Processo de VPI em curso de fabrico

O processo de impregnação por VPI analisado é constituído essencialmente por duas etapas de despressurização e de pressurização. O processo pode, de uma forma simples, ser apresen- tado pelo diagrama seguinte da Figura 3.63:

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Figura 3.63 - Diagrama geral do processo de impregnação por VPI.

O estator, após ser submetido aos ensaios de rigidez dielétrica em corrente alternada e de resistência de isolamento e ser aprovado, segue para a etapa seguinte do processo produtivo que é a impregnação por VPI. Este processo de impregnação requer então que a resina esteja em condições de viscosidade aceitáveis pelas recomendações do fabricante para que a sua pe- netração nas ranhuras do bloco do estator seja a melhor possível. Também a temperatura da cuba e da própria resina são variáveis a serem controladas antes e durante a impregnação. A resina deve encontrar-se a uma temperatura de cerca de 26ºC durante o processo de impregna- ção, segundo o fabricante VonRoll.

Na Figura 3.64 está apresentado o diagrama temporal do processo de VPI em que, no eixo vertical, se encontra a escala logarítmica de pressão e no eixo horizontal se encontra o

Saída estator da cuba Despressurização até Patm Impregnação em Pressão (1h30)

2ª Pressurização até 5 bar Impregnação em vácuo (1h30) Despressurização até 15 mbar Impregnação em pressão (1h30)

1ª Pressurização até 5 bar Impregnação em Vácuo (15 mbar) (1h30)

Subida da Resina Despressurização até 15 mbar

período temporal em minutos. Na etapa de criação de vácuo, apenas é realizada a despressuri- zação da cuba até 1mbar de pressão durante 2h. Ao ser atingida essa pressão, a mesma é mantida constante e é realizada subida da resina. A resina sobe com a cuba em vazio pois, deste modo, torna-se mais fácil a sua subida. A duração desta etapa de subida é variável, pois depende da altura de resina necessária para cobrir a bobinagem do(s) estator(es) presente(s) na cuba. Logo que a bobinagem seja coberta, pode ser interrompida a subida da resina e continuar-se o pro- cesso para a fase seguinte. Após a subida da resina, dá-se início à impregnação a vácuo, em que durante 30 minutos, se pretende que todo o ar que esteja nas ranhuras do estator e no seu en- volvente seja retirado.

Figura 3.64 - Diagrama temporal do processo de VPI, realizado em curso de fabrico.

Na Figura 3.65 está apresentado o registador gráfico que recebe os dados de temperatura da estufa de polimerização, da resina, pressão e vácuo na cuba. Todas estas variáveis são mo- nitorizadas em tempo real. A verde, encontra-se a curva respeitante ao vácuo; a curva azul-

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clara, respeitante à pressão; a cor de laranja, a temperatura da resina; e a azul mais escuro, a temperatura da estufa de polimerização.

Figura 3.65 - Registador de variáveis lidas no processo de VPI.

Como se observa na Figura 3.66, existem diversas bolhas de ar a subir até à superfície da resina, devido ao efeito do vácuo, que provoca o preenchimento dos espaços de ar nas ra- nhuras com a resina. A fase de vácuo a pressão constante com a resina ao nível da bobinagem é mantida com valores de pressão compreendidos entre 15 a 20mbar. Findos os 30 minutos de impregnação em vácuo, dá-se início à pressurização até aos 5bar, processo este que tem a du- ração aproximada de 10 minutos.

Figura 3.66 - Estator submetido à fase de vácuo no VPI.

Durante 1h30 o estator é submetido ao regime de pressão constante na cuba, com o objetivo de que a resina penetre nos espaços que ainda faltam preencher das ranhuras, com o auxílio da pressão que está a ser exercida. A temperatura da resina, mais uma vez, é um fator importante em todo o processo para que esta não altere as suas propriedades químicas e mecâ- nicas, como por exemplo a viscosidade. Findo este período de tempo, dá-se início ao 2º ciclo de impregnação que se inicia logo após a despressurização, quando é atingida a pressão atmos-

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que tem a mesma duração do 1º ciclo realizado. De seguida, dá-se uma nova pressurização da cuba, até ao mesmo valor de cerca de 5 bar, pelo período igual ao do 1º ciclo também. Após a impregnação em pressão, a cuba é despressurizada até à pressão atmosférica, para que possa ser aberta e se proceda à extração do estator do seu interior, como se pode observar na Figura 3.67.

Figura 3.67 - Extração de um estator impregnado na horizontal, da cuba.

Todo o processo de VPI é controlado pelos operadores que realizam todas as manobras de comando durante o processo e toda a preparação da resina e verificação das suas condições de utilização. O tempo de subida da resina até à cobertura da bobinagem é também controlado pelos operadores e varia consoante a altura de eixo correspondente ao motor e também se o estator é impregnado na vertical ou na horizontal sendo que, como é de esperar, um estator impregnado na vertical, exige mais tempo de subida da resina até que esta cubra a bobinagem.

Com a saída do estator da cuba, este é colocado num suporte para que seja retirada a resina do exterior do bloco estatórico com diluente. Segue-se a próxima fase, que é a polimeri- zação (ou polimerização) da resina numa estufa elétrica, à temperatura de 150ºC. Segundo o fabricante da resina, para que a polimerização seja corretamente realizada, a temperatura no

fundo da ranhura deve ser de 150ºC, constante, durante 2 horas apenas. Mas, o processo é rea- lizado durante 10h, sem monitorização da temperatura no fundo da ranhura, devido às limita- ções que essa medição possui, em virtude da temperatura no interior da estufa.

Figura 3.68 - Estator com os aros colocados para rotação na estufa elétrica.

Para que o estator possa estar em movimento no interior da estufa de polimerização, é necessário que este esteja instalado numa estrutura que permita esse mesmo movimento e para isso são colocados dois aros em volta do bloco, como se ilustra na Figura 3.68. Após a polime- rização da resina, esta adquire rigidez mecânica, permitindo então que os espaços que pudessem existir nas ranhuras sejam preenchidos, o que confere então ao estator uma rigidez, no âmbito de resistência às vibrações da bobinagem quando o motor estiver em serviço; proteção contra agentes externos, tais como humidade, poeiras, gases que se possam vir a instalar na superfície da bobinagem. A bobinagem, após a polimerização da resina, é ilustrada na Figura 3.69.

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Figura 3.69 - Pormenor do aspeto da bobinagem após a polimerização da resina.

Desta forma, o estator fica pronto a ser ensaiado novamente em termos de rigidez dielé- trica em corrente alternada, índice de polarização, fator de dissipação e descargas parciais.