L'isolation de la bobine demoteur haute tensionL'impact sur la durée de vie et la rentabilité du moteur est considérable, un problème que chaque concepteur et technicien doit examiner attentivement. La bobine haute tension est en quelque sorte le cœur du moteur, ce qui détermine directement sa durée de vie. La performance du matériau isolant, composant essentiel de la bobine, est cruciale.
La structure d'isolation et le processus de traitement des moteurs haute tension dans différents pays peuvent être résumés approximativement comme suit :
(1) Le ruban mica multi-adhésif est emballé en continu, séché sous vide, puis pressé à chaud (moulé ou hydraulique).
(2) Le ruban mica multi-adhésif est enveloppé en continu, sans séchage sous vide, et directement formé par moulage à chaud.
(3) Le ruban mica moins adhésif est enveloppé en continu, immergé sous vide dans une résine sans solvant, puis formé par pressage à chaud.
(4) Le ruban de mica (ou ruban d'embryon blanc) est enroulé en continu, c'est-à-dire que la ligne est dispersée, puis la résine sans solvant est imprégnée dans son ensemble.
Il existe également des isolants en caoutchouc de silicone, ainsi que des isolants mixtes en caoutchouc de silicone et ruban de mica. La résistance à la chaleur, au froid, à l'humidité et à la corrosion du caoutchouc de silicone est excellente, mais ses performances électriques et sa résistance à la déchirure sont médiocres. Il est donc réservé aux moteurs haute tension fonctionnant dans des environnements spécifiques inférieurs à 6 kV.
Exigences de base pour la haute tensionisolation de la bobine:
Force électrique suffisante
D'une part, il est souhaitable que l'isolation des moteurs soit la plus fine possible, mais d'autre part, elle doit présenter une certaine marge de rigidité diélectrique. En fonctionnement, le moteur est soumis aux surtensions atmosphériques et opérationnelles : courts-circuits soudains, température et tension à long terme, l'isolation vieillit progressivement, les vibrations et les contraintes mécaniques l'endommagent. De plus, les nombreux essais de tenue en tension effectués lors de la fabrication produisent à chaque fois de légères traces de détérioration de la structure isolante, appelées « effet cumulatif ». Tous ces facteurs entraînent une baisse de rigidité diélectrique de l'isolation. Par conséquent, un facteur de sécurité doit être pris en compte lors de la conception de la structure de la bobine.
Faible perte diélectrique
La perte diélectrique se produit lorsqu'une structure isolante est soumise à un champ électrique alternatif. Bien que faible, la perte diélectrique de chaleur moyenne est particulièrement concentrée aux points faibles de la structure. Si la perte diélectrique causée par la chaleur aux points faibles est supérieure à la chaleur émise, la température locale de l'isolant continuera d'augmenter. Cette augmentation de la température favorisera une nouvelle augmentation de la perte diélectrique, entraînant une forte baisse des performances électromécaniques de l'isolant, entraînant un claquage thermique local. Par conséquent, la perte diélectrique des moteurs haute tension ne doit pas dépasser la valeur spécifiée.
Bonne résistance à la couronne
Lors du fonctionnement des moteurs haute tension, un phénomène d'effet corona peut se produire à l'intérieur et à la surface de l'isolant, accélérant ainsi son vieillissement et sa corrosion. Par conséquent, les bobines des générateurs de 6,3 kV et plus et des moteurs de 6 kV et plus doivent être traitées contre l'effet corona. Les bobines des moteurs de 6 kV ne peuvent généralement pas être traitées contre l'effet corona, mais elles doivent l'être pour les moteurs utilisés dans des environnements difficiles ou de grande puissance.
Bonnes performances de vieillissement thermique
La résistance thermique de la structure d'isolation thermique doit être conforme aux exigences du produit. Sous l'effet de la température de fonctionnement à long terme, la durée de vie normale de l'isolant est garantie.
L'isolation des moteurs est généralement classée en cinq classes de résistance thermique : A, E, B, F et H. En fonctionnement, la température du point le plus chaud de l'isolation des enroulements du moteur ne doit pas dépasser la température maximale spécifiée dans la classe d'isolation. En général, une marge de 5 à 10 °C est nécessaire. Si la structure d'isolation est composée de matériaux de différentes classes de résistance thermique, son niveau peut être simulé et évalué de manière exhaustive grâce à son modèle structurel.
Peut résister au rôle du stress mécanique
L'isolation de la bobine doit pouvoir supporter une certaine contrainte mécanique sans se rompre ni provoquer de déformations dangereuses. En fonctionnement, le coefficient de dilatation du fil et celui de l'isolant étant différents, l'isolation est soumise à des tensions dues aux variations de température. Plus le moteur est long, plus l'impact est important. En raison de la force électromagnétique, l'extrémité de la bobine produit également des vibrations, notamment en cas de court-circuit, de démarrage ou de freinage. Cette force provoque souvent des déformations de la bobine. Par conséquent, l'isolation doit présenter une certaine élasticité et une certaine résistance mécanique.