Etapas do processo de bobinagem e isolamento

A formação de bobinas de média tensão, de uma forma sucinta, cumpre a sequência ilustrada na Figura 2.13:

Figura 2.13 - Sequência geral da bobinagem de Média Tensão.

O processo de bobinagem analisado em curso de fabrico inicia-se então com o enrola- mento da barra de cobre, segundo o formato de uma elipse, com o eixo menor de compri- mento muito inferior ao eixo maior, como se observa na Figura 2.14.

Figura 2.14 – Navete já formada.

É um processo realizado com o auxílio de uma máquina que realiza o número de voltas necessário para correspondência ao número de espiras, especificado no projeto elétrico do motor. Consoante seja uma ou mais barras em paralelo, as mesmas são colocadas na má- quina paralelamente, e posteriormente realiza-se o enrolamento. No fim do enrolamento, ainda não se denomina de bobina, mas sim de navete. É necessário verificar todas as dimen- sões de comprimento, largura e espessura da navete, pois se estas dimensões não estiverem corretas, a bobina após expandida e isolada, pode estar com muita folga na ranhura ou mesmo não entrar na mesma.

Enrolamento

De seguida, a navete necessita de ser prensada e para tal é colocada uma fita com resina, que, com a temperatura da prensa (cerca de 150ºC), vai permitir que a resina fixe as dife- rentes espiras da navete, conferindo-lhe resistência mecânica, através de forças de pressão na altura e na largura das bobinas. Mas, como são colocadas duas navetes, uma em cima da outra no mesmo espaço da prensa, estas, com a resina poderiam colar-se e, para que tal não aconteça, é colocada, antes do processo de prensagem, uma película à base de silicone, em volta das partes retas das navetes. A prensagem tem a duração de 15 minutos, findos os quais as duas navetes ficam em repouso numa mesa para arrefecimento natural. A Figura 2.15 apresenta uma navete colocada na prensa, em que, ao mesmo tempo que se realiza a prensagem, resistências elétricas aquecem as superfícies de contacto da prensa com a navete para que a fita com resina possa libertar essa mesma resina por entre as espiras.

Figura 2.15 - Navete submetida ao processo de prensagem.

Após a prensagem, a navete para ser expandida, necessita de uma fita de nastro (Figura 2.16) para conferir resistência mecânica no ato da expansão (Figura 2.17). Nesta etapa, é também removida a película de silicone que impede as navetes de se fixarem entre si.

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Figura 2.16 - Fita de nastro, aplicada nos extremos da navete.

Finda esta etapa, a navete é inserida na máquina de expansão (previamente ajustada e pro- gramada segundo o projeto elétrico do motor) para que fique com o formato final para inserção no estator, como ilustra a figura seguinte.

Figura 2.17 - Navete na etapa de expansão, antes de iniciar à esquerda; após a expansão, à direita.

A expansão permite dar o ângulo correto às desenvolventes e distância entre partes retas. As primeiras bobinas a serem expandidas são sempre verificadas com mais cuidado pois, caso seja necessário, a máquina que procede à expansão deve ser afinada. Após a expansão, usa-se então o termo bobina, pois já possui a geometria final. Após essas primeiras bobinas abertas e estando as medidas corretas, no final de cada expansão seguinte são apenas conferidas as di-

mensões entre partes retas, entre testas e das desenvolventes. Com a bobina já expandida (Fi- gura 2.18) é retirada a fita de Nastro, e segue-se a última e mais importante fase: o isolamento das bobinas.

Figura 2.18 - Aspeto das bobinas após expansão.

O isolamento divide-se em três grupos:

• Isolamento das partes retas;

• Isolamento das desenvolventes e testas; • Isolamento das pontas.

Existem então para cada parte da bobine diferentes tipos de isolamento, que vai ser definido consoante o nível de tensão do motor. Há isolamento que existe de base para qualquer motor, independentemente do nível de tensão deste, tais como: a fita de mica e a fita termo retrátil. A Figura 2.19 apresenta os materiais de isolamento mais utilizados no processo de bobinagem de média tensão para cada zona da bobina. Na Figura 2.19 está apresentada uma bobina com os diferentes tipos de fita de isolamento utilizados em cada parte da bobina. É de salientar que, para cada bobina, nas duas partes retas, é apenas utilizada uma fita de última camada exterior: fita condutora ou semicondutora, consoante o nível de tensão do motor. Na imagem apresentada

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necessária a utilização de fita condutora (exemplo na Figura 2.20) para suprimir o efeito de coroa que se pode formar nas desenvolventes da bobine.

Figura 2.19 - Tipos de fita de isolamento, por camada, para uma bobina de média tensão.

Figura 2.20 – Pormenor da sobreposição da fita condutora na parte reta da bobina.

Ao colocar-se a fita de isolamento manualmente, deve existir uma sobreposição da fita em cerca de um terço da largura total da fita. É também necessário produzir tensão na fita em uso,

de modo a que esta fique o mais justa possível. Relativamente ao número de camadas de fita de mica, estas são variáveis consoante o nível de tensão do motor. As pontas da bobine são isoladas também com fita de mica absorvente e fibra de vidro e a segunda e última camada, com fita termo retrátil.

Quanto à parte reta, o isolamento principal é composto pela fita de mica, sendo que o nú- mero de camadas varia consoante o nível de tensão do motor e que é realizado por uma máquina que isola de forma automática as duas partes retas da bobina. As desenvolventes e testas são isoladas manualmente.

Também nesta etapa a tensão da fita é um fator importante sendo esta regulada pelo opera- dor. Se a tensão não for corretamente aplicada, existirão aberturas que não contribuem para o isolamento da bobina, formando-se mesmo cavidades entre as camadas de isolamento, o que possibilita a ocorrência de descargas parciais ou mesmo uma rutura do isolamento nesse local. Se durante o isolamento houver uma falha de tensão da fita, essa parte reta deverá ser isolada desde o início. Após a aplicação do número de camadas exigido, a espessura total deve ser medida de modo a aferir se está dentro dos valores limites estabelecidos no projeto elétrico do motor para posteriormente ser inserida na ranhura do estator de forma adequada e sem que haja dano no isolamento. Após o isolamento da parte reta, são isoladas as testas e desenvolventes da bobina, tendo também como isolamento base a fita de mica e após o número de camadas exi- gido, é colocada uma camada de fita termo retrátil como acabamento.

De seguida, é colocada a segunda camada de isolamento na parte reta, de uma forma manual e esta camada pode ser de dois tipos de fita distintos: fita condutora ou fita semicondutora. A fita semicondutora é utilizada para uniformizar o campo elétrico pela parte reta. Também com a sua aplicação, é dada alguma proteção contra descargas parciais [48]. Finda esta etapa, as bobinas são agrupadas, para serem inseridas posteriormente no bloco de estator, como se ob- serva na Figura 2.21.

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Figura 2.21 - Grupos de bobinas já finalizadas.