессы вытеснения влаги при электроосмотической сушке и влагозащите, применительно к системе изоляции ЭД, Выявлены основные направления повышения эффективности электроосмотической сушки и влагозащиты за счет совмещения постоянного и пульсирующего электрических полей, подогрева изоляции, формирования дополнительных полей для выделенных зон сушки.

2. Впервые изучены закономерности электроосмотической сушки изоляции во влажной агрессивной сред-?,при переувлажненной обмотке ЭД, пониженной температуре воздуха и других специфических уело-

виях сэ.пьскохойяйстЕенй'ого производства. На этой основе и с помощь» математических моделей разработаны новые знергосберегаюгдие, высокопроизводительные способы, устройства сушки изоляции ЗД (совмещением .постоянного и пульсирующего влектричэских полей, электроосмотешгавая, конвективно-злактрсосмотическая, с интенсификацией сушки междуфазовцх: частей изоляции и др.) и определены их оптимальные параметры, Доказана возможность эффективной элок-троосиотической влагозащиты путем подачи на систему изоляции ЭД электрического ноля со специальными параметрами и созданы энерго-эксномичнне, малогабаритные устройства влагозащиты. Разработан способ подготовки ЭД к пуску о.использованием устройств электро-осмотичаской суш«, «сюшчйодий "распаривание" изоляции и снижение величины сопротивления изоляции при пуске.

3. Разработана методика контроля процессов сушки и влагозащиты изоляции ЭД. Исследована деструкция изоляции ЭД при сушке традиционными тепловыми и новыми разработанными способами, получены ззбисимостй показателей старения изоляции от циклов "увлажнение - сушка"., которые убедительно отмечают достоинства новых способов сушки; установлены области применения новых способов сушки и влагозащиты изоляции ЭД.

на ЗАЩИТУ выносятся:

1. Математические модели, описывающие основные закономерности процессов увлажнения, злектроосмотической сушки и влагозащиты изоляции для специфических условий эксплуатации ЭД в сельскохозяйственном производства.

2. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, позволяйте обосновать оптимальные параметры новых энергосберегающих, высокопроизводительных способов и устройств сушкй, влагозащиты изоляции ЭД напряжением 0,38, 6-10 кВ.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Результаты исследований использованы при разработке, проектировании, создании и внедрении устройств сдай и влагозащиты ка сельскохозяйственных и промышленных предприятиях России, Армении, Беларуси. Расход электроэнергии при использования устройств в 80-1220 раз меньше, чем у существующих. Их применение снижает трудоемкость технического.обслуживания > поаыаао? произвсдитвльнооть труда в 1,5-11,4 рчзп. Использование разработанных способов су®и з .влагозащиты т: оказывает дестру;«вваого влияния на изоляцию, что способствует увеличению

ресурса ЭД. • Полученные математические модели дэют возможность прогнозировать длительности сушки и эффективной влагозащиты, что упрощает планирование технического обслуживания ЭД.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ЯССЭДОВАНИП. Разработайте к обоснованные в диссертации научнее положения, теоретические продпссыл-ки, устройства, методики оценки состояния и продолгогедъаости сушки, влагозащиты изоляции представляют научно-методическую основу ращения проблемы совершенствовшш технической эксплуатации и повышения надежности ЭД, используемых во влажной агрессивной среде сельскохозяйственного производства.

Результаты исследований, выполненные под руководством и при личном участии автора, использованы при разработке технических проектов, инструкций по эксплуатации, технических услое/Л. рекламных материалов, при проведении государственных пряемочнах я ведомственных испытаний на устройства сушки и влагозащиты-следующими организациями: зксперкменталъно-олктчым производством Московского авиационно-технологического института (г.Москза), внедренческим предприятием "ЗЛОС" (г.Минск}, дорожным конструкторским технологическим бюро управления Западно-Сибирской железной дороги (г.Новосибирск), .НПО "Гидроимпульс" <;г.Псков), научно-производственным внедренческим предприятием "Рязань" (г.Рязань), производственным мекхозяйственным объединением "Кировагропром -энзрго" (г.Киров).

1!ТС Министерства сельского хозяйства Российской Федерация одобрял и рекомендовал, для широкого внедрения в сельском хозяйстве устройства электроосмотическсй сушки и влагозащиты изоляции ЭД (протокол £ 10 от У апреля 1993 г.). По предложению НТО основные теоретические и практические положения гго разработкам автора включаются в учебную программу сельскохозяйственных вузов.Для ич-жанерно-техническях работников, связанных с рксплузтацисй ЭД,. утверждены к изданию методические рекомендации "Энергосберегающая суика и влагозащига изоляции обмоток электродвигателей". УЭОС'принято к включению в "Систему технических "средств для производства работ при монтаже, нусконаладке, техническом обслуживании и ремонте машин и оборудования объектов АПК на 1991-2000 годы" я раздел 6.31 "Техническое обслуживание и ремонт асинхронных ЭД".

Результаты исследований включены е лекционные курсы, послу--¡шли основой .для постановки лабораторных работ и написания методических материалов в следующих вузах: Вологодский политехнический институт, Вологодский молочный институт, Челябинский госудзр-

стаенный ах'роинженершШ университет, Санкт-Петербургский аграрный университет, Саратовский институт механизации сельского хозяйства, Целиноградский сельскохозяйственны!! институт. Подтвержденный экономический эффект от использования устройств сушки и влагозащи-ты составляет белее 900 тыс.рублей (в ценах на 31.12.91 г.).

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Устройства сушки и влагозащиты экспонировались на областных, региональных и отраслевых выставках: "Изобретения и научно-технический прогресс", Москва, ВДНХ СССР, 1987г.; "Достижения ученых высшей школы в научно-исследовательской рг.бсте", Шсква, МЭИ, 1988г.; "Научно-техническое творчество молодеет", Вологда, 1965, 193? гг. и др. В 1935 г. нетрадиционный энергосберегающий способ сушки изоляции асинхронных ЭД с помощью элекгрсосмоса и устройство для его реализации удостоены серебряной медали ВДНХ СССР на выставке "Ресурсосбережение". Основные научные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и поддержаны : на Всесоюзном совещании в г. Москве, 1975 г.; на Pcecci-Sffiix НТК в гг. Иваново, 1934 г.; Смоленске, 1985 г.; Мосюве, I9G6 г.; Киеве, 1987 г.; Москве, Владимире, Ереване, 1988 г.; Душанбе, Москве, Новосибирске, Челябинске, 1989 г.; Владимире, Москве, 1990 г.; Киеве, Владимире, 1991 г.; на Всесоюзном научном семинаре в г. Абакане, 1989 г.; на научно-практических конференциях в гг. Минске, 1990 г.; Севастополе, 1992 г.; -на Мевдународной НТК в г. . Москве, 1991 г.; на 5 Республиканской НТК в г. ТашкенТе, 1976 г.: на НТК Челябинского государственного агроинженерного университета в 1973-1977, 19821993 гг.; на совместных заседаниях НТС Комитета по сельскому хозяйству и продовольствии Вологодской области и объединения "Еологдзагропромэнерге" 8 июня 1987 г., 21 сентября 1992 г.; на расширенном ззеедаюш кафедр электрических машин, электроснабжения сельского хозяйства, применения электрической енергии в сельском хозяйстве, электротехники Челябинского государственного агроинженерного университета 29 октября 1992 г.; кз совместном заседании кафедр электроснабжения и электротехники Вологодского политехнического института 25 ноября 1992 г.; на НТС Министерства сельского хозяйства Российской Федерации 7 апреля 1993 г.; на расширенном заседании кафедры электрических машин и алегструпризодз* Санкт-Петербургского государственного аграрного университета 2S апреля 1993 г.

ЛУйЛИХАЦИИ. Основное содержание диссертации отражено в 94 печатных работах (в автореферате приведены 70),в числе которых 10

авторских свидетельств.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена ни 336 страницах машинописного текста содержит 18 таблиц, 143 иллюстрации, состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включащего 210 наименований, в том числе 7 на иностранных языках. Приложение к диссертации дано на 201 стргнмцо.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РЛВОТ'Ы I. Состояние проблемы, постановка зада« исследований

Исследования в области повышения надежности ЭД ¡игасоифкциру-ются по нескольким направлениям. Разработкой методов повышения надежности ЭД на стадии проектирования и изготовления занимаются в основном ученые элект[кшромншленности. Здось широко известны работы Гольдберга О.Д., Похолкови В.П., Стрельбицкого Э.К., Муравлева О.П. Методы и средства повышения надежности ЭД в эксплуатации особо актуальны для с.н., где низкая культура и уровень экплуатпции приводят к авариям 24-28% ЭД. Большой вклад в решение этой проблемы в с.х. внесли Пудзко И.А., Прищеп Л.Г.. Пястолов A.A. , Андрианов Г),11. Крошонко Г.П., Сырых H.H. Мусин A.M., Нанурин H.H., Данилов В.П., Хомутов О.И. и др.

Большинство причин аварий ЭД в с.х. и промышленности подробно изучены, но ним сделаны соответствующие вывода к созданы средства для их предотвращения. Разработчики новых серий ЭД с улучшенными характеристиками ожидали оадтимого снижения аварийности, но обстановка с отказами ЭД в с.н. мало изменилась. Нвиболее уязвимым аломентом ЭД является изоляциг обмотки, причем отказы из-за воздействия влажной агрессивной среды цо-нрежнему доминируют в общем числе аварий и занимают второе место посла причин, вызванных несовершенством заидетк от потери Фазы, перегрузки, заклинивания и т.п. По некоторым данным до 60'Х ЭД требуют периодической подсушки. Согласно наших исследований и работ других авторов неблагоприятные условия среди являются одной из главных причин выхода из строя высоковольтных ЭД мелиоративных насосных' станций орошения, непосредственно, связвтшх с АПК. Влага розко ухудшает состояние изоляции ЭД: негативно влияет на электрические характеристики, вызывает физико-механические я химические догрплннионнш процессы в ЭИМ. Агрессивная среда,

колебания тимиерйтуры и специфика эксплуатации ЭД в с. п. усиливают воздействие маги на изоляцию обмоток. Теким образом, одной яв главных частей большой проблемы эксплуатации является согдиао высокоэффективных, энергосберегающих способов, средств сушки и влагозадаты. Соврэмешые метода сушки вшдаают достаточно большое чхслс способов и средств (рисЛ), однако, все они йвдяэтсй тепловыми, нуждаются в значительном расходе електрозпергяи, деструктируют ЗИМ, вызывай локальные перегревы, коробление, усадку и трещшсюбразоваишо в изоляции. Большинство тепловых УС шоот большие габвраты, массу, ограничены в нрименвшл, требуют демонзджа и разборки ЭД. Их существенным недостатком является возникновение эффекта "расиаризения" изоляции, чему сопутствует резкое снижение, сопротивления <я> и увеличоние вероятности пробоя.

Влажные ЭИМ систем иашшции ЭД могут рассматриваться как гетс^юкатшишрше системы, в которых возможны алектроюметические тшыя, в том числе и эле.ктрсюсмос. Подача положительного потенциала на обмотки, а отрицательного на корпус ЭД вызывает ЭОС к удаление влаги из ЭИМ. ЭОС лишена недостатков тепловых методов, одавко, и&ьесччшэ способы ЭОС имеют большую продолжительность (%с) при малых начальных п изоляции, ограничения в применении при я < 60 кОм ио-за риска пробоя изоляции. Известные разработки по ЭОС нэ учитываю?: конструктивные особенности системы изоляции асинхронных ЭД, что отражается на эффективности сушка междуфазовых частей изоляции; агрессивность среды с.п., которая по данным наших исследований резко снижает вф|вктншостъ ЭОС; температуру окружающей среда, а между тем, явление электроосмосе ho работает при отрицательных и малоэффективно при низких положитольных температурах воздуха. Вез это ограничивает широкое вшдр&нио ЭОС в с.х. и промышленность.

Современны» методы влагозащиты ЭД условно можно разделить ив организационные и технические (рис.2). Одни из них невозможно vom затруднительно применись в условиях с.п., другие малоэффективны. онергоемта и должным образом не решит проблемы увлажнения ЭД. ЭОСВ, как и ЭОС, основана на явлении злектрооемоса и мело известна специалистам. В с.х. ЭОСВ ствлкиваатся с тыш же особенностями и слозюостпма. что и ЭОС. Резюмируя известные способы сушки и вяагоаюцлты, выделим ЭОС и ЭОСВ. Из обзора литератур«.- яидоо, что гланиой причиной, не позволявшей раскрыть ну ¡фактики попокитольшр потенциальные возможности

электроосмоса, является недостаточная изученность процессов электроосмотической сушки и влягозищи'м в системе изоляции ЭД. Серьезные теоретические и экспериментальные исследования могут одолеть ЭОС, ЭОСЗ весьма перспективными по эффектжгоста, высокому энергосбережении, малым трудозатратам и т.п. Необходимо гакже разработать припцишдально новые способы сушки изоляции ЭД с терлувлажненними обмотками и »15-»« шчыжрнчнх температурах юздухз. Тодводя итоги, заметим, что иеследовйшя по изучшгоо и обэгпече-!1Ш) должного урошн средств эксплуатация достигли практического выхода н уменьшили аварийность ОД. Однако н яаукз по сельскохозяйственному электроприводу отсутствует Фундамоятялыыо завершающие работы п области создания зЗДоктивпня, энергоакономичннх, высокопроизводительных средств сушки и влагозящкты изоляции ЭД, учитывающих, споцде^ику и многообразна условий с.п.

Исследование и разработка новых елособо« сушки и влагозйнотг изоляции ЭД связаны с исследованием процессов увлажнения, суш/л и влагозащиты ЭИК двигателей в агросешшоЯ среде с.я. Отклик систем изоляции ЭД на воздействие влаги, агрессивности, температуры, электрического поля и других Факторов можно оценвдз&ть по различим критериям, главными из которых являются агектркчееккв характеристики изоляции. Крач си!* анализ сущес-тпунщпх методов контроля увлажнения изоляции ЭД позволил сдавать швод оЗ их недостаточной научной обоснованности и подтвердил актуальность научной гипотезы об изучении условий использования зпробировмтцх электрических характеристик для объективной оценки изоляция низковольтных ЭД при исследованиях процессов увлажнения, сушки и влагозащиты.

2. Математическое моделирование процессов агактрооомотичаскс-й сушки и клагозащитн изоляции албктродвиглтелоЯ л сельском хозяйство

Для разработки т&ор;ы влагопороноса при ЭОС, ЭССВ изоляции ЭД с учвтом специфики с.и. рассмотрены различные аспекты объекта изучения системы изоляции ЭД, которая продстввлош нами в шдо идеализированных объектов исследования: капиллярной (рис. I?) и геометрической модэлой (рис. 5), электрической схем?,' замещения (рис. 4). Каждая из моделей взаимно обогащает и дополняет другую,

расширяя представления о физических принципах и механизмах яши ния элйктр.осмотяческого вытеснения влаги в изоляции. Вместо тем, система изоляции трехфазного асинхронного ЭД представляет : себя сложную конструкцию и имеет электрическую схему замещена состоянию из 6 элементов: пазовой изоляции трех фа« z1, z3 вишченанх меаду ними элементов междуФазовой изоляции 1i2<zi ><2 (рис. 3). Любое из сопротивлений является комплексным и при Э дополняется ветвью аь, характеризующей нахождение тока электр осмоса (рис. 4). При атом полная электрическая модель Э отановится весьма сложной.

Поскольку система изоляции ЭД представляет собой гетерокап лчрную структуру с множеством капилляров различных по форм направлении, сечении, то капиллярная модель ЭОС изоляции сложна изучении. То же можно отметить относительно полной геометрическ модели Э00 из-за сложности геометрии обмотки ЭД и злектрическ модели. Перечисленные модели ЭОС совместно с основными закона диффузии и злектроосмоое положены в основу математическо описания процессов ЭОС, ЭООВ для системы изоляции ЭД. Переход математическим моделям представляется методически разумным, т. появляется возможности количественной оценки и оптшшзац процессов ВОС, ЭОСВ.

При исследованиях увлажнения, сушки и влагозащита изоляи необходимо производить замеры значений алектричосн характеристик пазовой и меадуфазовой частей изоляции. При зч возникает задача оценки величин активного сопротивлени ЗМ.ЧОСТШХ характеристик, которые назовем уточненными,отдельно i пазовой и .меадуфвэовой частей изоляции ЭД. Особенное конструкции системы изоляции ЭД таковы (рис.3), что индивиду ant оценить электрические характеристики, Например, элемет междуфазошй изоляции ио известным методикам невозмоя вследствие взаимной связи и влияния других частей изоляции. I уточненных оценок электрических характеристик разрабоч расчетный метод. Путем ряда последовательных преобразований ех£ па рис. Э подучим систему уравнений:

г

D IRn *ЭЯшпЯн +RnR1« 6R1,*

Rh *

i

(i)

тт.

Решениями системы уравнений (I) будут:

= 3 /?„ - йп , (3) Я« = , (3)

1е и пм - уточненные значения и пазовой части изоляций и между фазами; и п22 " то я® Л-чя измеренных значений. Для емкостей будем иметь:

итоге из выражений (2)...(5) можно определить уточненные печения электрических характеристик системы изоляции ЗД через смеренные приборами.

Критерием эффективности ЭОС может слу;кить ее родолжительность. Поэтому целью математического моделирования роцесиа ЭСС в системе изоляции ЭД является натовдпние» чс .з ависимости от различных параметров процесса. Требует«;« сследовать функцию концентрации влаги в пазовой

золяции ЭД в зависимости от точки х,у пазе и времоял 1 , довлэтворяющую уравнению диффузии:

1 ди _ д1и . дЬ о Ж + >

ачяльному условию

и(х,у,0) =

граничным условиям

■де Л, й - коэффициенты электроосмоса и

Коэффициент Щх) в (ТО) но является постоянным числом. 1оэтому необходимо о1тре делить зависимость Е(х), т.о. найти [апряжонность электрического поля (Е) в области пазового клина,

(б) (7)

(В) О) (10)

г.ео поле неоднородно. Рассмотрим модель электрического шля £ круге радиуса п, нь границе которого потенциал пршшмает знамени? О и Р, аркчем Р соответствует системе из п дуг углового размера 1 'рАС.'З'). Тогда значите потенциала внутри круга получим с помощь* уравнения Пуассоне в конечном виде. Для безразмерного по длине варианта: ^

Л

Преобразуя (II), получим вырежение для Е на внутренней поверхности статора ЭД:

£ = р т>. (ю

Средпйо значение Е в изоляции в области пазового клина:

I

е/х = двЕ , <14>

= 2

С учетом (13), (14) и дальнейших преобразований получим коаЭДищиент усреднения Е:

* _ / Д- ч £,а'пмг+ ,теи ае я / * у - яг щ¿1 . <15>

Я'

£ "¿7 СО*% - СО$(Ш-К + ¿)

Тогдя услораа (10) запишется:

=0. (16)

Решение краевой задачи (6)...(9), (16) определяется:

-аЛ

I) = г ^ (Чу, () = г. Оп (к.у)е я?)

Тогда влагосодержБше яазоьой изоляции запишется: П , ,

0 & {) с/к (/и = £ 1П % (18)

-I *

Йнзк связь у с я аз раздела 3, получим для ародолхательности

ЭОС:

где ~$(Я<)/д(£!г),

, - начальное до и конечное после ООО сопротавлэния изоляции,

К* (20)

А(р) и В(рч) в (20) няименычио положительные решения уравиеяий:

в Т* » = У»' (21)

Приближенное вычислегае Л2 позволяет получить инженерную формулу для расчета продолжительности ЭОС в зависимости от исходного и конечного величии сопротивлений, размеров и диэлектрических парямотрон изоляции» напряжения:

еде х1, г., - коэффициенты. учитывающие содержание! влаги и аммиака в окружающей среде.

Выражении С,2) является математической моделью процесса ЭОС. 3 (22) явно выражен линь один ларамотр процесса 300 - величине спряжения (и) УЭОС. Такие параметры, как температура (Т), саряктеристики импульса напряжения напрямую не входят в (22), даеко, могут быть обоснованы путем исследования коэффициентов шжтроосмосв 01) и лшямической вязкости (ц), анализа выражения хлл тока злзктроосмоса и схемы на рис. 4. Из (22) вытекает, что уменьшить 1с и повысить сффективность процесса ЭОС можно, гволичияая и. однако, как показали исследования. напряжение УЭОС южелатсльно повышать больше опродоленных продолов из-за резкого юста и вероятности пробоя изоляции. В дополнение повишеиие )унтирует алектрода, в результате чего снижается выходное юпряжевио УЭОС, а следовательно, эффективность ЭОС. Таким образом, возможности интенсификации процесса ЭОС за счет простого говниения и быстро исчерпнвяптся и необходим поиск друхта путей.

При диссоциации молекул вода ка ионч могут образовываться 'идрятироппгаше ионн (ионные комплексы-кластеры). .Например, ион ¡одорода, как правило, связывается в растворе с одной молекулой юдн, образуя кластер Н30~. Поскольку кластеры малоподвижны, то х присутствия резко уменьшает эф|вктивто>сть процесса ЭОС.

Аммиачная среда сельскохозяйственного производства способствует образованию дополнительных кластеров за счет гидратации ионов мк*. ридратированный ион мн* стсновится не только малоподвижным, но и связывает нейтральные молекулы воды. Дополнительное увеличение тока в еммиачной среде из-за повышенной

проводимости, в итоге дополнительно уменьшает и на зажимах УЭОС. Таким о0[шзом, реализация процесса ЭОС в условиях агрессивной среда с.п. ощэ более осложняется. Известный способ ЭОС предусматривает прнменание постоянного напряжения одной иодярности, что вызывает поляризации диэлектрика изоляции и накопление- зарядов противоположного знака на электродах. Это обстоятельство также способствует уменьшению и на выходе УЭОС и снижений эффективности суики. Таким образом, необходимы меры по деполяризации.

Увеличить проникающую способность и подвижность ионов и молекул вода можно наложением но систему изоляции при ЭОС дополнительного пульсирующего электрического поля. При атом кратковременный электрический импульс с определенными параметрами будет способствовать разрушению кластеров. Применение цульсируюцаго напряжовкя будет периодически уменьшать уровень объемного заряда у электродов, осуществляя деполяризацию и ослабляя тем самым электродный эффект в процессе ЭОС.

Рассмотрение физики процесса ЭОС показывает, что оптимальным импульсом ноього способе ЭОС (А.с. № 1566445) является прямоугольный. Аналитическое выражение формы кривой напряжения на рис. 6 запишем с помощь» ряда Фурье:

С учетом (23) определим подвижности молекул при пульсирующей и постоянной составляющих напряжения ЭОС:

л. ■■ ^ С»)

V, * -у- '

где и ^ f - чьстзт£ пульсирующей составляющей напряжения; С - ¿шжтроквдьтическай иотавциал; ъхт - диэлектрическая Пронина-отеть и йдзкость виды; а - мзсса и диаметр мол:кул вода.

Определи отношение (24) к (35) и минимизировав его, подучим: Г f/«'9"x'

л»« » . • (26)

В первом приближении числитель (26) равен I, поэтому скваяиость импульса ~Я~ ' °3вспечнващая максимальную подвижность моле-

кул води и эффективность процесса ЭОС, равна 4.

Извос-тный способ ЭОС предусматривает кодклыченяе ЭД к УЗОС по схемо "звезда-корпус". При этом междуфязоныэ -мсти иэолятцш слабо вовлекаются в процесс ЗОС, поскольку находятся вне воздействия электрического поля. Суть нового способа ЭОС, интоноифицирущего сушку мввдуФазовых частей, заклвчаэтея н подачо различных по величине напряжений ня каждую из пазовых частей изоляции относительно корпуса ЭД (A.c. Я 1337970). Концы обмоток CI, С4; 02, CS; СЗ, С6 получают положительные и разные но величине потенциалы <pt, <р2, , следствием чего становится ■ появление разности потенциалов ка междуфазовых частях изоляции я активное вклмчание их в процесс суики (рис. 7).

Пусть о = rpl - <f0 подано на пазовую часть изоляций z3. Тогда два других напряжения <р2 - <р0, <р3 - <р0, поданных на tJt можно записать в виде -и, *и (рис.3, 7). Для опредолвнности считаем, что x>y,c^x<i,o£v<i В таком случае на меадуфазовых частях изоляции появятся резкости иотеидавлоя: cpt - ф2 = а - у)и на г^д, - <pj » (х - у)и на 712, - ¿р^ = а - юо на *13. Длительность сушки для различных частей изоляции может быть найдена:

Г - & . t _ Сг . Сг ^ СУ .

Т,- v , Ъ-JV* >

<Г" Cf (fq

n~ iTWtf '

где Cj, c2 - константы ЭОС.

Полагая c2 = cc1, получим:

С С

для пазовых частей изоляции - tb — rf —- ' (27)

\J У

для междуфэзовых частей изоляции ~ •г', s —L • (23)

" U /-х '

для системы изоляции в целом - <£1 = fU. rnOyi-L- —L С) (29)

■ 4 и 1/-*♦/*-у/' у/.

Выражения (27)...(29) неглвдкие функция, задача оптимизация которых сводится к определении х,у так, чтобы tj. -* min. После оп-

типизации получим

Çj± ~ C*l •

Таким образом, если (р1 - <р0 -- и, то

V,-/. « й-« =

Ира *,у. найденных по (30),(31), распределение напряжений на елекьнтах системы изоляции ЭД при ЭОС будет наиболее рациональным, в процесс сушки максимально эффективным. Выражения (30), (31) пригодны для ЭОС при равномерном увлажнении различных частей изоляции ЭД, если

В случае несоблюдения условий (32), (33) * ,у рассчитываются по саециально разработанному алгоритму (обычно для ЭД выше II кВт).

В с.п. часто встречаются переувлажненные обмотки с величиной r изоляции о...2 кОм, например, если ЭД залит водой. В эксплуатации желательно иметь изоляцию не только с r»0,5 МОм, а с достаточно большим • запасом до я (в десятки и сотни МОм). Здесь использование ЭОС затруднительно, либо вовсе невозможно. Для этих случаев разработана конвективно-алектроосмотическия сушка (А.с. Л 1757031, положительное решение Я 4904716/07 от 15.05.91), схема которой приведена на pic. II.

Представим систему изоляции ЭД как полый цилиндр: о ^ z < н, в^ ^ x2+y2 ¡s в*. В местах ограниченных плоскостями г = нх, г = пазы отсутствуй1 и находятся мевдуфазовые части обмотки (рис. 8). Функция влагосодержания гзх.у.г.и в системе изоляции ЭД удовлетворяет уравнению диффузии

Z, * tt ;

(32)

(33)

начальному условию U ( О, г) ^Н(г) а граничным условиям

(34)

(35)

дЬ У\\1'В1 ' (38)

где - шиц'ооо держание среди;

- Ъ^я) - илярог.одеротгис изоляции, зависящее от времени и

точки области;

%. .р - полярные координата геометрической области,

.Угридш'шшо .коэффициенты диффузии а и влагопередачи ^Р запишем так:

5 = "к я*= Тча• (39)

V

$=4- [[яаж 40)

й* £ 1 К 2хЪ,Ц »

где Уц - объемы изоляции и цилиндра;

г'шп* :'вн поверхности пазов и внутренней части цилиндра.

Приводом (34)...(38) к однородным условиям, разделим церемонные и решим полученные краевые задачи. В итоге общее количества нл.т-и в изоляции:

{41)

где п - нлимепыпий пшюжит^лышй корень уравнения 7'(ЛЬ)[ЛУГЛВ,) + РГ(ЛВ,)) - УГЛЬ)* х [Л 7'(Л&1 * Р ЧЯЬ)] - О, (43)

л, у - функции Пес.селн и Неймана.

При подключении УЭОС и ш>{ЮХоде КС в КЭС условие (38) изменится:

Щ + $(«-#.) (43)

где определено в (15). '

определится через (4Т), но О находится через <р - <Р I XV. и (-12), п котором ^заменяется пор.

У!;* ( ¡1) пытекнот, что %с сушки от влпгосодержания до ч2 будет:

- / Р - Мо Уиз Ъ(9Ф) ~ а Л* ^ ■ (44>

0 учетом онролпнчнх в разделе 3 зависимостей д^, я2 от запишем (М) д.ня междуфчпоюй и пазовой частей изоляции при КЭС

от начального и, д<» конечного

л, n )__L_ j t .(45)

UM[K,tKtJ ™~o,6?eg*Rl-2,9Ze$Ri +

r Го я \ ~J- Ai -O'te&fo*v»Vu2 Гсл(M.)^. in . Z Z9^Ri ,(4G)

Vfiß К ~ JÄrb + - временной

коэффициент диффузия; Т. v - тегжшратура и скорость воздушного штоке.

Выражения (45), (46) являются математическими моделями процесса КХ, а без учета Е - процесса КС. Из них для любых значений i', v, н, мощности ЭД(Р) можно рассчитать тс и проанализировать эффективность КЭС для пазовых и междуфазовых частей изоляции.

Особенности эксплуатации ЭД в с.и. связаны с увлажнением и необходимостью сушки изоляции в условиях пониженных температур воздухе. Эффективность обычной ЭОС при Т < IQ°C начинает довольно резко уменьшаться, что связано с увеличением р вода и снижением подвижности ее молекул. При отрицательных температурах реализовать процесс 900 изоляции становится вовсе невозможно. Анализ выражения (22) показывает, что одним из путей повышения вффоктивяости ЭОС является увеличение коэффициента в условиях пониженных температур воздуха это можно сделать аа счет снижения ц, т.е. цутом дадогрева обмотки ЭД. В итоге, возрастет £д и эффективность ЭОС. Рассштрим теоретические аспекты процесса нового способа сушки, названного нами аиектроосмотеоловым (A.c. £ 1705972). Уравнение Навье-Стокса для стационарного ламинарного потока щдкости в капиллярах изоляции при ЭОСТС:

К'-Щ+Л**1"*0.' (47)

где к - скорость точения жидкости; Вр/ах - градиент давления;

К* ~fe ~Y~ , pg - плотность зарядов, £ - длина капилляра.

Условие прилипания жидкости мя> «он ограниченности w дает единственное решение уравнения (47) для общего выхода воды при

где » - радиус капилляра; pQ - плотность жидкости.

Еслг число Райкольдса мэньше критического (ReKp ). то поток

жидкости в капиллярах изоляции ламинарный. К этому следует стремиться при ЭОСТС для большей эффективности. С учетом этого критическая К ЭОСТС находится:

= Цг 4" (49)

где К -- р/р£1, р - плотность заряженной честя жидкости.

Из (48). (49) получим выражение для максимального выхода жидкости:

^ = к . (00)

Наиболее аффективно процесс ЭОС будет происходить при рер. --max, что можно достигнуть подогревом обмотки, т.е. переводом ЭОС в ЭОСТС. С ростом Т увеличится ^ и уменьшится р. Однако нельзя допустить как перегрева, так и недостаточного подогрева обмотки. Перегрев может вызвать переход ЭОСТС в обычную тепловую сушку, • недопустимое возрастание , чрезмерное уменьшение ц й т.п. Недостаточный подогрев не вызовет ускорения ЭОСТС. Таким образом, необходимо решить задачу оптимизации Т.

Роли предположить линейное тозрастаяие рг> р при несеро во в небольших диапазонах температур, то будем иметь:

f*A<(T+N<), (И) fe=A,(T^/Vz)f{ 52)

где , nJt м2 - численные коэффициенты.

Получив (51), (52) для температур ^, т., и решив получэиную систему уравнений, имеем пиражлгая для . а_,, ni, n2. Поремноазя (51), (5Я) и определяя экстремум полученного выражения, приходим к итоговой оптимальней Т процесса ЭОСТС:

Ът = - (М + /У,)/г .

По известным ц, рс при тг, т2 и выражениям для м2 рассчитываем топт, которая оказалась равной 44°С.

При лодпче напряжения от УЭОСВ на неработающий ОД с сухой изоляцией, находящийся во влажной среде, увлажнение будет происходить медлешее зэ счет аффекта алвгезвшты, который даэт элоктроосмотлческий нлёгоподпор. Определим время

продолжительности пДОектинной ш;пгоз«щлтн (~Г)). в течение которого ОД находится п гот< шостл к пуску и п изоляция по снижается менее О, Г. мсм. Проникновение шшпт в изоляции й проводники паза происходит по оси X со стороны лобозых Ч8СТ0Й обмотки, по оси У через магнитол} мпод статора, ш оси г через пазовую щель я

магнитопровод (рис. 9).

При атом опишем проникновение влаги в изоляцию, рассмотрев третью краевую задачу для второго закона Фика:

* ди _ к4.

где ч - концентрация влаги в точке с координатами *. ■/. г в момьнт времени ^

Решим уравнение (54) для следующих граничных условий третьего рода:

в параллелепипеде ¡XI ¿, /у/6А, ¡21 где к, и, г - размеры пазе (рис.9); - влаго со да ржани в среда;

; ; - эффективная толщина диффузного пограничного слоя. ^Сделаем условия (55), (56) однородными, введем новую функцию и- ча^ и решим.задачу методом Фурье. В результате получим:

г » / е ШЬСк -

-К**) ' , (57)

где (58)

ошсывавт дайузию влаги в направлении осей х, у, г. Ееальныо граничные условия записываются:

= у; («.«1) =

■ гу-**;.

При подключен®! ЭД к УЭОСВ условие (59) не изменится, а (60), (61) примут ввд:

(62)

0 = У* (и-«<>) (Я * +к) ' (63)

§! ~ ' йТ^- ил) = -к) . (64)

При этом г^ в (57) изменится

Г, - и* Г

- с^-гр . (64)

0+ИС.

Аналогично в (58) заменим 7 на 7 и определим новое {2й. Величину ~

(59)

(60)

вычислим следующим обрезом:

у = ((Щек - кксгМ;) +

1 *

где :з - поверхность пазовой изоляции; — .

Та/сям образом кромя эффективной ЭОСБ изоляции ЭД можно рассчитать из выражении (Г>7) с учетом (Г>4), (65). Аналогичная математическая модель получена для расчета т^, процесса эффективной влагозащиты при капсулировапии обмоток ЭД зластомерннми и полиуретг,новыми компаундами по разработанной автором технологии, которая легко реализуется, в хозяйствах. I! результате можно сравнить яффвктивчоотъ процессов влагезящиты электроссмотическим ыагоподоором и каасулировачивм.

3. Экспериментальные исслодовагал процессов увлажнения, злектроосмотической сушки и влягозадиты изоляций ялектродвигапт!Л{!й во ■ влажной агрессивной среде сельскохозяйственного производства

Экспериментальны« иослидопаиия проводили в основном на ЭИК серийных алгжтрт двигателей Л 02. Л02...0Х. 4А, ЛИР и только в некоторых случаях использовали образцы ЭИМ, изготовлепинв по известным методикам.

Для исследований процессов увлажнения, 'л л;) ктроо с мо тич е. с к о Я сушки и влагозадити изоляции ЭД разработаны частные методики. При этом исслодопвнм показатели корреляционных связей меэду электрическими характеристиками и влпгосодержанкем изоляции. Исследовались емкостнно характеристики пгч), с2 ас/с,;0, я

тягаке 1ии, п, относительный прирост диэлектрической проницаемости (Ак), чопффициопты состояния ) и Фабра Установлены

ялоктричгскио хг'рактсристики, которые могут достоверно оценивать процоссм увлажнения, сунна; и шшгоз&цятн для различных ЭИК дпиттелей. Глзработшьч мзтуднкй измерегетя к изоляции при ко.гг'хт-ле процпссон ЭОС и ЭОС?, которая предотвратим' снижение их эффективности из-за несовпадения полярности измерительных приборов и уст(х)йс7н ЭОС, ЭССВ.

Для исследовпния процесса ЭОСТС и снятия зависимостей СП разработана сиоциалмгпя установка, а которую можно одновременно поместить иаштуомнй и контрольный образцы ЭКМ. Экспериментальные

исследования процессов увлажнения, ЭОС, ЭОСТС цроведены методами статистически спланированных экспериментов, которым предшествовали поисковые исследования с целы» выбора основных факторов и обоснования уровней варьирования.

Достоверность выражений (2)...(5) проварена моделированием элементов схемы замещения изоляции ЭД на рис. 3 конденсаторами и резисторами, а также в экспериментах на ЭД с измерением параметров электрических характеристик и последующим удалением отдельных частей обмотки.

При исследовании процессов увлажнения изоляции ЭД реализовали план аксперимента З3 л получили математические модели изменения кс, дс/с50, я, Де и влагосодержания для пазовой и междуфазовой частей изоляции различных серий ЭД во влажной среде с аммиаком и без амшякя. Модели имеют вид:

и = +Агт +А*О* +АпТ**Апгг*

+ Алй)Т+Аа&'?+А»Т*+А*л*й>Тг, (66)

ада у - цсслэдуеше характеристики;

Аф.. - коэффициента регрессии;

т, ш - температура и относительная влажность среда;

т - продолжительность увлажнения.

Из (66) получены частные уравнения регрессии и построены зависимости исследуемых характеристик от факторов ш, т, а. Анализ кривых показал, что междуфезовые части изоляции испытывают в 2 раза большее увлажнение в сравнении с пазовыми и в агрессивной среде происходит дополнительное (до 16%) увлажнение изоляции, а не только увеличение проводимости и снижение и, как считалось раннее.

Ежспвримэагальные исследования процесса нового способа ЭОС, основанного на совмещении постоянной и пульсирующей составляющих электрических полей, привели к следующей математической модели цроцесса сушки:

Гс ¿,5 Цк +91/^ <ст>

гда К = - • и<1 + результируздее напряжение

оугаси.

Исследование (67) ьа абсолютный минимум дало возможность получить оптималышв параметры процесса нового способа ЭОС: ^ = 500 Б, к в 0,52. * = 200 Гц при скважности импульса, равной 4. Разработанный способ сушки реализуется в агрессивной среде в 2 раза, а во аяйхноЗ средо без »м:<иака в 3...4 раза быстрее.

На рис. 10 показана эффективность применения нового способа ЭОС с интенсификацией сушки меадфазовых частей изоляции. Здесь условия (32), (33) не соблюдались. По разработанному алгоритму нашли константы ЭОС й.,...^, для случая неравномерного увдзкнения изоляции и х - 0,67, у = 0,33- По найденным безопасным уровням напряжения ЭОС определили идк = 500 в, иск .-г о,б1ИАу- в, иСТ{=о,330^=165 в. Рассчитанные величины У с оптимальней формой импульез поданы на систему изедягеи ЭД согласно схемн па рис. 7. В результате уже через 0,4 часа ЭД сил подготовлен к включению (рис. 10). Аналогичный результат при 300 постоянным напряжением 500 В по традиционной схеме "зваада-корпус" получек только через 8 часов.

Схема КЭС (рис. II) предусматривает нагнетание нагретого Еоздухэ в ЭД 3 от компрессор:! I через штуцер с нагревательным элементом 2 и специальную насадку. Иасадяа входит в одно из отверстий клеммной коробки, крышка которой снимается.' Трансформатор 4 служит для питания элемента 2. Дополнительно в подшипниковых щитах ЭД высверливаются отверстия с далью эффективной циркуляции воздушного потока, которые в зсплузтэцки ЭД закрыты болтами. Процесс КЭС состоит из двух этапов: конвекция переуЕлакненных обмоток ЭД подогретым воздухом и подсушка изоляции с Гц = о...з кОм до :'>2 = ео. .лею кОм (первый этап), подключение обмоток ЭД к УЭОС и дэльнейиая сушка до = юоо МОм (второй этап). Оптимизацию процесса КЭС провели поэтапно. Экспериментальные данные эгтросишгровэли зависимостями = г (и), т0 = г(н2), т0 = К ), тс - г(Р) т:ч = х'(Т) для ЭД 0,37..>,5 кВт. Для фиксированных значений Т, и, р, к компьютерная миме/газация дзла оптимальную ¡У- 15 м/с , которая приводила к

минимальному %с .уменьшение г*1" снижало интенскЕ..ость испарения и сброса капель влаги с обмотки ЗД, а чрезмерное увеличение - к потерям воздушного потока через отверстия подшипниковых щитов. Отключение УЭОС переводит КЭО г КС, причем предлагаемый способ КС имеет лримущества перед известными по эффективности к энергосбережению. Погрешности между теоретическими.зависимостями хс = г(Р), рассчитанными по выражениям (45), (46), и экспериментальными кривыми не превышают 7$ (ряс. 12).

В результате исследований ЭОСТС к реализации плана эксперимента З2 получена экспериментальная математическая модель процесса ЭОСТС, в которой функцией отклика является коэффициент электроосмоса:

А = 0,3/5- 0,0/2о, т Г1-о, ¿> 7". «а»

Исследовав (66) на из к симум, получили оптимальные параметры процесса ЭОСТС! (Топг = 41°С, иуопт = 363 Ь>, при которых X - шах и, следовательно, ЭОСТС наиболее эффективна (рис. 13).

На рис. 14 показана одна из экспериментальных кривых интенсивности ЭОСТС ЭД при различных температурах подогрева обмотки для начального н = 50 кОм. Аналогичные кривые для я = бо, ТО, во кОм соЕяали с кривой ряс. 14 с разбросом экспериментальных точек не более 4%. Ив рис. 14 видно, что нагрев обмотки выше 60°С переводит ЭОСТС в обнчнуг- техиовую сушку.

По моделям (22), (57) разработаны алгоритмы и программы расчетов тс, тв. На ряс. 15 показаны расчетные по модели (22) и вкешркмэйгальные зависимости восстановления к2 изоляции при ЭОС ЭД серии 4А мощностью 2,2 и 7,5 кВт. Анализ кривых показывает, что расхоздение по тс не более 10 минут. Таким образом, точность моделирования и прогноза ъ ЭОС вполне удовлетворительна. При > 2,5 МОм погрешности расчета 1 увеличиваются,что объясняется неучетом в (22) электродного эффекта. Получены и исследованы крввыз зависимостей ЭОС от исходного я, и конечного й2 уровней изоляции, толщины изоляции (й), частоты вращения ротора,(п).

Анализ теоретических и экспериментальных кривых ав при ЭОСВ (рнс. 16) позволил заключить об удовлетворительной точности расчетов по модели (57). Из рис. 16 следует, что т;в ЭОСВ достаточно продолжительное и, например,' для ЭД 22 кВт при и>=1СШ и начальном й^юо ЫОм составляет не менее 1400 часов. Реально 1В еще шшэ при больших гц. Аналогичные кривые получены и исследована для т0 = Г (<о>), г"„ = 1 (и), 1Е = г (Я,). Согласно расчетов по моделям и экспериментальных исследований влагозащита изоляции капсулироЕанием в 10 раз эффективней ЭОСВ. Вместе с тем, полученные тБ доказывают, что эффективность ЭОСВ вполне достаточна для сохранения ЭД к первому включению после длительных простоев с последующей сзмоподсушкой.

Капсудирование и ЭОСВ чаще кз конкурируют, а дополняют друг друга. ЗСЮВ следует применять, если простои ЗД продолжаются не более 6 месяцев при начальном а, = 100 МОм и условии, что обмотка ЭД не заливается водой. Ножно допустить более длительные простои ЭД, если величина выше. Во всех остальных случаях

целесообразней использовать влшгогащиту капсулиронанкем обмоток но технологии разработанной эвтероь;. Дополнительная установка ка

кансулированннй ЭД УЭОСВ дает возможность получить изоляцию с исключительно высокой влагостойкостью. Прогнозирование "с и 'св ЭОС. ЭОСВ, КЭС по моделям (22), (57), (45). (46) будет полезно эксплуатационному персоналу при планировании простоев и обслуживании электрооборудования для оценки готовности ЭД к работе.

Физические процессы, происходящие в системе изоляции ЗД при ЭОС, позволяют достаточно просто и нвдеяио избавиться от нежелательного эффекта "распаривания". С этой целью на систему изоляции ЭД непосредственно перед пуском кратковременно подается напряжение от УЪОС. Шложоние внешнего электрического поля вызывает перемещение вода в сторону отрицательного плектрода (корпуса) и освобождает приаяодные области, находящиеся у токоведущих частей обмотки ЭД (рис. 17). Последние прекращают контактировать с водой, поэтому поело включения ЭД испарение воды незначительно, распаривание изоляции не происходит и токо-проводящие мостики не образуются. Обгем воздушных вклшчений, появившихся после подключения УЭОС, при пуске я нагревании ЭД увеличивается, что вытесняет влагу от центра к периферии (рис. 17). Сопротивление изоляции ЭД устойчиво возрастает.

Периодическая подсушка обмоток не проходит бесследно для ЭЙМ. Оценку деструкции изоляции поело циклов "увлажнение-сушка" провели на трех партиях ЭД серии 4А. Образцы витксвой изоляции из пазовых и лобовых частей обмоток были подвергнуты рентгзноспзкт-ральному анализу. Выполнены фотоснимки микроструктуры эмаль-лакового покрытия после различных способов сушки, по которым построены зависимости числа, шющада м длины дефектов от числа циклов "увлажнение-сушка". Анализ зависимостей показал, что ЕЭС обладает минимальным негативным влиянием не ЭШ. Однако ЭОС вне конкуренции, поскольку не оказывает теплового воздействия на изоляцию. Положительные свойства К.ЭС обусловлены включением в ее технологическую схему ЭОС.

4. Разработка технических средств элэктроосмотической сушки и влагозащиты изоляции электродвигателей

Разработана установка для КЭС изоляции ЭД и методика ез применения. Конструкция установка включает элементы не рис. II и реализует процесс КЗС с оптимальными параметрами. Через гатуцерз, которые ввинчиваются в отверстия яа подшипниковых щитах, топлнй

воздух из корпуса ЭД с помощью шлангов может подаваться на катушки магнитных пускателей, контакторов и т.д. Таким образом, УКЭС может применяться и для сушка пускозащитной аппаратуры. Производственные испытания УКЭС на птицофабриках, предприятиях мясомолпрома доказали ее эффективность. Например, и изоляции ЭД 7.5 кВт с переувлажненными обмотками (Rt - г ком) доводили до 1000 МОм 38 130...140 минут без разборки и демонтажа ЭД.

Разработайте устройства ЭОС и ЭОСВ представляют собой несложные преобразователи, на выходе которых генерируются импульсы напряжения с оптимальными параметрами. Для разных способов сушки УЭОС могут отличаться по исполнении и схемному решению. Схемы могут меняться в зависимости от наличия или дефицитности отдельных элементов, класса наряжения и мощности обслуживаемых ЭД.

УЭОО-1 предназначено для поисковых и оптимизационных ««следований но ЭОС. Структурная ехзма устройства (рис. 18) содержит трансформатор (Т), нестабилизировенный и стабилизированные выпрямители (НВ, CBI, СВ2), задающий генератор (ЗГ), блоки регулирования скважности (РС), частоты (РЧ), формы импульса (РФ), контроля изоляции ЭД (RKJí), делитель (Д), усилитель напряжения (У), модулятор (II). УЭОС-I позволило получить импульсы напряжения с перамэтрамя по частоте - 10 ГЦ.-.100 к1*ц, скважности - 0,5...10, Форме сигнала - меандр, треугольник, синусоида, переменной составляющей напряжения - 50...350 В, постоянной составляющей -- 100.. .700 В и обеспечило исследования процессов ЭОС, ЭОСЕ в широком интервале воздействующих факторов.

УЭ0С-2, УЭ00-3 - вврианты устройств с трансформатором, причем УЭОС-2 можно использовать для интэнсифакации сушки междуфазовых частей изоляции. УЭОС-4 вместо трансформатора содержит НЕ с умножением напряжения и дополнительный блок контроля фозировчи.

УЭОС-5 разработано для сушки ЭД повышенной мощности. Устройство имеет БКИ с погрешностью i 10% и электронное реле времени, которое создает необходимую задержку на подключение У:ЮС-5 к обмоткам ЭД. Тем самым предотвращается появление нежелательных пврэнапряжений, которые могут индуцироваться после отключения ЭД от сета. ¿BOC-S работает в автоматическом режиме сушки-влагозащиты и подключается к обмоткам ЭД после его отключения. Разработана схема подключения УЭОС-5, в которую входят сигнальные лампы уровня R изоляции, размещенные на пульте дежурного персонала. УЭОС-5 целесообразно использовать для ЭД

повышенной мощности кормоцехов, воздуходувок, насосов и т.д.

Схема УЭОС-5 выполнена с ламповым модулятором на тетроде. Несмотря на архаичность применения ламц в современных устройствах предлагаемая схема можзт служить альтернативным вариантом и заменять .другие УЭОС при дефицита отдельных элементов схем.

Для ЭОС изоляции ЭД напряжением 6...10 кВ разработаны УЭОС-7 с модулятором на ламповом триоде и альтернативный полупроводниковый вариант УЭОС-8 с преобразователем частоты. Устройства имеют регулируемые параметры выходных импульсов, что позволяет применять их для любых мощностей и напряжений высоковольтных ЭД. Испытания устройств подтвердили чх эффективность. Двигатель СДН15-64-10УЗ <ид = 6 кВ, Р = 1600 кВт) за 3 часа работы УЭОС-О восстановил 60-секундноэ я с 80 до 200 МОм. У двигателя СДН 16-41-16-.УЗ (и^ = 10 кЗ, Р = 630 кВт) «60 возросло с 5 до 85 ЫОм за 5 часов. Для СДН 14-46-8УЗ (ид = 6 кВ,Р = 8СЮ кВт) в60 увеличилось с 2 до 50 МОм за 8 часов. Полученные уровни и изоляции позволяют включить ЭД в работу.

Устройство ЭОСТС состоит из двух независимых устройств: УЭОС и устройства подогреве обмоток ЭД током, которые размещаются в одном корпусе. УЭОС может быть любым из разработанных, а устройство подогрева содержит блоки регулирования тока (БРТ) и контроля температуры (ВКТ). БРТ выполнен на тиристоре и имеет модификации на различные мощности ЭД. Основным элементом БКТ является датчик температуры с постоянной времени нагрева не более I минуты. Магнитное крепление и конструкция датчик» обеспечивают надежную установку на поверхности корпуса ЭД. Электронная часть БКТ представляет собой преобразователь темчервтура-напряженио с релейным выходом. Для выполнения условий ЭОСТС БКТ настраивается на Топт и поддерживает ее с точностью ± 0,6°С, воздействуя на устройство подогрева.

Разработанные схемы УЭОСВ во многом напоминают УЭОС, однако, выполнены в упрощенном варианте. При включении ЭД устройство влагозащиты А1 шунтируется контактом магнитного пускателя км1.1 (рис. 19). Включение ЭД возможно, осли р > 500 кОм и блокируется с подачей сигнала, если мэныяо. Дли этой цели служит роле к, обмотка которого включена в ВМ. После отключения ЭД от сети контакты магнитного пускателя размыкаются и УЭОСВ подключается к обмотке ЭД, осуществляя электроосмотический влэготюдоор изоляции. Б!Ш постоянно контролирует величину к. Исполнения УЭОСВ могут упрощаться. В этом случае исключается Б1Ш с рэле к и вводится

только световая индикация уровня я, а ЗГ заменяется параметрическим генератором на динисторе. Разработана схема УЭОСВ, состоящая всего липь из шести йлементов. Упрощение приводит к некоторому отклонению выходных импульсов и от оптимальных параметров,в результате чего эффект влагозащит» снижается на 20...30%.

Схема УЭОСВ для ЭД П...10 кВ подключается к одной из фаз силовой цепи ЭД пасло высоковольтного выключателя через предохранитель и внешний токоограгогшваадий резистор. Все элементы и само УЭОСВ размещаются в ячейке выключателя. Устройством можно управлять с пульта оперативного дежурного-

Нагрузочные характеристики УЭОС, УЭОСВ рассчитаны таким образом, что устройства максимально реализуют свои гозможности, поддерживая ва выходе эффективные и вместе с тем безопасные для изоляции ЗД уровни о при любых; значениях и. При этом и на выходе устройств автоматически возрастает по мере увеличения р. Мощности УЭОСВ крайне малы и для ЭД низкого напряжения не превышают 3 Вт, а для ЭД высокого напряжения - 30 Вт. Аналогичные значения для УЭОС составляют 30 и 50 Вт. Габаритные размеры одного из вариантов УЭОСВ 80 х 40 х 60 мм, масса 0,13 кг, что позволяет встроить его в оболочку магнитного пускателя. Массогабериты УЭОС также невелики. В целом в хозяйствах нужно иметь УКЭС, УЭОСТС и УЭОСВ, что практически полностью удовлетворяет потребности энергетической службы в сушке и влагозявдто изоляции ЭД. На мелиоративных станциях орошения с ЭД 6...10 кВ дополнительно необходимы высоко-во-иътные УЭОС и УЭОСВ.

5. Экономическая Бффоктивность использования ь сельском хозяйстве технических средств электроосмотччсской сушки и влагозащит« изоляции электродвигателей

Расчет экономического эффокта от применения УС для сельскохозяйственных предприятий различного назначения рассмотрен с помощью якономико-кетематичоскоа модели с блочной структурой. Для каждого Оло'са разработаны алгоритмы расчетов, в!ишчяюще изменение алоктротохнических показателей и технологического ущерба. Расчеты в данах иь 31Л2.91 »оказали, что экономический аффект на одау сушку УЭОС достигает 8 руб. для ЭД 5.Б кВт и на 2 руб. прзвышаэт аналогичный показатель для УКС, УКЭС, токовой сушки. Эффект на сушку переувлажненных обмоток ЭД для УКЭС составляет 5,5...9,7 руб. в затсимости от мощности ЭД. Расход

электроанергии на сушку ЭД 0,25...55 кВт устройством ЭОС в 80-Т230 раз меньше, чем при сушках токовой и в сушильном шкафу.

Внедрение устройств повышает щюизводательность труда в Т.5...П.4 раза. С увеличением мощности ЭД энергозатрат« на сушку УКОС уменьшаются быстрее, чем для других устройств и для ЭД 55 кВт уступают только УЭОС. Реальный экономический аффект будет выше, если учесть повышенно долговечности изоляции путем сведения деструкции к нулю (ЭОС, Э0С8), либо уменьшения ее в 10 раз (КЭС), резкое удорожание энергоносителей и электродвигателей.

Я А К. Л В Ч Е Н 'Л Е

В диссертации решена важная проблема разработки и совершенствования эффективных,энергоэкономичных способов, устройств сушки и влагозащиты изоляции ЭД, которая глубоко затрагивает вопросы их технической эксплуатации и Ос:.аварийной работы в с.х. Решение проблемы носит системный комплексный характер, поэтому рассмотрена вся совокупность вопросов теории и экспериментальных исследований увлажнения, сушки и влагозащиты изоляции ЭД, связанная с разработкой устройств сушки и влагозащиты. Новые способы, устройства сушки и влагозащиты обладают необходимой гибкостью по отношении к изменениям условий эксплуатации ЭД в с.п. и позволяют надежно выполнять возложенные на них функции. Законченные разработки устройств ЭОС, ЭОСВ недороги и эффективны не только для крупных сельскохозяйственных предприятий, но и для возникающих в настоящее время небольших фермерских хозяйств.

ОБЩЕ, ВЫВОДЫ

1. Неблагоприятное воздействие влажной агрессивной среды на изоляции и недостаточная эффективность существующих средств сушки и влагозащиты - основные причины высокой аварийности ЭД в сельскохозяйственном производстве.

2. Достоверность результатов измерения степени увлажнения низковольтной изоляции ЭД зависит от применяемого способа измерения , конструкции изоляции и величину ее к . Установлено, что достоверные результаты для многослойной изоляции дают измерения по коэффициенту состояния (коэффициент корреляции с влвгосодержачивм 0,67 и« 0,92), по отношении емкостей ¿С/С50 '0,49 ^ г < 0,77), а для малослойиой изоляции - по приращению диэлектрической прони-

цаемости Ае(0,58 ^ %■ < 0,86) иди по емкости С.*, (0,56 < 2 ^ 0,78). Нростейшй способ измерения степени увлажнения по сопротивлению изоляции я дает достоверные результаты для многослойной изоляции (0,50 « Ъ $ 0,80) при эе " й 70 МОм, и $ 99 МОм .для пазовой и меж -дуфазовой частей соответственно, в для малослойной (0,5< Ь аз,08) - при к < 13 МОм и н § 33 МОм. Другие способы измерения для низковольтных ЭД имеют меньшую точность.

3. Аммиьчная среда сельскохозяйственных. помещений ускоряет процессы увлажнения и приводит к дополнительному (до 16%) накоплении воды в электроизоляционной конструкции ЭД. Присутствие аммиака стимулирует образование малоподвижных гадратирвашшх ионов--кластеров, токопрооодящих мостикоп, что уменьшает электрические силы, вытесняющие жидкость, замедляет процесс алектроосмотической сушки и в целом осложняет сушку. Установлено, что наиболее подверженными воздействию влажной агрессивной среды, по плохо приспособленными для влектроосмотической сушки являются междуфазовые части изоляции.

4. В результате исследований физических аспектов злоктроос-мотичаской сушки, электроосмотической влвгозащиты изоляции во влажной агрессивной среде предложены математические модели процессов суыки и влагозациты, связыващио их эффективность с на[фяже-нием, конструктшзгиш и дизлектричзскими параметрами изоляции ЭД, начальной и конечной величинами я изоляции и т.д. В любом случае наибольшее влияние на эффективность сушки и нлегозощиты оказывают концентрация аммиаке в среде и величина и изоляции. Теоретически обоснованы и количественно установлены оптимальные параметры процессов новых способов электроосмотической сушки и влвгозащиты для различных условий эксплуатации ЭД в сельскохозяйственном производстве.

5. Традиционные способы алектроосмотической сушки осуществляют при оптимальных схемах размещения электродов и осушаемого материале, используя оптимальные температуры. Для ЭД имеются существенные ограничения при реализации алектроосмотической сушки из-за фиксированного расположения электродов и осушаемого влектроизоля-даонпого материале, больших колебаний температуры и агрессивности среды, что затрудняет в по.шой мере реализацию преимуществ олек-троосмотической сушки и разработку универсального способа сушки, в особенности для условий сельскохозяйственного производстве. Полнее использование потенциальных возможностей алектроосмотической сушки изоляции ЭД достигается за -^чет применения рпзработянного

комплекса способов сушки, учитавнюцих особенности условий сельскохозяйственного произоодства: с наложением постоянного и пульсирующего электрических полей, электроосмотеняовой сушки, конвективко--электроосмотической сушки, с интенсификацией сушки междуфазовых частей изоляции.

6.Традиционную электроосмотическую сушку рекомендуется применять вне агрессивной среды при R изоляции не менее 60-80 кОм и температуре воздуха Т > Ю°С. Эяектроосмотическую сушку с наложением постоянного и пульсирующего электрических ползй нужно применять в агрессивной среде при я > S0 - ВО «Ом, Т > Ю°С. Ее оптимальные параметры прямоугольных импульсов папряжения: и^, = 500 К, / = 300 Гц, к = 0,5?., скважность 4. Электроосмотеддовуа сушку следует использовать в любой среде при я > 50 кОм, ? < Ю°С. Ез оптимальные параметры прямоугольных импульсов напряжения: us = ЗВЗ В, / = 200 Гц, к = 0,52, скважность 4, температура подогрева обмотки 41 - 44° С. Когазвктивяо-электроосмотическуп сушку рекомендуется применять при любых средах и температурах воздуха, если изоляция переувлажнена и « - 0 - 2 кОм. Оптимальными параметрами кошзектив-но-электроосмотической сушки являются: скорость воздушного потока 15 м/с при Т = 85°С и прямоугольных импульсах напряжения cuj = 500 В, / = 200 Гц, к = и,52, сквешостью 4. Электрсюсмоти-ческую сушку с интенсификацией удаления влаги из междуфазовых частей изоляции рекомендуется применять для ЭД мощностью выше II кВт. Оптимальные параметры такой сушки мижно рассчитать по формулам (30, 31).

7. Электроосмотическая влягозащита повышает долговечность изоляции за счет исключения циклов "увлажнение-сушка4. Элзктроос-мотическую влагозащиту рекомендуется применять, если непрерывные простои ЭД не превышают 6 месяцев при начальной величине сопротивления изоляции 100 МОм и условии, что обмотки ЭД не заливаются водой. В остальных случаях лучше применить влвгозадату капсулирова-яием обмотки по методу, разработанному автором. Можно совместить электроосмотическуа влагозащиту с капсулировашем и тем самым значительно усилить эффект влагозащиты изоляции.

8. Разработанные математические модоли процессов элоктроосма-тической сушки, конвективно-электрооомотнчбской сушки, алектроос--мотичоской влагозящитн позволяют прогнозировать длительность сушки и время эффективной влагозаадаты изоляции ЭД, что можно использовать в эксплуатации для планирования простоев и ремонтов электрооборудования. Совпадении теоретических и окелг-рименталъшх за-

висимостей параметров процессов электроосмотической сушки и пля-гозащиты, конвектиьно-элект|юосмотической сушки, электроосмотоп-ловой сушки нз выходит за пределы ТОЖ-ной погрешности, что.подтверждает справедливость основных теоретических положений и обобщений.

9. Разработанные эноргозкономичныо, малогабаритные устройства электроосмотической сушки и нлагозящиты способны обеспечить быструю сушку и длительную влягозащиту изоляции по пляжной агрессивной среде без демонтажа и разборки ЭД с малыми трудоиятрятями и не влиять на процессы дофактообразования и -изоляции. Э>|фжт "распаривания" изоляция ЭД можно исключить, си'и кратковременно воздействовать на систему изоляции напряжением от устройства алек-троосмотической сушки непосредственно перед пуском. Коптеть эф фективности аяектроосмоч,ччпской сушки и плигозящиты изоляции ЭД осуществляют по измерению величины в. При этом для предотвращения повторного увлажнения, снижения эффективности сушки и влагозащиты разработана методика измерения я, суть которой заключается в совпадении полярностей измерительного прибора и устройств сутки, влагозвщиты.

10. Экономический эффект от штдрения разработанных устройств сушки и влагозащиты обеспечивается за счет повышения нро-изводительности труда в 1,5 - II,4 раза, экономии электроэнергии в 60 ~ 1230 раз в зависимости от мощности ЭД, а также повышения долговечности изоляции путем исключения деструкции (электроосмотическая сушка и влягоззщята), либо уменьшения ее в 10 раз (кон-вективно-влектроосмотическая сушка). Подтвержденный экономический эффект от внедрения устройств в сельскохозяйственно..! и промншлен-ное производство составляет свыше 900 тыс. руб. по ценам нп 31.12.91 г. Резкое удорожание-энергоносителей, ЭД позволяет полагать, что реальный экономический эффект значительно пмшо. Разработанные теория и устройства алектрооомотяческой сушки, влагоза-щиты используются в лекционных и лабораторных курсах шести вузов.

11. По итогам диссертации сформировано научное направление, которое послужит основой для работ по дальнейшему погашению эффективности сушки и влагозащиты изоляции, создании новых методов диагностики и пропитки изоляции, новых способов сушки и влагозащиты изоляции трансформаторов, кабелей, генераторов, разработке встроенной защиты изоляции от увлажнения для элоктроиизиропяштнх иятеллектпнх ЭД.

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ПШИКАЩЯ АВТОРА ПО TMS ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТУ

1. A.c. Л 1337970 СССР, МНИ Н 02 К 15/12. Способ электроосмотической сушки изоляции электрических машин / А.Е.Немировский, Н.К.Мороз, Г.Г.Трусов. - Опубл. 15.09.87, Бкш. Л34.

2. A.c. * I5S6445 СССР, МКИ Н 02 К 15/12. Способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин / А.А.Пясто-лов, А.Е.Немироаский, Н.К.Мороз, В.Г.Бугаков. - Опубл. 23.05.90, Бюл. Л19.

3. A.c. & 16И4867 СССР, НИИ Н 02 К 15/12. Способ сушки обмоток электрических мвагин / А.В.Нешровский, Н.К.Мороз. - Опубл.

15.10.91, Бюл. Л38.

4. A.c. .11688354 СССР, МКИ Н 02 К 15/12. Способ сушки системы изоляции электрической машины без подаода тепла / А.Е.Немировский, Н.К.Мороз, В.Г.Бугаков. - Опубл. 30.10.91, Бюл. МО.

5. A.c. * I696971 СССР, МКИ G 01 N 17/00. Способ испытания на влагостойкость электрической изоляции изделий, в частности, асинхронных двигателей / А.Е.Немировский, Н.К.Мороз. - Опубл. 7.12.91, Бюл. Л45.

6. A.c. Л 1705972 СССР, МКИ Н 02 К 15/12. Способ сушки изоляции обмоток электрической машяы / А.Е.Немировский, Н.К.Мороз, В.Г.Бугаков, А.В.Бусырев. - Опубл. 15.01.92, Бюл. Л2.

7. A.c. Л X7I3029 СССР, МКИ Н 02 К 15/12. Способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических машин / А.Е.Немировский, В.Г. Бугаков, Н.К.Мороз. - Опубл. 15.02.92, Екл. Л6.

8. A.c. Л 1760606 СССР, МКИ Н 02 К 15/12. Способ электроос-' мотической сушки системы изоляции электрических машин / А.Е.Немировский, В.Г.Бугаков, Н.К.Мороз. - Опубл. 07.09.92, Бюл. £33.

9. A.c. Л 1757031 ССОР, МКИ Н 02 К 15/12. Способ сушки изоляции обмоток статора и ротора установленной стационарно асинхронной электрической машины / А.Е.Немировский, Н.К.Мороз, С.А.Микоян. - Опубл. 23.08.92, БЮЛ. ЛВ1.

10. A.c. Л 1769309 СССР, МКИ Н 02 К 15/12. Способ электроосмотической сушки изоляции обмоток электрических мэшн АА.Е. На-мировокий, Р.Г. Бугаков, Н.К. Мороз, A.A. Кемеровский. - Опубл.

15.10.92, Бюл. Л 38.

TI. Мякйнщ Е.Г., Немировский А.Е. Схема замещения у оценка неравномерности увлажнения изоляции влектрич^сккх двигателей// Электрификация, механизация и автоматизация производства сельскс-

хозяйственной продукции на промышленной основе: Тр. / ЧИМЭСХ. -

- Челябинск, 1975. - Вып.99. - С.14-19.

12. Мякинин Е.Г., Немяровский А.Е. Контроль увлажнения изоляции низковольтных электродвигателей по характеристикам неразру-иахаих испытаний// Проблемы электроснабжения,-эксплуатации и элек-тробезопасноати сельских электроустановок: Тез.докл. к Вс-есоюз. ссвещ. (Москва, 19-23 ноября 1975 г.). - М.: ВКЭСХ, 1975. - С. 151-152.

13. Мякинкн Е.Г., Саплин Л.А., Немирсвский А.Е. Анализ аварийности к пути повышения надекноетк двигателей насосных станций // Там Ж9. - сЛ48-151.

14. Немировский А.Е. Исследование увлажнения изоляции асинхронного двигателя по абсорбционным характеристикам// Вопросы эксплуатации и повыдания надежности электрооборудования: Тр. / ЧИМЭСХ, Челябинск, 1975. - ВНП.106. - С.63-67.

15. Кешровский А.Е.. О методике сравнительной оценки влагостойкости систем изоляции низковольтных электродвигателей / Вопросы эксплуатации и повышения надежности электрооборудования: Тр. / ЧИМЭСХ. - Челябинск, IS76. - BttnЛII. - С.45-51.

. 16. Немировский А.Е. Исследование сорбции влаги изоляцией электродвигателей в среде животноводческих помещений // Там же. -

- С.52-56. ' .

17. Пястолов A.A., Мякиши Е.Г., Немяровский А.Е. Влагохида-стойкость систем изоляции электродвигателей, работающих в сельском хозяйстве// Республиканская науч.-техн.конф. энергетиков: Тез.докл. (22-24 сентября 1976 г.). - Ташкент: 1976. - C.I67-I68.

18. Немяровский А.Е. Исследование увлажнения систем изоляции высоковольтных электродвигателей // Там ке. - С.168-169.

19. Немяровский А.Е. Надежность электродвигателей// Уральские нивы. - 1976. - №12. - С.53-54.

.20. Мягашин Е.Г., Немяровский А.Е. Измерение параметров эле-ментоэ системы изоляции электродвигателей// Электротехническая промышленность. Сер. Электрические машины. - М.: йнформэлектро. -

- 1977. - ВЫП. 1(77). - C.I-3.

21. Пястолов A.A., Немировский А.Е., Мякинин Е.Г. Характеристики неразрушявдк испы/аний в профилактике увлажнения низковольтных электродвигателей// Исследование параметров и характеристик электрических машин с разомкнутым магнигопроводом. - Свердловск :УШ, 1977. - СЛ22-128.

22. Немировский А.Е. Оценка узлакнения системы изоляции газ-

коеолышх электродвигателей по измерению сопротивления// Вопросы эксплуатации и повышения надеагаости электрооборудования: Тр. / ЧШЭСХ. - Челябинск, 1977. - Вш.123. - С.26-29.

23. Пястолов A.A., Мякинин Й.Г., Немировский А.Е. Оценка влаго- и хкмостойкости изоляции электродвигателей// Механизация и электрификация социалистического сельского хозяйства. - 1976. -№6. - С.51-52.

24. Немировскнй А.Е. Эффективный способ повнаенкя качества изоляции электродвигателя // Сельское хозяйство Таджикистана. -

- 1978. ÄI2. - С.22-24.

25. Большаков A.A., Дергач В.И., Ильин ¡0.11., Немцовский А.Е. Повышение влагостойкости изоляция электродвигателей// Техника в сельском хозяйстве. - 1980. - Jfö. - С.27-28.

26. НемироЕСКий А.Е. Особенности измерения сопротивления изоляции электродвигателей" при увлажнении// Механизация я электрификация сельского хозяйства. - 1384. т. - С.53-60.

27. Немирозский А.Е., Дурнев В.А. Улучшение качества пропитки обмоток электродвигателей// Техника в сельской хозяйстве. -

- 1984. Й9. - С.51-52.

28. Немировский А.Е., Мороз H.H. Электроосмотачесчзя сушка изоляции электродвигателей// Техника в сельском хозяйстве. - 1984.

- №12. - С.26.

29. Мороз H.H., Немировский А.Е. Электроосмогическая сушка, как средство повышения эксплуатационной надежности электродвигателей// Состояние и перспективы развития электротехнология: Тез. докл.Везсоюз.науч.-техн.конф. (Вторые Вернардосовские чтения, 5-7 июня). - Иваново: 1985. - Т.Н. - С.36-37.

'30. Немировский А.Е.', Мороз Н.К. Пути интенсификация электроосмотической суики изоляции электрических машин// Повышение эффективности использования электрического оборудования в сельском.хозяйстве: Тр. / СИМСХ. - Саратов, 1985. - С.31-41.

31. Немировский А.Е. Обмоточные провода продолжают служить// Техника в сэльсксм хозяйстве. - 1985. ~ MS. - 0.53-54.

32. Немировский А.Е., Мороз Н.К. Измерение сопротивления изоляции электродвигателей// Техника в сальсксм хозяйстве. - 1985. -

- Ив. - С.35-37.

33. Немировский А.Е., Мороз К.К., Еугаков В.Г. Электроосмотв-ческая сушка згеоляцки электродриготелей// Проолеш электрификации, автоматизации и теплоснабжения сельскохоаяйствчннох'о прок^Еоцстзэ: Тез.докл.Всессю.науч.-техн.кенф. (25-27 ноября 1985, г.). -М.: 1985. - 0.25-26.

34. Иешгровскнй Ä.E., Мороз H.K. Применение электроосмотической сувки изоляиза электродеигатедей в сельскохозяйственном производстве// Поэдвениа надёжности электроснабжения и электроустановок в сеиском хозяйстве: Тр./ЧШЭСХ. - Челябинск, 1985.- с.47-50.

35, Пязтаяов i.A., ййжровский А.Е., Мороз Н.К. Электроосмо-тическаа С|*ка азолаадя электродвигателей// Механизация и электри-<£икаща c®Ätstcro хозяйства. - 1985. - №12. - C.II-I5.

. 36. Ншйро&скяй A.S." Исследование электроосмотической сушки изоляции электродвигателей// Механизация и электрификация сельского хозяйства, - 1986. - J6}. С.42-45.

37. Нетровский А.Е., Мороз U.K., Бугаков В.Г. Устройство влектроосмотической сушки изоляции обмоток асинхронных двигателей // Состояние и перспективы развития электротехнических изделий сельскохозяйственного назначения: Тез.докл. I Всесоюз.науч.-техн. конф. (Москва, -ВДНХ СССР, 17-19 сентября 1986 г.). - М.: Информ-

' электро. - 0125-26.

38, Немировский A.B., Бугзксв В.Г. Устройство для электроос-.мотяческсй.сушки изоляции электродвигателей// Повышение надежности работы электроустановок в сельском хозяйстве: Тр. / ЧМШСХ. -

, Чэлябинск, 1986. - С.90-92.

■ 09. НемировскиГг А.Е., Мороз Н.К. Кинетика перемещения влаги при электроосмотической сушке изоляции асинхронных электродвигате-Л9й// Повышение надежности электроустановок е сельском хозяйстве: ; Тр. / ЧШЭСХ. - Челябинск, 1987. - С.37-43.

40. Немировский А.Е., Бугаков В.Г. Преобразовательное устройство для 'электроосмотической сушки обмоток электродвигателей// Проблемы преобразовательной техники: Тез.докл. нз IV Всосоюз. науч.-техн.конф. (Киев, сентябрь 1987 г,). - Киев: ИЭД АН УССР, 1987. - 4.1. - С.167-169.

41. Немировский А.Е., Бугаков В.Г., Бусырев A.B. Комбинированный способ пушки обмоток электродвигателей// Повышение эксплуатационной надежности электрооборудования в сельском хозяйстве: Сб.науч.тр. / ЧШЭСХ. - Челябинск, 1988. - С.34-39.

42. Немировский А.Е., Вязникова Л.А. Эффективность электроосмотической сушки обмоток электродвигателей// Техника в сельском хозяйстве. - 1938. - Д6. - С.24-26.

43. Немировский А.Е., Микоян С.А. Энергосберегающие способы сушки электрооборудования мясомолочной прошиленности// Вклад молодых ученых и специалистов в ускорение научно-технического прогресса в мясной и молочной промышленности: Тез.докл. к Всесокз.науч. -техн. конф. молодых ученых и специалистов.- М.: АгроНйМТЭйММП.-

- 1988. - С.125-126.

44. Немировский А.Е. Новые способы сушки изоляции низковольтных электродвигателей// Состояние и перспективы совершенствования разработки, производства и применения низковольтных электродвигателей переменного тока: Тез.докл. VI Бсесожз.науч.-техи.конф. (14-18 ноября 1988 г., Суздаль). - Владимир: ВНИПТИЭМ, 1988. -

- С.65-66.

45. Немировский А.Е., Микоян С.А. Повышение эксплуатационной надежности электроприводов сырзаводов внедрением конвективной сушки обмоток электродвигателей// Современная технология снрэде- -дня и безотходная переработка молока: Материалы Всвсокз.науч.-техн.кснф. (Ереван, 14-16 ноября, 1983 г.). - Ереван: "Айастан", 1989. - С.209-210.

46. Немировский А.Е. Повышение технического ресурса электроизоляционных конструкций электродвигателей из полимерных материалов// VI конференция по старению и стабилизации полимеров: Тез. докл. (10-13 октября 1989 г., Душанбе). - Черноголовка: АН СССР, IS89. - С.100-101.

47. Немировский А.Е., Вусырев A.B. Новый способ влагозащиты обмотки электродвигателя// Состояние и перспективы развития злен-тро- и гидроприводов сельскохозяйственных машин: Тез.докл.Всесо-юз.науч.-техн.конф. (18-21 октября 1989 г.). - М.: НПО ВЙСХОМ, 1989. - С.60-61.

48. Немировский А.Е., Мороз H.H. Новые устройства для сушка обмоток электродвигателей в АПК// Механизация и автоматизация технологических процессов в агропромышленном комплексе: Тез.докл.Все-союз.науч.-практич.конф. (10-12 октября 1989 г., Новосибирск). -

- М.: 1989. - чЛ. - Электрификация, автоматизация, электронизация, ресурса-'и энергосбережение. - С.91-93.

49. Мороз H.H., Немировский А.Е. Новые энергосберегающие способы сушки и влагозаидеты электрооборудования// Кибернетика алект-рических систем: Тез.докл. XI сессии Всесоюз.науч. семичара (19-22 сентября). - Абакан: 1989. - 0.138-139.

50. Немировский А.Е,, Микоян O.A. Коквективдо-электроосмоти-ческая сушка обмоток электродвигателей// Повышение эффективности использования электропривода в сельскохозяйственном производстве: Тез.докл. Всесоюз.науч.-техн.кснф. Челябинск: ЧИМЭСХ„ 1989. -

- С.69-71.

51. Немировский А.Е. Электродвигатель с влагостойкой обмоткой/7 Передовой научно-производственный опыт в ж^енерно-техличес-ком обеспечении агропромышленного комплекса, рекомендуемый для

внедрения. Электрификация и • теплофикация сельскохозяйственного производства. - М.: АгроШИТЭИИТО. - 1989. - Ешт.2. - C.I5.

52. Кемеровский А.Е. Прибор для электроосмотической сушки обмоток электродвигателей "ПЭОС-4" // Там же. - C.I5-I6.

53. Немировский А.Е. Новые способы сушки электрооборудования // Техника в сельском хозяйстве. - 1989. - .«6. - с.41-43.

54. Немировский А.Е., Бугаков В.Г. Ноеый способ и устройство для сушки обмоток электродвигателей// Электротехническое производство. - 1939. - «9. - С.27-28.

55. Немировский А.Е., Бугаков В.Г., Мороз Н.К. Повышение эффективности влвктроосмотической сушки электродвигателей// Техника в сельском хозяйстве. - 1990. — J66. - С.34-35.

56. Немировский А.Е., Шульман B.C., Мороз Н.К. Моделирование электроосмоткческой сушки обмоток электродвигателей// Техника в сельском хозяйстве. - 1990. - Ä3. - С.18-20.

57. Немировский А.Е., Бугаков В.Г., Мороз Н.К. Спектральные характеристики электроосмотической сушки обмоток электродвигателей// Электродвигатели переменного тока средней и мзлой мощности: Тез.докл. IX Всесоюз.науч.-техн.конф. (12-16 марта 1990 г., Суздаль). - Владимир: ВНИПТИЗМ, 3990. - С.132-133.

58. Немировский А.Е.» Микоян O.A. Энергосберегающие установки для сушки электрооборудования в АПК// Энергосберегающее электрооборудование для АПК: Тез.докл. 1 Всесоюз.науч.-техн.конф. (Москва, ВДНХ СССР» октябрь, 1990 г.). - М.: Информзлектро, 1990. -0-103.

59. Немировский А.Е., Мороз Н.К., Бусырев A.B. Электроосмо-тегогавая сушка обмоток электродвигателей// Научно-технический прогресс в агропромышленном производстве: Тез.докл.науч.-практич. КОНф. (30 октября - 2 ноября 1990 Г., Минск). - М.: 1990. - С.200--201.

60. Немировский А.Е., Немировский A.A. Энергосберегающая сушке и влагозащита электрооборудования// Актуальные проблемы Фундаментальных наук: Об.докл.международной науч.-техн.конф. (СССР, Москва, 28 октября - 3 ноября). - М.: МГТУ, 1991. - T.I0. - Секция электротехники. - С.52-55.

61. Немировский А.Е., Микоян С.А. Коквективно-электроосмоти-ческая сушка пускозащитной аппаратуры// Техника в сельском хозяйстве. - 1991. - *1. - 0.23-25.

62. Немировский А.Е. Моделирование кснвективно-електроосмо-тической сушки обмоток электродвигателей// Повышение эксплуатационной надежности электрооборудования в сельском хозяйстве: .Тр. /

ЧИМЭСХ. - Челябинск, 1991. - С.31-40.

63. Немировский А.Е., Микоян O.A. Влияние сушки на старение изолящш электродвигателей// Техника в сельском хозяйстве. - 1991.

- М. - 0.62-63.

64. Немировский А.Е., Мороз H.H. Энергоэкономичная сушка и влагозащита электрооборудования // Проблемы энергосбережения: Тез. докл.Всес.науч.-техн.конф. (1-3 октября 1991 г., Киев) - Киев: 1991. - 4.2. - С. 29-30.

65. Немировский А.Е., Немировский АЛ. Энергоэкономическая влагозавдта обмоток электродвигателей// Интеллектуальные электродвигатели и экономия электроэнергии: Тез.докл. X Всесоюз.науч.-техн.конф. (г.Суздаль, ноябрь 1991 г.). - Владимир: ВНИПТМЭМ,

1991. - С.6-7.

66. Немировский А.Е. Исследование аяектроосмотепловой сушки электродвигателей // Энергетика... (Изв.высш.учеб. заведений). -

1992.- Ш. - С.59-64.

67. Немировский А.Е. Расчет параметров электроссмотичег.кой сушки обмоток электродвигателей// Техника в сельском хозяйстве. -

- 1992. - *2-3. - С.18-20.

68. Немировский А.Е., Бугаков В.Г., Филимонов JI.M. Электроосмотическая влагозащита электродвигателей// Техника в сельском хозяйстве. - 1992. - *4. - C.I9.

69. Немировский А.Е. Сушка электродвигателей без подвода теплоты// Сельскохозяйственная теплоэнергетика: Тез.докл.науч.-практич.конф. (27-30 сентября 1992 г., Севастополь). - М.: ВИЭСХ, 1992. - С.55-56.

70. Немировский А.Е., Шульман B.C.,- Мороз Н.К. Расчет электроосмотического влагоподпора обмоток электродвигателей/7 Энергетика... (Изв.высш.учеб. заведений и энергетических объединений СНГ). - 1993. - » 3-4. - С.38-44.

Аббревиатура сокращений

ЭОС - электроосмотическая сушка, КЭС - конвективно-злектроосмота-ческая сушка, ЭОСТС - электроосмотепловая сушка, УС - устройство сушки, УЭОС - устройство электроосмотической сушки, УООСВ - устройство электроосмотической влагозащиты, УЭОСТС - устройство элек-троосмотешювой сушки, УКЭС - установка- конЕектпьно-электрааемотй~ ческой сутки, ЭД - электродвигатель, ЭИМ - электроизоляционный материал, ЭИК - электроизоляционная конструкция, 3GCB - влвктроос-мотическая влагояаадта, с.п. - сельскохозяйственное' производство, с.х. - сельское хозяйство, КС - конвективная сушка.

Рис.1. Классификация способов и устройств по сушке изоляции электродвигателей

Ркс.й. Классификация мероприятий по влагозшцитч изоляции электродвигателей

Ам

С¿л

Рис.3. Схема замещения

системы изоляции ЭД

Рис.4. Электрическая модель

изоляции при ЭОС:

£» ~ ток электроосмоса; £с - Э.Д.С. двойного электрического слоя

¿ё №

Ь

п

рис.5. К вопросу'Построения математической модели ЭОС изоляции Э, • " Л - радиус растолки статора; / , к - полуширина и высота паза; с? толщина пазовой изоляции; / - угол, опи-•ралщийся на дугу, которая соответствует зазору, паза

Рис.б. Кривая напряжения ЭОС:

__/•/ , А - амплитуда

постоянной У- и ~ пульсирующей .

__состввлящих напря--

жений

Г, НС

Рис.7. Схема ЭОС с интенсификацией процесса сушки междуфазовых частей изоляции ЭД

г

Рис.9. К расчету времени аффективной электроосмотической влагозащиты изоляции ЭД

5Ж

ш

Ж

ЮР'

1ии а о,{ а,2 ц,з д? 7?, ч

рис.10. Зависимости восстановления сопротивления элементов изоляции ЭД с интенсификацией сушки междуфазовых частей

о+ о

л.'

о~ О,

Рис.11. Схема КЭС изоляции ЭД:

5 - пуекозащитнел аппаратура; 6 - мвгаоммзтр; ? - УЭОС; I, 2, 3, 4 - см. в тексте

%,мин

о,ъ ф ^цв ц* { г з 1К * а«,

Рис.12. Экспериментальные и теоретические зависимости продолжительности КЭС:

1,2- теоретическая и экспериментальная крккче для м( дуфазовой изоляции; 3, 4 - то для лязовой; « 0,001 Яг- 0,0е МОм, Я, » 1000 «Ок

"ЧВ-с

Ц\5 лг

Рис.13. Поверхность отклика для коэффициента злектроосмоса при выборе оптимального режима ЭОСГС изоляции ЭД

0,6 О,и ОА

ю гв м ¿¡о яо во т°с Рис. 14-. Зависимость интенсивности ЭиСГС изоляции от температуры подогрева обмоток ЭД

жительности ЭОС:

2, 4 - расчетные кривые для ЭД 2,2 и 7,5 кВт; I, 3 - то же экспериментальные кривые

1

•ОV VI V/ * Л Г

\ 1

5_/ > .... . ^

!,$ и а,г

Рис»16« Зависимости продолжительности ЭОСВ изоляции от мощности ЭД:

1, 2 - Ш 90?; 3, 4 - й) п 95!?; 5, б -¿а = 100<; я 100 МОм; Кг = 0,5 Шм; 1,3,5- теория;

2, 4, 6 - эксперимент

а) Корпус <5) корпус

Рис.17. К вопросу о "распаривании" изоляции ЭД:

а) состояние диэлектрика до подклвчет.я УЭОС;

б) то чсз после подключения, исключающего "распаривание"

его а

/те

св/

СВР.

N ВАМ

У

ЭД 1

и

РС РЧ РФ

Рис.18. Структурная схема УЗОС-1

Рис.19. Схема подключения устройства ЗОСВ

с