Cuộn dây cách điện củađộng cơ điện áp caocó tác động lớn đến tuổi thọ và hiệu quả kinh tế của động cơ, đây là vấn đề mà mọi nhà thiết kế và kỹ thuật viên đều phải cân nhắc kỹ lưỡng. Cuộn dây điện áp cao có thể được gọi là trái tim của động cơ ở một mức độ nào đó, nó quyết định trực tiếp đến tuổi thọ của động cơ, và hiệu suất của vật liệu cách điện, là thành phần quan trọng của cuộn dây, là rất quan trọng.
Cấu trúc cách điện và quy trình xử lý của động cơ điện áp cao ở một số quốc gia có thể được tóm tắt sơ bộ như sau:
(1) Băng mica đa dính được quấn liên tục, sấy chân không, sau đó ép nóng (đúc khuôn hoặc ép thủy lực).
(2) Băng keo mica đa dính được quấn liên tục, không sấy chân không, định hình trực tiếp bằng phương pháp đúc nóng.
(3) Băng keo mica ít dính được quấn liên tục, ngâm chân không trong nhựa không dung môi, sau đó ép nóng tạo hình.
(4) Băng mica (hoặc băng phôi trắng) được quấn liên tục, tức là dây được rải rác, sau đó nhựa không dung môi được tẩm toàn bộ.
Ngoài ra còn có lớp cách điện bằng cao su silicon, cũng như lớp cách điện hỗn hợp cao su silicon và băng mica. Khả năng chịu nhiệt, chịu lạnh, chống ẩm và chống ăn mòn của cao su silicon rất tốt, nhưng hiệu suất điện và độ bền xé kém, chỉ được sử dụng cho động cơ điện áp cao hoạt động trong môi trường đặc biệt dưới 6 kV.
Yêu cầu cơ bản cho điện áp caocách điện cuộn dây:
Độ bền điện đủ lớn
Một mặt, mong muốn lớp cách điện của động cơ càng mỏng càng tốt, nhưng mặt khác, cần phải có một biên độ nhất định về độ bền điện. Bởi vì động cơ trong quá trình vận hành, sẽ phải chịu tác động của quá áp khí quyển và quá áp vận hành: ngắn mạch đột ngột, nhiệt độ và điện áp của vai trò lâu dài, lớp cách điện sẽ dần dần lão hóa, rung động và ứng suất cơ học cũng sẽ làm hỏng lớp cách điện, ngoài ra, trong quá trình sản xuất để thực hiện một số thử nghiệm điện áp chịu đựng, mỗi lần, sẽ tạo ra một số dấu vết suy giảm tinh tế nhất định của cấu trúc cách điện, tức là cái gọi là hiệu ứng tích lũy. Tất cả những điều này sẽ làm cho độ bền điện của lớp cách điện giảm xuống. Do đó, khi thiết kế cấu trúc cuộn dây, phải có một hệ số an toàn nhất định.
Tổn thất điện môi thấp
Tổn thất điện môi xảy ra khi một cấu trúc cách điện chịu tác động của trường điện xoay chiều. Tổn thất điện môi của nhiệt trung bình, mặc dù không lớn, nhưng ở các điểm yếu riêng lẻ trên nhiệt đặc biệt tập trung, nếu các điểm yếu trên nhiệt gây ra tổn thất điện môi nhiều hơn nhiệt phát ra, nhiệt độ cục bộ của lớp cách điện sẽ tiếp tục tăng, nhiệt độ tăng và thúc đẩy sự gia tăng hơn nữa trong tổn thất điện môi, hiệu suất cơ điện của lớp cách điện sẽ là sự suy giảm mạnh về mức độ nghiêm trọng của các điểm yếu của sự cố nhiệt cục bộ sẽ được gây ra. Do đó, trong động cơ điện áp cao, tổn thất điện môi không được vượt quá giá trị quy định.
Khả năng chống corona tốt
Khi động cơ điện áp cao hoạt động, hiện tượng corona có thể xảy ra cả bên trong và trên bề mặt lớp cách điện, đẩy nhanh quá trình lão hóa và ăn mòn lớp cách điện. Do đó, đối với máy phát điện từ 6,3kV trở lên và động cơ từ 6kV trở lên, cuộn dây của chúng phải có biện pháp chống corona. Cuộn dây của động cơ 6kV không thể xử lý chống corona nói chung, nhưng phải xử lý chống corona đối với động cơ được sử dụng trong môi trường kém hoặc công suất lớn.
Hiệu suất lão hóa nhiệt tốt
Khả năng chịu nhiệt của kết cấu cách nhiệt phải đạt đến cấp độ chịu nhiệt mà sản phẩm yêu cầu. Dưới tác động lâu dài của nhiệt độ làm việc, có thể đảm bảo tuổi thọ sử dụng bình thường của vật liệu cách nhiệt.
Cách điện động cơ thường được chia thành năm cấp độ chịu nhiệt A, E, B, F, H. Trong quá trình vận hành, nhiệt độ của điểm nóng nhất trong lớp cách điện cuộn dây động cơ không được vượt quá nhiệt độ tối đa được chỉ định trong cấp cách điện. Nói chung, cần phải để lại biên độ 5 ~ 10℃. Nếu cấu trúc cách điện được cấu thành từ vật liệu cách điện có các cấp độ chịu nhiệt khác nhau, cấp độ chịu nhiệt của nó có thể được mô phỏng và đánh giá toàn diện thông qua mô hình cấu trúc của nó.
Có thể chịu được vai trò của ứng suất cơ học
Lớp cách điện của cuộn dây phải có khả năng chịu được một lượng ứng suất cơ học nhất định mà không bị đứt hoặc gây biến dạng có hại. Cuộn dây trong quá trình vận hành do hệ số giãn nở của dây và lớp cách điện không giống nhau, nhiệt độ thay đổi, lớp cách điện sẽ phải chịu lực căng, động cơ càng dài thì tác động càng lớn; Do lực điện từ, đầu cuộn dây cũng sẽ tạo ra rung động, đặc biệt là khi động cơ bị ảnh hưởng bởi dòng điện ngắn mạch, khởi động và phanh, lực điện từ thường khiến cuộn dây bị biến dạng; Do đó, lớp cách điện phải có độ đàn hồi và độ bền cơ học nhất định.