• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Витратні матеріали для ремонту обмоток електричних машин

Підготовка статора до перемотки, виготовлення і укладка пазової ізоляції и котушок

Підготовка і розрахунок обмоткових даних

При ремонті обмоток електричних машин в зв’язку з їх пошкодженнями виникає необхідність перемотати їх з точним дотриманням параметрів старої обмотки:

- вид обмотки,

- клас ізоляції, марка і діаметр обмоткового проводу,

- товщина пазової ізоляції,

- число провідників в пазу,

- число паралельних проводив у витку,

- крок по пазам,

- середня довжина витка,

- з’єднання фаз і т. д.

Всі ці дані можна отримати у ремонтних каталогах-довідниках, коли ці дані відсутні, виникає необхідність розрахувати обмоткові дані і скласти схему обмоток.

Розрахунок кількості витків і перерізу провідників обмотки.

Кількість витків обмотки визначається її робочою напругою і е.р.с., яка створюється в одному витку.

1. Визначення магнітного потоку, який проходить через один виток:

Ф = 0,637 B_δS_п, Вб

де 0,637 – коефіцієнт, що враховує непостійність величини індукції вздовж полюсного ділення,

B_δ – індукція в повітряному зазорі (0,7…1,1 Тл),

В_с – індукція в спинці, - не більше 1,1…1,5 Тл,

В_z – індукція в зубцях, - не більше 1,5…1,8 Тл.

S_п = l_ст. πD/2р – площа полюсного ділення (πD/2р – полюсне ділення),

D – діаметр статора.

2. Допустима індукція:

В_ср. = Ф/2S_с

де S_с = 0,95h_с·l_ст., - площа спинки,

h_с – висота спинки,

l_ст. – осьова довжина сталі,

2р – число пар полюсів.

В_z = B_δ·t_z / b_{z min}

t_z = πD/z – зубцове ділення.

3. Величина напруги у витку U_в (В) залежить від величини магнітного потоку Ф (Вб),

що проходить через виток, тобто:

U_в = 4,44Ф·f, В.

де f – частота змінного струму, Гц.

Ф = 0,637·10 ^{– 4}В S_п. ,

В, – індукція в повітряному зазорі, Тл,

S_п – площина полюсного ділення.

4. Визначення числа послідовно включених витків:

w_р = U_ф / U_в.

Число витків береться на 5…10% більше розрахункового, тобто:

w = w_р·(1,05 – 1,1).

5. Вибір перерізу проводу визначається по допустимій густині струму - j:

S = І_ф / j.

Послідовно з’єднані витки, яки лежать в двох пазах створюють котушку-секцію. З’єднання котушок-секцій створює обмотку.

6. Вибір кількості пар полюсів здійснюється в залежності від синхронної частоти обертання.

7. Створення необхідної кількості полюсів р:

- з’єднання провідників у витки котушки (секції):

- з’єднання і розміщення секцій (котушок) таким чином, щоб були витримані відстані (кроки) між сторонами секції і між самими секціями.

Полюсне ділення: τ = z / 2р.

Крок витка yрівний полюсному діленню τ або трохи коротший: у = (0,67 – 1) τ.

Приклад. Для отримання 4^х полюсної обмотки на статорі, який має 48 пазів:

τ = 48 / 4 = 12 пазів.

Трьохфазну обмотку поділяють на 3 однакові частини (фази), кожній з яких належить 1/3 всіх провідників і пазів.

Підготовку статора до перемотки починають з видалення старої обмотки і очищення пазів від старої ізоляції. Якщо стару ізоляцію пазів трудно зняти, то статори малих габаритів після зняття обмотки занурюють в гаряче трансформаторне масло, яке розм’якшує залишки ізоляції.

Статори або ротори крупних машин очищають ганчірками, змоченими розчинником. Статори і ротори невеликих машин промивають 2 – 3% водному розчині їдкого калію при температурі 70…80 °С, потім промивають в гарячій воді і сушать.

Після цього виконується укладка пазової ізоляції (гільзування).

Виготовлення обмотки статора починають з заготовки окремих котушок на шаблоні. Для правильного вибору розміру шаблона необхідно знати основні розміри котушок головним чином розміри їх прямолінійної і лобової частин.

Довжину прямолінійної частини котушки визначити неважко, складнішим являється визначення точної довжини лобової частини, яка залежить не тільки від кроку обмотки, але і від конструкції машини.

Розміри котушок обмотки можуть бути визначені заміром старої обмотки. В ремонтній практиці також визначають розміри котушки шляхом розрахунків, а потім виготовлення по результатам розрахунку одної-двох котушок і уточнення їх розмірив по місцю після укладки в пази сердечника.

При розрахунку визначають середню довжину (см) половини витка (l_пол) по формулі:

l_пол = l_п + l_л ,

де l_п – довжина пакету активної сталі,

l_л – довжина половини лобової частини, включаючи дві прямолінійних ділянки, які являються продовженням пазової частини котушки, і дві зігнутих ділянки.

Для приблизного визначення l_л необхідно попередньо визначити ширину котушки τ_кпо дузі, що проходить через середини пазів, в які котушка укладається:

τ_к = βπ(D_i ± h_п) ,

де β – коефіцієнт укорочення кроку,

D– діаметр розточки,

h_п – висота пазу, знак «+» – для статора, знак «—» – для ротора.

По величині τ_к можна приблизно визначити довжину l_л.

Для двошарової котушкової обмотки:

l_л = К·τ_к + 3,

де коефіцієнт К приймається в залежності від кількості полюсів:

2р 2 4 6 8

К 1,3 1,35 1,45 1,55.

Для одношарової концентричної обмотки результат l_л необхідно помножити на 1,12.

Нерідко при ремонті обмоток двигунів приходиться заміняти в наслідок відсутності проводи необхідних марок і перерізу проводами, які є в наявності. По цим же причинам намотку котушки одним проводом заміняють намоткою двома і більше паралельними проводами, сумарний переріз яких еквівалентний необхідному.

При заміні проводив обмоток електродвигунів попередньо перевіряють коефіцієнт заповнення пазу (К_з.п.) по формулі:

К_з.п. = nd² / (S_п – S_і) ,

де n– загальна кількість проводив в пазу,

d – діаметр ізольованого проводу (по ізоляції), мм,

S_п – площа перерізу паза, мм²,

S_і – сумарна площа перерізу ізоляції (прокладок, пазової коробочки і клину), мм².

Коефіцієнт заповнення пазу має бути в межах 0,7 – 0,75. При коефіцієнті більше 0,75 буде затрудженої укладка проводив обмотки в пази, а менше 0,7 – проводи нещільно розмістяться в пазах і не повністю буде використана потужність електродвигуна.

Котушки всипних обмоток намотують на простих або універсальних шаблонах з ручним (рис.3.4.16) або механічним (рис.3.4.17) приводом.

Для ручної намотки котушок на шаблоні попередньо розводять обидві частини колодок 1 шаблону на відстань, визначену розмірами обмотки, і закріплюють їх у вирізах диска 3, насадженого на вал 2. Один кінець проводу закріплюють на шаблоні і, обертаючи рукоятку 5, намотують необхідну кількість витків котушки.

Кількість витків в котушці показує лічильник 4, встановлений на рамі верстату і пов’язаний з валом 2.

Закінчивши намотку одної котушки, переносять провід в сусідній виріз шаблону і намотують наступну котушку. Котушки бажано намотувати з одного мідного проводу Ø не більше 1,81 мм або алюмінієвого – діаметром не більше 2,26 мм. Використання проводив більших розмірив ускладнює укладку проводив в пази і пошкоджує їх власну ізоляцію.

Рис.3.4.16. Верстат для ручної намотки котушок: 1 – колодки шаблону, 2– вал, 3 – диск, 4 – лічильник витків, 5 – рукоятка.

Рис.3.4.17. Механізована намотка котушкової групи:

а – шарнірний шаблон, б – принципова схема механічного приводу:

1– оправка, 2 – затискна гайка, 3– планка фіксуюча, 4 – шарнірна планка, 5 – пнев- матичний циліндр, 6 – передача, 7 – гальмо, 8 – шаблон, 9 – шарнірний механізм шаблону, 10 – механізм зачеп -лення, 11 – електродвигун, 12 – педаль включення верстату.

Укладка котушок виконується наступним чином. Розподіляють проводи в один шар і укладають сторони котушок, що прилягають до пазу (рис.3.4.19); інші сторони цих котушок лишають не вкладеними в пази до тих пір, поки не будуть вкладені нижні сторони котушок у всі пази, що охоплені кроком обмотки. Наступні котушки укладають одночасно нижніми і верхніми сторонами. Між верхніми і нижніми сторонами котушок в пазах встановлюють ізоляційні прокладки з електрокартону, що згинаються у вигляді скобочки (рис.3.4.18), а між лобовими частинами – з лакоткани -ни або листів картону з наклеєними на них кусками лакотканини.

Рис. 3.4.18. Види пазової ізоляції.

а – закрита пазова коробка з одношаровою обмоткою: 1– обмотковий провід, 2 – коробка пазова, 3 – прокладка під клин, 4 – клин пазовий.

б – відкрита пазова коробка: 1– обмотковий провід, 2 – коробка пазова, 3 – прокладка під клин, 4 – клин пазовий, 5 – прокладка міжшарова.

Рис. 3.4.19. Укладка всипної обмотки.

Ізоляція лобових частин обмотки (рис. 3.4.20) машин, призначених для роботи в нормальних умовах виконують тафтяною стрічкою, з перекриттям на половину ширини стрічки. Кожну котушку групи обмотують, починаючи від торця сердечника, у наступному порядку. Спочатку обмотують стрічкою частину ізоляційної гільзи, що виступає з пазу, а потім частину котушки до кінця вигину, після чого закріпляють стрічку клейким складом. Середини головок групи обмотують загальним шаром кіперної стрічки з перекриттям на половину ширини стрічки. Кінець стрічки закріплюють на головці клейким складом або пришивають до неї.

Рис.3.4.20. Ізоляція обмоток статорів асинхронних електродвигунів:

а – пазова, б – лобових частин обмотки, в – міжфазова. 1 – клин, 2 і 5 – електрокартон, 3 – ескапонова склотканина, 4 – тафтяна стрічка, 6 і 8 – бавовняна чулка, 7 – тафтяна стрічка.

Проводи, що лежать в пазу обмотки повинні надійно утримуватися в ньому. Для цього використовують пазові клини, які виготовляються з сухого буку або берези, також з різних ізоляційних матеріалів відповідної товщини (з листової фібри, текстоліту або гетинаксу).

Виготовлення обмоток при ремонті електричних машин пов’язане з необхідністю використання різних електротехнічних матеріалів великої номенклатури, з різними властивостями і різного призначення, які можна поділити на три основні групи. Одну з цих груп представляють провідникові матеріали, другу – електроізоляційні, а третю – припої.

Провідникові матеріали.

В групу провідникових матеріалів входять обмотувальні проводи, які виготовляють з електролітичної відпаленої червоної міді ММ (мідна м’яка) і МТ (мідна тверда).

Мідні обмотувальні проводи ізолюють лаками, бавовняною пряжею, скловолокном, дельта-азбестом та ін. В ряді проводив використовують сполучення різних видів ізоляційного покриття, наприклад провід ПЭЛБО ізольований (емальований) масляним лаком і покритий одним шаром ниток з бавовняної пряжи.

Для виготовлення обмоток електричних машин загального призначення використо -вують обмотувальні проводи ПЭЛБО, ПЭЛ, емальовані лаком на масляній основі, ПБД, ізольований двома шарами ниток з бавовняної пряжи, ПЭЛЛО, ізольований масляним лаком і одним шаром лавсанових ниток. Для виготовлення обмоток використовують також алюмінієві проводи АПБД, ПЭВА та ін.

Електроізоляційні матеріали.

Всі електроізоляційні матеріали поділяють на сім класів нагрівостійкості:

Y А Е В F Н і С з максимально допустимою температурою нагріву відповідно:

90 105 120 130 155 180 і більше 180° С. Стабільність властивостей ізоляції при тривалому впливі на неї високої температури визначає надійність і термін служби електричної машини.

До групи електроізоляційних матеріалів входять електроізоляційний картон, бавовняна стрічка, скляна стрічка, лакотканина і склотканина.

Електроізоляційний картон ЭВ, ЭВС, ЭВТ при товщині до 0,5 мм випускають в рулонах і листах, а вище 0,5 мм – тільки в листах розміром 900 × 900; 900 × 1000 і 1000 × 1000 мм і використовують для ізоляції обмоток електричних машин в якості пазової ізоляції і прокладок.

Бавовняна стрічка (кіперна, тафтяна, міткалева, батистова) виготовляється з бавовняної пряжи різного плетення (саржеве, полотняне) у вигляді тканих смужок товщиною 0,12 – 0,45 мм і шириною 10 – 60 мм і використовується для захисту обмоток від механічних пошкоджень.

Скляна стрічка ЛЭС виробляється зі кручених скляних ниток і випускається товщиною 0,08 – 0,2 мм і шириною 8 – 50 мм. Скляна стрічка має більшу міцність на розрив, більш високі ізоляційні властивості і використовується для ізоляції обмоток електричних машин і захисту їх від механічних пошкоджень.

Електроізоляційні лакотканини виготовляють з бавовняної, шовкової і капронової тканин, просочених світлим масляним або чорним масляно-бітумним електроізоляційним лаком. Товщина бавовняної лакотканини 0,15 – 0,24 мм, шовкової і капронової – 0,04 – 0,15 мм, ширина 700 – 1000 мм.

Електроізоляційні лакотканини у сполученні зі спеціальним папером або електро -картоном використовують для пазової ізоляції обмоток електричних машин.

Скляна лакотканина ЛСК-7 виготовляється зі безлужної склотканини, просоченої теплостійким кремнійорганічним лаком К-44, і випускають товщиною 0,11 і 0,15 мм. Використовують склотканину в якості стійкої до нагріву і вологостійкої ізоляції обмоток електричних машин.

Електроізоляційні лаки. До групи електроізоляційних матеріалів, що використовуються при виготовленні обмоток електричних машин, надходять також різні лаки.

Лаки являють собою розчини плівкоподібних речовин: смол, бітумів, висихаючих масел (льняного, тунгового та ін.), ефірів целюлози або композицій цих матеріалів в органічних розчинниках. В процесі сушки з лаку випаровуються розчинники, а в лаковій основі відбуваються фізико-хімічні процеси, яки приводять до створення лакової плівки, яка має визначені властивості (вологостійкість, термостійкість, масло-стійкість та ін.).

Лаки, що використовуються при виготовленні обмоток поділяють (по призначенню) на просочувальні, покривні і клеючи.

Найбільш розповсюдженими просочувальними лаками являються масляно-бітумні № 447, 458, 460, МЛ-92 і ПФЛ-86, а покривними – лаки БТ-99, БТ-982, КФ-95 і ГФ-92.

Просочувальні лаки служать для просочування обмоток електричних машин з метою зміцнення обмотки, збільшення її теплопровідності і підвищення вологостійкості.

За допомогою покривних лаків створюють на поверхні обмоток захисні вологостійкі, маслостійкі і термостійкі покриття.

Просочувальний лак № 447 – пічної сушки середньої жирності – представляє собою масляно-бітумний розчин. В якості розчинників і розріджувачів лаку використовують толуол, ксилол, сольвент і бензин. Тривалість висихання лаку при 100° С – 6 годин. Лак № 447 використовують для просочування обмоток електричних машин, які працюють при підвищеному перегріванні та в умовах підвищеної вологи.

Просочувальний лак № 458 – прискореної пічної сушки маложирний – широко використовується для просочування обмоток електричних машин загального призначення.

Відрізняється від лаку № 447 меншим часом сушки, який не перевищує 3 ггодини при 100° С. Різновидом маложирного лаку № 458 являється лак № 458а на скипидарі, який використовується для просочування обмоток з емальованого проводу ПЭЛ. Лак № 458а має добру просочувальну здатність і водостійкістю, але не маслостійкий. Розчинниками лаку являються толуол, ксилол, бензин та їх суміші.

Просочувальний лак № 460 – пічної сушки найбільш жирний з усіх масляно-бітумних просочувальних лаків. Відрізняється високою вологостійкістю. Тривалість сушки 10 год. при 100° С. Його використовують також в якості покривного лаку для обробки лобових частин обмоток електричних машин. Шляхом змішування різних об’ємів готових лаків № 458 і 460 можна отримати лак № 447. Загальним недоліком просочувальних лаків № 447, 458 і 460 являється їх вплив на емалеву плівку проводив обмотки. Тому для просо -чування обмоток, які виконані емальованими проводами, рекомендується використову -вати водоемульсійний лак ПФЛ-86 (рідина білого або світло-жовтого кольору), розчин - ником якого є вода. Лак ПФЛ-86 використовується для просочування обмоток, що виконані проводами з будь якою ізоляцією.

Покривні лаки. Покривний лак БТ-99 – масляно-бітумний – повітряної сушки (при 20° С). Особливість лаку – швидка сушка. Плівка лаку вологостійка, але не маслостійка і менше тверда у порівнянні з плівкою лаку БТ-982, що використовується з тою ж метою.

Покривний лак КФ-95 – масляно-смоляний маслостійкий і водостійкий, прискореної пічної сушки. Тривалість сушки 2 години при 105° С. Розчинниками і розріджувачами лаку являється суміш: сольвент-нафт, уайт-спіріт і бензин. Лак КФ-95 використовують також для просочування обмоток, в том числі тягових і кранових електричних машин.

Клеючи лаки призначені для скріплення між собою та з елементами конструкції різних ізоляційних матеріалів. Лаки № 441 і 462К.

Емалі. В ремонтній практиці часто обмотку машини покривають емаллю для підвищення вологостійкості або маслостійкості обмотки. Для покриття обмоток машин загального призначення використовують різновиди емалей ГФ-92.

Емаль ГФ-92ХС (ст. СВД) – гліфталево-масляна сірого кольору повітряної сушки, на основі масляно-гліфталевого лаку з введенням сикативу. Пігментами емалі являються літопон і піролюзит, а розчинниками і розріджувачами – уайт-спіріт, толуол або бензол.

Сушать емаль при 20° С, після чого створюється гладка блискуча, еластична маслостійка і достатньо теплостійка захисна плівка, яка надійно держиться на гладкій поверхні. Емаль використовують тільки для нерухомих обмоток.

Емаль ГФ-92ГС (ст. СПД) – гліфталево-масляна сірого кольору пічної сушки, на основі масляно-гліфталевого лаку. Пігментами емалі являються літопон і піролюзит, а розчинниками і розріджувачами – суміш уайт-спіріту і бензолу або толуолу. Крім того, вона більш теплостійка, ніж емаль ГФ-92ХС. Плівки емалі після сушки при 105°С становляться маслостійкими і дугостійкими.

Емаль ГФ-92ГС (ст. СПД) використовують для захисного покриття нерухомих і рухомих обмоток електричних машин з метою отримання твердої, механічно міцної електроізоляційної плівки, стійкої до впливу мінеральних масел, і для захисту основної ізоляції від короткочасного впливу електричної дуги та поверхневих розрядів.

Емаль ГФ-92ХК (ст. КВД) – гліфталево-масляна червоного кольору повітряної сушки, виготовлена на основі масляно-гліфталевого лаку, пігментованого залізним суриком. В емаль введений сикатив. Розчинником і розріджувачем емалі являється суміш толуолу і бутилацетату. Плівка емалі – гладка і тверда без зморщок бензостійка, маслостійка і дугостійка. Використовують емаль для покриття лобових частин обмотки і ізоляційних деталей електричних машин. Сушать емаль при кімнатній температурі.

В електроремонтних цехах невеликих підприємств, де ремонтують невелику кількість електричних машин і де нема можливості зберігати лаки різних марок і призначень рекомендується використовувати лаки, які являються універсальними. Наприклад лак МЛ-92, який сохне протягом 30 – 50 хв. при 105°С і створює лакову плівку світло-коричневого кольору. Крім того, він добре цементує обмотку і підвищує її механічну міцність. Електрична міцність лаку при 20° С не менше 60 кВ/мм. Лак МЛ-92 викорис -товують для просочування і покриття обмоток електричних машин, які тривалий час працюють при 105—120° С, або при наявності у навколишньому середовищі парив аміаку (наприклад, в цехах аміачних компресорів, на тваринних фермах та ін.).

Припої. З’єднання провідників обмоток електричних машин здійснюють зварюванням або пайкою припоями. В залежності від температури плавлення припої бувають м’які і тверді.

Припої, які складаються в основному зі сплаву олова і свинцю, мають низьку темпера -туру плавлення і тому називаються м’якими. При ремонті електричних машин використовують м’які припої ПОС-30, ПОС-40 і ПОС-61 (букви означають припій олов’яно-свинцевий, а цифри, після букв, – процент вмісту олова в припої).

Мідно-фосфористі і срібні припої являються твердими. Мідно-фосфористий припій ПМФ7 вміщує понад 92% міді і 8% фосфору; температура його плавлення – 750 – 800°С.

Срібні припої ПСр складаються в основному зі сплаву срібла (25 – 65%) і міді; температура плавлення – 725 – 800° С. З-за високої вартості і дефіцитності припої з великим вмістом олова і срібла використовують рідко.

Інструменти і пристосування. При виконанні обмотувальних робіт крім звичайного інструменту використовується спеціальний інструмент, який полегшує виконання таких робіт як укладання та ущільнення проводив в пазах, обрізання пазової ізоляції, згинання мідних стержнів та ін.

Рис. 3.4.21. Набор інструменту

обмотувальника:

а – фіброва пластинка, б – фібровий язик, в – кутовий ніж, г – виколотка, д – сокирка, е, ж – ключі для згинання роторних стержнів.

Читайте також:

1. VІІІ. Проблеми та перспективи розвитку машинобудування.
2. Аеродинамічні властивості колісної машини
3. Аналогові обчислювальні електронні машини.
4. Апаратура, обладнання та матеріали
5. Апаратура, обладнання та матеріали
6. БАГАТОКОВШОВІ ЕКСКАВАТОРИ. ВИЙМАЛЬНО-ТРАНСПОРТУЮЧІ МАШИНИ. КОМПЛЕКСИ МАШИН БЕЗПЕРЕРВНОЇ ДІЇ
7. Безпека під час обслуговування і ремонту автомобілей.
8. Безпека праці під час експлуатації електронно-обчислювальних машин
9. Біокомпозити та композиційні матеріали на основі відходів переробки деревини
10. Боротьба ОУН—УПА з радянською репресивною машиною
11. Будова й основні елементи машини
12. Будова машин постійного струму

Переглядів: 2498