Требования к электрическим свойствам изоляционных материалов двигателя

Надежность работы обмотки и срок службы во многом зависят от характеристик изоляционного материала. Основные требования к характеристикам изоляционных материалов включают электрические, термостойкие и механические свойства, в этой статье постоянный двигатель для краткого введения электрических свойств изоляционных материалов. Электрические свойства изоляционных материалов включают прочность на пробой, сопротивление изоляции, диэлектрический коэффициент и диэлектрическую потерю.

1 Интенсивность пробоя изоляционного материала

Толщина пробоя изоляционного материала, разделяющая напряжение пробоя, выражается в кВ / мм. Прорыв изоляционного материала можно разделить на три формы: электрошок, тепловой пробой и электрошок.

? Проникновение электрическим током. Под действием сильного электрического поля внутренняя заряженная частица изоляции сильно движется, происходит столкновение и диссоциация, разрушает молекулярную структуру, так что окончательный пробой называется электрошоковым пробоем. Электрическое напряжение пробоя линейно увеличивается с толщиной материала, и в однородном электрическом поле, если время ударного напряжения не меньше 10 секунд, прочность электрического пробоя обычно не зависит от времени действия напряжения.

? Тепловой пробой. Под действием переменного электрического поля теплота, создаваемая внутри изоляционного материала из - за потери среды, если она не может быть своевременно рассеяна, повысит внутреннюю температуру материала, что приведет к разрушению молекулярной структуры и пробою, называемому тепловым пробоем. напряжение теплового пробоя уменьшается с увеличением температуры окружающей среды, толщина материала увеличивается, условия охлаждения ухудшаются, прочность пробоя снижается; Когда частота увеличивается, потери среды увеличиваются, а интенсивность пробоя уменьшается.

? Разрыв разряда. Под действием сильного электрического поля пузырьки, содержащиеся внутри изоляционного материала, разряжаются ионизацией; примеси также из - за нагрева и газификации электрического поля, создавая пузырьки, так что разряд пузырьков для дальнейшего развития, что приводит к пробою всего материала, называемого разрядным электрошоковым пробоем.

Пробои изоляционных материалов, как правило, существуют одновременно в трех вышеупомянутых формах, и их трудно отделить. Изоляционный материал, пропитанный изоляционной краской или клеем, может улучшить распределение электрического поля и повысить прочность электрического пробоя, а также улучшить условия охлаждения, чтобы повысить прочность теплового пробоя.

2 Сопротивление изоляции

Изоляционный материал под действием напряжения всегда имеет небольшой ток утечки. Часть этого тока проходит внутри материала; Часть течет через поверхность материала. Таким образом, сопротивление изоляции можно разделить на объемное сопротивление и поверхностное сопротивление. объемное сопротивление характеризует внутреннюю проводимость материала в единицах Ом м; Поверхностное сопротивление характеризует проводимость поверхности материала в единицах Ом. Объёмное сопротивление изоляционных материалов обычно находится в диапазоне 107 - 1019 м2. Сопротивление изоляционных материалов обычно связано со следующими факторами.

· По мере повышения температуры удельное сопротивление снижается экспоненциально.

· Вода способствует диссоциации полярных молекул, поэтому сопротивление изоляции снижается с увеличением влажности и более чувствительно к воздействию пористых материалов, таких как изоляционная бумага. Гидрофильные вещества, такие как полярные материалы, могут легко образовывать непрерывный слой воды на поверхности и снижать поверхностное сопротивление; Неполярные материалы, такие как керамика, тетрафторэтилен и т.д., не могут легко образовывать непрерывный слой воды на поверхности и поэтому оказывают меньшее влияние на поверхностное сопротивление.

? примеси в изоляционных материалах в основном производят проводящие ионы, которые, в свою очередь, могут способствовать разложению полярных молекул, что приводит к быстрому снижению сопротивления.

? Под действием высокой интенсивности электрического поля увеличивается подвижность ионов, что приводит к снижению сопротивления.

3 Диэлектрический коэффициент изоляционных материалов

Относительный диэлектрический коэффициент изоляционного материала указывает на движение заряда внутри изоляционного материала под действием электрического поля, то есть степень поляризации. Как правило, постепенное снижение с увеличением частоты электрического поля; Увеличивается при увлажнении материала; Из - за того, что температура влияет на поляризацию, пики возникают при определенной температуре.

4 Потери диэлектрика изоляционных материалов

Изоляционный материал под действием электрического поля, из - за утечки и поляризации и других причин потери энергии. Размер диэлектрической потери обычно определяется тангенциальным углом потери мощности или потери.

Под действием напряжения постоянного тока ток будет мгновенно заряжаться, поглощать ток и течь тока. При применении напряжения переменного тока мгновенный зарядный ток является реактивным током (конденсаторный ток); ток утечки находится в той же фазе, что и напряжение, для активного тока; Абсорбционный ток имеет как компонент реактивного тока, так и компонент активного тока. Основные факторы влияющие на потерю диэлектрика изоляционного материала.

· Частота. При неизменной температуре угол потерь достигает пика на определенной частоте, когда значение потерь среды P в единице объема увеличивается быстрее всего.

Поскольку разные частоты имеют разные диэлектрические потери, при измерении тангенса угла потерь необходимо выбрать определенную частоту. Обычно материал, используемый двигателем, обычно измеряет тангенс угла диэлектрических потерь при его рабочей частоте.

· Температура. Когда частота остается неизменной, угол потерь имеет пиковое значение при определенной температуре, когда максимальные потери возникают в результате поглощения тока. В низкотемпературной зоне ток утечки и активная составляющая поглощающего тока очень малы, поэтому тангенс угла потерь очень мал; В высокотемпературной зоне потери, вызванные поглощающим током, исчезают и определяются потерей утечки.

Некоторые органические изоляционные материалы могут испытывать несколько пиков при различных температурах или частотах в тангенсе угла потерь. Поэтому в высокочастотном или высоковольтном электрооборудовании следует тщательно выбирать подходящий изоляционный материал в соответствии с тангенсом угла потерь и кривой зависимости температуры и частоты, чтобы избежать положительного пика угла потерь на рабочей частоте и температуре, чтобы предотвратить ускоренное старение материала или тепловой пробой.

· Увеличение интенсивности электрического поля. тангенс угла потерь также увеличивается, когда напряжение увеличивается до определенного значения, пузырьки или края электрода внутри диэлектрика будут локально свободны, тангенс угла потерь внезапно значительно увеличивается, это значение напряжения называется начальным свободным напряжением. Инженерно часто используется измерение начального напряжения ионизации для проверки состояния воздушного зазора внутри изоляционной конструкции, чтобы контролировать качество изоляции.

Кроме того, некоторые изоляционные материалы также должны учитывать электрическую стойкость к короне, дуговой стойкости, следы утечки и другие электрические свойства.

Электрические требования двигателя к электрическим свойствам изоляционных материалов, наиболее важными являются прочность поля пробоя и сопротивление изоляции. В зависимости от типа двигателя, другие требования к электрическим характеристикам не совсем одинаковы, например, изоляция высоковольтного двигателя, требует, чтобы потери диэлектрика изоляционного материала были меньше, а коронарная стойкость лучше; Необходимо также учитывать распределение электрического поля между сердечником и проводником.