El aislamiento de la bobina demotor de alto voltajeEsto tiene un gran impacto en la vida útil y el rendimiento económico del motor, un aspecto que todo diseñador y técnico debe considerar cuidadosamente. La bobina de alta tensión puede considerarse, en cierto modo, el corazón del motor, ya que determina directamente su vida útil, y el rendimiento del material aislante, un componente importante de la bobina, es crucial.
La estructura de aislamiento y el proceso de tratamiento de los motores de alta tensión en varios países se pueden resumir aproximadamente de la siguiente manera:
(1) La cinta de mica multiadhesiva se enrolla continuamente, se seca al vacío y luego se prensa en caliente (moldeada o hidráulica).
(2) La cinta de mica multiadhesiva se enrolla de forma continua, sin secado al vacío, y se forma directamente mediante moldeo en caliente.
(3) La cinta de mica menos adhesiva se envuelve continuamente, se sumerge al vacío en resina sin disolvente y luego se forma mediante prensado en caliente.
(4) La cinta de mica (o cinta embrionaria blanca) se envuelve de forma continua, es decir, la línea se dispersa y luego la resina sin disolvente se impregna en su totalidad.
Además, existen aislamientos de caucho de silicona, así como aislamientos mixtos de caucho de silicona y cinta de mica. El caucho de silicona presenta una excelente resistencia al calor, al frío, a la humedad y a la corrosión, pero su rendimiento eléctrico y resistencia al desgarro son deficientes, por lo que solo se utiliza en motores de alta tensión que operan en entornos especiales por debajo de 6 kV.
Requisitos básicos para alta tensiónaislamiento de la bobina:
Fuerza eléctrica suficiente
Por un lado, es deseable que el aislamiento de los motores sea lo más delgado posible, pero por otro, se requiere un cierto margen en términos de rigidez dieléctrica. Dado que el motor en funcionamiento estará sujeto a sobretensiones atmosféricas y operacionales, cortocircuitos repentinos, cambios de temperatura y voltaje a largo plazo, el aislamiento envejecerá gradualmente, y las vibraciones y esfuerzos mecánicos también lo dañarán. Además, durante el proceso de fabricación, al realizar varias pruebas de resistencia a la tensión, se producirán sutiles marcas de deterioro en la estructura aislante, lo que se conoce como efecto acumulativo. Todo esto provocará una disminución de la rigidez dieléctrica del aislamiento. Por lo tanto, al diseñar la estructura de la bobina, debe existir un cierto factor de seguridad.
Bajas pérdidas dieléctricas
La pérdida dieléctrica se produce cuando una estructura aislante se somete a un campo eléctrico alterno. Si bien la pérdida dieléctrica promedio no es elevada, se concentra especialmente en puntos débiles específicos. Si la pérdida dieléctrica en estos puntos supera el calor emitido, la temperatura local del aislamiento seguirá aumentando. Este aumento de temperatura, junto con una mayor pérdida dieléctrica, provocará una drástica disminución del rendimiento electromecánico del aislamiento y, en consecuencia, una ruptura térmica localizada en los puntos débiles. Por lo tanto, en los motores de alta tensión, la pérdida dieléctrica no debe exceder el valor especificado.
Buena resistencia al efecto corona
Cuando los motores de alta tensión están en funcionamiento, puede producirse el fenómeno corona tanto en el interior como en la superficie del aislamiento, acelerando su envejecimiento y corrosión. Por lo tanto, en generadores de 6,3 kV o superiores y motores de 6 kV o superiores, sus bobinas deben recibir tratamiento anticorona. En general, no es necesario aplicar tratamiento anticorona a las bobinas de motores de 6 kV, pero sí es recomendable para motores que se utilizan en entornos adversos o de gran potencia.
Buen rendimiento ante el envejecimiento térmico
La resistencia térmica de la estructura de aislamiento térmico debe cumplir con el grado de resistencia térmica requerido para el producto. Bajo la acción prolongada de la temperatura de trabajo, se puede garantizar la vida útil normal del aislamiento.
El aislamiento del motor se clasifica generalmente en cinco grados de resistencia térmica: A, E, B, F y H. Durante el funcionamiento, la temperatura del punto más caliente del aislamiento del bobinado del motor no debe superar la temperatura máxima especificada para la clase de aislamiento. Por lo general, es necesario dejar un margen de 5 a 10 °C. Si la estructura de aislamiento está compuesta por materiales aislantes de diferentes grados de resistencia térmica, su grado de resistencia térmica puede simularse y evaluarse exhaustivamente mediante su modelo estructural.
Puede soportar el papel de la tensión mecánica
El aislamiento de la bobina debe ser capaz de soportar cierta cantidad de tensión mecánica sin romperse ni sufrir deformaciones perjudiciales. Durante el funcionamiento de la bobina, debido a que el coeficiente de expansión del cable y del aislamiento no es el mismo, y a los cambios de temperatura, el aislamiento se somete a tensión; cuanto más largo sea el motor, mayor será el impacto. Debido a la fuerza electromagnética, el extremo de la bobina también vibrará, especialmente cuando el motor se vea afectado por un cortocircuito, la corriente de arranque y la de frenado, ya que la fuerza electromagnética suele provocar la deformación de la bobina. Por lo tanto, se requiere que el aislamiento tenga cierta elasticidad y resistencia mecánica.
Fecha de publicación: 4 de junio de 2024