O isolamento da bobina demotor de alta tensãoA bobina de alta tensão tem um grande impacto na vida útil e no efeito econômico do motor, sendo um problema que todo projetista e técnico deve considerar cuidadosamente. A bobina de alta tensão pode ser considerada, em certa medida, o coração do motor, pois determina diretamente sua vida útil, e o desempenho do material isolante, um componente importante da bobina, é crucial.
A estrutura de isolamento e o processo de tratamento de motores de alta tensão em diversos países podem ser resumidos, em linhas gerais, da seguinte forma:
(1) A fita de mica multiadesiva é enrolada continuamente, seca a vácuo e, em seguida, prensada a quente (moldada ou hidráulica).
(2) A fita de mica multiadesiva é enrolada continuamente, sem secagem a vácuo, e formada diretamente por moldagem a quente.
(3) Menos fita adesiva de mica é enrolada continuamente, imersa a vácuo em resina sem solvente e, em seguida, moldada por prensagem a quente.
(4) A fita de mica (ou fita de embrião branca) é enrolada continuamente, ou seja, a linha é espalhada, e então a resina sem solvente é impregnada como um todo.
Além disso, existem isolamentos de borracha de silicone, bem como isolamentos mistos de borracha de silicone e fita de mica. A borracha de silicone apresenta excelente resistência ao calor, ao frio, à umidade e à corrosão, porém seu desempenho elétrico e resistência ao rasgo são baixos, sendo utilizada apenas em motores de alta tensão que operam em ambientes especiais com tensão inferior a 6 kV.
Requisitos básicos para alta tensãoisolamento em bobina:
Força elétrica suficiente
Por um lado, é desejável que o isolamento dos motores seja o mais fino possível, mas, por outro, é necessário haver uma certa margem de segurança em termos de rigidez dielétrica. Isso porque, em operação, o motor estará sujeito a sobretensões atmosféricas e operacionais, como curto-circuito repentino, variações de temperatura e tensão a longo prazo. O isolamento envelhece gradualmente, e vibrações e tensões mecânicas também o danificam. Além disso, durante o processo de fabricação, os diversos testes de tensão suportável geram, a cada teste, sutis marcas de deterioração na estrutura isolante, o chamado efeito cumulativo. Tudo isso contribui para a redução da rigidez dielétrica do isolamento. Portanto, ao projetar a estrutura da bobina, deve-se considerar uma certa margem de segurança.
Baixa perda dielétrica
A perda dielétrica ocorre quando uma estrutura isolante é submetida a um campo elétrico alternado. Embora a perda dielétrica média não seja grande, o calor se concentra particularmente em pontos fracos específicos. Se o calor gerado pela perda dielétrica nesses pontos for maior do que o calor emitido, a temperatura local do isolamento continuará a subir. O aumento da temperatura, por sua vez, promoverá um aumento ainda maior da perda dielétrica, resultando em uma queda acentuada no desempenho eletromecânico do isolamento e, em casos extremos, em rupturas térmicas localizadas. Portanto, em motores de alta tensão, a perda dielétrica não deve exceder o valor especificado.
Boa resistência ao efeito corona
Quando motores de alta tensão estão em operação, o fenômeno corona pode ocorrer tanto no interior quanto na superfície do isolamento, acelerando o envelhecimento e a corrosão do mesmo. Portanto, para geradores de 6,3 kV ou mais e motores de 6 kV ou mais, suas bobinas devem receber tratamento anticorona. A bobina de um motor de 6 kV geralmente não precisa de tratamento anticorona, mas este é recomendado para motores utilizados em ambientes adversos ou com grande capacidade.
Bom desempenho em envelhecimento térmico
A resistência térmica da estrutura de isolamento térmico deve atender ao grau de resistência térmica exigido pelo produto. Sob a ação prolongada da temperatura de trabalho, a vida útil normal do isolamento pode ser garantida.
O isolamento de motores é geralmente dividido em cinco classes de resistência térmica: A, E, B, F e H. Durante a operação, a temperatura do ponto mais quente no isolamento do enrolamento do motor não deve exceder a temperatura máxima especificada na classe de isolamento. Geralmente, é necessário deixar uma margem de 5 a 10 °C. Se a estrutura de isolamento for composta de materiais isolantes de diferentes classes de resistência térmica, sua classe de resistência térmica pode ser simulada e avaliada de forma abrangente por meio de seu modelo estrutural.
Capaz de suportar o efeito do estresse mecânico
O isolamento da bobina deve ser capaz de suportar uma certa quantidade de tensão mecânica sem romper ou sofrer deformações prejudiciais. Durante a operação, devido ao coeficiente de expansão do fio e do isolamento serem diferentes, e com as variações de temperatura, o isolamento fica sujeito a tensão, sendo que quanto maior o tempo de funcionamento do motor, maior o impacto. Além disso, devido à força eletromagnética, a extremidade da bobina também vibra, especialmente quando o motor é afetado por curto-circuito, corrente de partida e frenagem, forças eletromagnéticas que frequentemente causam deformações na bobina. Portanto, o isolamento precisa ter certa elasticidade e resistência mecânica.
Data da publicação: 04/06/2024