• 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

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

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: 2371