Техническое обслуживание обмоток электродвигателей. Сушка, пропитка и испытания обмоток. Осмотр статора и его зазора между ротором

Техническое обслуживание обмоток электродвигателей. Сушка, пропитка и испытания обмоток. Осмотр статора и его зазора между ротором

Если вы определили, что в вашем перфораторе вышел из строя статор, а средств на новый у вас нет, или есть желание произвести ремонт детали своими руками, то эта инструкция для вас. Разборка перфоратора Макита настолько простая, что ремонт Makita 2450, 2470 не вызывает особых затруднений. Главное - придерживаться советов, приведенных в данной статье.

Ремонт перфоратора самостоятельно может выполнить каждый пользователь, имеющий навыки слесаря и умеющий обращаться с приборами диагностики.

Начало работы

Любой ремонт начинается с внешнего осмотра неисправной части. А как найти неисправность статора перфоратора Makita 2450? На неисправность статора чаще всего указывают наличие следов подгорелой изоляции и появление запаха гари. Это первый признак короткого замыкания обмоток статора.

Вариант разборного статора

А вот обрыв определить можно только путем прозвонки цепей обмоток.



Подгоревшие катушки статора

Алгоритм разборки и изготовления статора перфоратора Макита 2450,2470

Вот последовательность при изготовлении статора перфоратора Макита 2450:

  1. Извлечение из корпуса статора в сборе.
  2. Удаление старой обмотки, определение направления намотки, диаметра провода.
  3. Намотка новых катушек согласно собранным данным по шаблонам.
  4. Подготовка изоляции на новые катушки.
  5. Изоляция новых катушек.
  6. Установка готовых катушек в пазы сердечника или намотка катушек в самом сердечнике.
  7. Подпайка выводов к концам катушек.
  8. Бронирование обмоток новых катушек.
  9. Пропитка намотанных катушек.
  10. Сборка статора.



Обо всем по порядку

Этап I

Для разборки статора воспользуйтесь деревянным молотком или бруском. Постукивая по торцу корпуса статора, достаньте статор из корпуса. Кстати, чтобы достать статор, надо от корпуса механической части.

Не забывайте отсоединить подводящие провода статора от клемм, выходящих наружу в районе коллектора. Один конец крепится к щеткодержателю, а второй конец к проводу, подводящему питание 220В.

Самое время расколоть его на две половинки.

Этап II

Вариант разборного статора



Обе половинки статора склеены между собой тонким слоем клея. Чтобы отделить одну от другой, надо стукнуть киянкой по сердечнику статора. Если вам достался не разборной статор, то демонтаж провода ведется путем разрезания с одного конца всех витков кусачками. Разрезав, разобрав, вынимаем проволоку и замеряем диаметр проволоки и количество витков. Для замера диаметра проволоки используйте только микрометр. Предварительно проволоку надо обжечь на пламени спички, протереть нагар и, остудив, замерить.

Чаще всего катушки пропитаны изоляционным лаком, не позволяющим разделить провода.

При помощи промышленного фена прогрейте катушки до распадения на отдельные проводки. Прогреть пропитанные провода можно и на газовой печи над горелкой.



Разбирая статор, надо обязательно произвести измерения. Нам надо замерить диаметр провода, количество витков в одной катушке, процент заполнения паза статора, материал, из которого изготовлены провода. Рекомендуется наматывать только медными проводами.



Намотанные на шаблоне катушки перед установкой в статор

Провода классифицируются по сечению. Замерив диаметр провода, пересчитайте его сечение по формуле S =ηr ², где r =½d .

А теперь понятным языком: сечение равно 3,14 умножить на половинку диаметра в квадрате.



Для чего весь этот огород. Если выяснится, что у вас есть провод другого диаметра, то без расчетов не обойтись. Если есть тонкий провод, то намотку можно вести в 2…3 провода, главное, чтобы их суммарное сечение было не меньшее чем у начального.

Если есть провод чуть большего диаметра, то можно наматывать и им, при условии, что заполнение пазов старым приводом было неполное.

Этап III

Вариант намотки неразборного статора

Для намотки катушек статора надо заготовить провод проходящего диаметра, электрокартон или прессшпан, скотч, термоусадочный кембрик нужного диаметра.

Если у вас неразборной статор, то в его пазы надо сделать гильзы из прессшпана, вырезав заготовки по ширине статора.



Заготовки вырезаются из прессшпана шириной, равной ширине статора и длиной, равной длине внутреннего паза. Кстати, к ширине статора надо прибавить по 2 мм с каждой стороны. Вырезав заготовки, их края заделайте широким скотчем. Для статора перфоратора Макита подходит скотч шириной 50 мм.

На полоску скотча наклейте заготовку одной стороной, разрежьте. На вторую полоску скотча наклейте заготовки той же стороной, но другим краем. Ваша задача, закрыть края заготовок от порывов при намотке.

Изготовление полосок приспособления

Для облегчения процесс намотки вручную, изготовьте простые приспособления, представляющие собой полоски из мягкого металла толщиной до 0,8 мм. Это может быть оцинкованная сталь, медь, алюминий. Полоски представляют собой z -образные пластинки шириной 10 мм и длиной 70 мм.



На меньший крюк приспособы наденьте термоусадочную трубку и нагрейте над пламенем, обожмите кончик пластинки.

Полученные пластинки закрепите при помощи скотча на корпусе статора.



Процесс намотки

Проволока подготовлена, пластины приспособление закреплены, данные о количестве витков под рукой. Вперед!

Кладем на коленку статор, заводим конец провода, надеваем на него термоусадочный кембрик красного цвета (он обозначает начало обмотки), закрепляем кембрик на наружной стороне статора и начинаем мотать. Кстати, цвет кембрика может быть любой, надо только выбрать разный цвет для начала и конца обмотки.



Процесс намотки представляет собой подачу большим пальцем провода в паз, заведение провода за крючок пластины приспособления, вытаскивание провода и заведение за крючок пластины с другой стороны.Самое главное - следите за количеством намотанных витков. Вес процесс намотки повторяется и для второй катушки.

Это все отлично видно на предлагаемом видео.

Видео: Ремонт электроинструмента. Перемотка статора (катушек возбуждения) часть1.

Все! Статор намотан. Надо тщательно увязать обмотки, выполнить бронирование.

Этап IV

Процесс бронирования обмоток статора

Бронированием называет обвязка катушек статора, предохраняющая их от разрушения в процессе работы. При высоких оборотах на все части воздействуют различные вибрации, что приводит к разрушению целостности обмоток, их трению друг о друга и нарушению изоляции.



Пришла пора заняться пропиткой.

Этап V

Процесс пропитки обмоток статора

Главная задача пропитки катушек статора - получить монолитную конструкцию, не разрушающуюся со временем от вибрации. Перед началом пропитки внутрь статора вставляться деревянные распорки, прижимающие катушки. Работы следует производить осторожно и аккуратно.

В идеальных условиях для пропитки нужен трансформатор. Пропитку катушек рекомендуется проводить под напряжением, чтобы провода вибрировали и прогревались. Это дает возможность пропитке затечь во все щели. Напряжение на обмотке подается небольшое, до момента появления вибрации. Ее легко можно обнаружить, прислонив отвертку к внутренней поверхности ротора.



В идеале использовать специальный лак и наносить его в несколько слоев. Можно использовать и обыкновенную краску для внутренней покраски в помещениях марки ПФ-115. Отлив 50 г краски в отдельную посуду, разведите ее сольвентом до консистенции водички.



Используя шприц, набирайте краску и вводите маленькими порциями на катушку статора до полного проникновения в середину катушки. Статор при этом должен быть теплый и подсоединен к источнику переменного тока. В качестве источника лучше использовать трансформатор, первичная обмотка которого запитывается через ЛАТР.



Не забывайте контролировать температуру статора. На ощупь рука с трудом выдерживает температуру корпуса. При более высокой температуре уменьшите напряжение подачи на трансформатор при помощи ЛАТРа.



Консистенция краски зависит от диаметра проводов. Чем толще провод, тем гуще краска. Пропитку ведите до появления краски внизу. Перевернув статор, продолжайте пропитку. Статор оставьте под направлением до полного высыхания.

Подготовку статора к перемотке начинают с удаления и очищения пазов от старой обмотки (вручную стальными щетками, вращаемыми электродрелями и т.д.), а также от поврежденной изоляции. При затрудненном снятии старой изоляции пазов статоры малых габаритов после снятия обмотки погружают в горячее трансформаторное масло, размягчающее остатки изоляции.
Затем статоры или роторы, крупных машин очищают ветошью, смоченной растворителем (например, бензином). Статоры, роторы и детали небольших машин промывают в 2 - 3%-ном растворе каустика температурой 70 - 80 °С (раствор перемешивают сжатым воздухом), затем промывают в горячей воде и сушат.
В очищенном от грязи статоре тщательно проверяют состояние стальных пакетов, зачищают пазы от заусенцев, подтягивают шпильки, стягивающие сердечник, и мегомметром измеряют сопротивление изоляции. Пазы и торцовые части сердечника и нажимных шайб окрашивают лаком. Нажимные шайбы и пазы изолируют.
Для облегчения последующего ремонта машины в процессе снятия старой обмотки составляют сопроводительную записку, содержащую следующие данные:
назначение, тип и заводской номер машины, наименование завода-изготовителя;

Количество и схему соединения фаз, мощность, напряжение и ток, частоту вращения, число пар полюсов;
внутренний и наружный диаметры статорного сердечника, включая вентиляционные каналы, количество и ширину каналов, количество и размеры пазов;
сечение медной обмотки, марку провода, количество проводов в пазу и параллельных проводов, шаг секции (катушек) по пазам, сопротивление секции (катушки) и фазы;
схему соединения обмоток;
размеры секции (катушек); среднюю длину витков и секции (катушек);
изоляцию секции (катушки), прямой части, сгибов, выводов, наклонной части, головки; используемый изоляционный материал и его размеры;
изоляцию паза, размер и количество прокладок;
размер клиньев;
изоляцию нажимной шайбы, обмоткодержателя и т.д.
В настоящее время в ремонт в основном поступают электродвигатели единой серии А и АО общепромышленного назначения со всыпными обмотками (состоящими из мягких катушек, намотанных круглым проводом). Ремонт последних состоит из следующих основных операций: заготовки изоляционных деталей, намотки катушек, укладки и пропитки обмоток.
Заготовка изоляционных деталей. К началу ремонта электродвигателя заготавливают все изоляционные детали в полном комплекте.
Материалы, из которых изготовляют изоляционные детали, подготавливают следующим образом. Электрокартон, поступающий обычно в больших тяжеловесных рулонах, перематывают в рулоны меньших размеров массой до 10 - 15 кг и просушивают в вертикальном положении в сушильной печи при температуре 90 - 95 °С в течение 1 - 2 ч. Горячий электрокартон пропитывают в льняном масле или натуральной олифе и вновь сушат в печи при той же температуре в течение 3 - 4 ч. Допускается также сушка пропитанного электрокартона на воздухе. В этом случае время сушки в зависимости от окружающей температуры увеличивают до 24 - 36 ч. При сушке как в печи, так и на воздухе рулон электрокартона должен быть распущен, чтобы между отдельными слоями был зазор.
Затем определяют вариант раскроя материала с минимальными отходами. Заготовки для пазовых коробок и других деталей нарезают на рычажных ножницах с ограничительными и прижимными планками таким образом, чтобы направление волокон уложенной в паз коробки совпадало с продольной осью электродвигателя. Лакоткань разрезают под углом 45 а стеклоткань - под углом 15 ° к оси полотна.
Пазовые коробки могут быть закрытыми либо открытыми. При открытом исполнении, когда пазовая коробка не перекрывает катушку под пазовым клином, ширина заготовки одинакова для всех слоев изоляции и определяется периметром паза. При закрытом исполнении, когда коробка перекрывает катушку под пазовым клином, ширина внутреннего слоя на 20 - 30 мм и более должна превышать другие слои. При этом в процессе укладки обмотки края коробок выступают из пазов и предохраняют изоляцию проводов от повреждения, что особенно важно при применении проводов марок ПЭЛБО, ПЭЛШО со сравнительно хрупкой эмалевой изоляцией.
Кроме пазовых коробок, к началу ремонта подготавливают: прокладки для укладки в середине паза между сторонами катушек, междуфазные прокладки, линоксиновые трубки для изоляции соединений проводов внутримашинных соединений и выводных концов, а также пазовые клинья. Длину междуфазных прокладок определяют вылетом лобовых частей, а ширину - шагом обмотки. Пазовые клинья изготовляют из пропитанной и просушенной древесины твердых пород (бука, березы) или из текстолита.
Намотка катушек. Как указывалось, всыпные обмотки изготовляют из проводов круглого сечения. Сортамент медной проволоки для изготовления обмоточных проводов достигает 80 размеров. В настоящее время изготовляют провода с волокнистой, эмалевой и комбинированной эмалево-волокнистой изоляцией.
Различные виды или марки обмоточных проводов имеют условные буквенные и цифровые обозначения. Сортамент обмоточных проводов приводится обычно в заводских инструкциях или справочниках по ремонту обмоток электрических машин.
Для обмоток электродвигателей единой серии А и АО количество проводов ограничено 34 размерами, а марок - двумя. Большинство обмоток выполнено проводом диаметром 1,25 - 1,62 мм. Во многих случаях провод одного и того же размера применяют для обмоток различных электродвигателей путем изменения числа параллельных ветвей в фазе.
Для электродвигателей 3 - 5-го габаритов всех типов и электродвигателей 6 - 9-го габаритов типов А, АО, АП, АОТ и АК применяют провод марки ПЭЛБО, а типов АО, АОС, АОП - марки ПС Д.
Катушки всыпной обмотки желательно мотать из одного провода. Это обеспечивает их компактность и правильную форму. Катушки, намотанные из двух и более параллельных проводов, сложней укладывать в паз: повышается вероятность перекрещивания проводов в пазу (крестов), являющаяся одной из причин обмоточного брака из-за повреждения изоляции проводов при уплотнении катушки в пазу. Максимальное количество параллельных проводов в катушке - три. Катушки, состоящие из четырех параллельных проводов, являются исключением.
Вместе с тем укладка в пазы провода диаметром 2,5 мм и более также затруднена из-за его жесткости и влечет за собой повреждение изоляции провода и разрыв вылетов пазовых коробок. Поэтому проводники катушек, диаметр которых превышает 2,5 мм, разбивают на два одинаковых параллельных, но более тонких провода. Диаметр заменяющего провода должен быть в 1,41 раза меньше диаметра заменяемого провода. Например, для замены провода диаметром 1,62 мм следует взять два параллельных проводника диаметром 1,62: 1,41 = 1,5 мм. Размер проверяют по установленным нормам и используют провод ближайшего стандартного диаметра (1,16 мм). При отсутствии нужного провода катушку мотают проводом другого размера и марки изоляции или двумя более тонкими, но различными между собой по диаметру проводами.
Катушки для всыпных обмоток наматывают на станках со специальными шаблонами, имеющими несколько ячеек, позволяющих производить намотку нескольких катушек одним непрерывным проводом, что упрощает процесс монтажа внутримашинных соединений. Число ячеек выбирают равным или кратным числу катушек в группе. Для электродвигателей малой мощности число ячеек должно быть равным числу катушек в фазе. Размеры катушек при перемотке определяют по заводскому исполнению. Следует учитывать, что у электродвигателей малой мощности катушки мягкие и податливые, поэтому важным является не форма катушки, а точное измерение длины витка.
Необходимую форму катушке придают в процессе ее укладки в пазы статора. На рис. 1 изображен станок с ручным приводом для намотки мягких катушек. Изменение размеров наматываемых катушек достигается передвижением колодок шаблона по коромыслу. В связи с тем что число витков в катушках обмоток электродвигателей единой серии сравнительно невелико, а лишние или недостающие могут явиться причиной брака, точность их отсчета имеет большое значение. Поэтому станок снабжен счетчиком оборотов.
В электродвигателях единой серии малой мощности применяют концентрические однослойные обмотки. Для намотки катушечной группы таких обмоток служит ступенчатый шаблон, число ступеней которого равно количеству катушек в группе.
Укладка обмоток - одна из наиболее ответственных операций технологического процесса ремонта. Перед укладкой обмотчик должен подробно ознакомиться с обмоточно-расчетной запиской ремонтируемого электродвигателя.

Рис. 1. Станок с ручным приводом для намотки катушек: 1 - колодка шаблона; 2 - ползун; 3 - коромысло; 4 - планки;
5 - шпилька; 6 - гайка; 7 - счетчик оборотов; 8 - ручка
Активная сталь статора должна быть исправной, так как производить какие-либо механические работы после укладки обмотки недопустимо: это может привести к повреждению ее изоляции обмоток. Статор должен быть полностью подготовлен к укладке обмотки, пазы прочищены, продуты и проверены их размеры. Все изоляционные детали и катушки обмотки также должны быть подготовлены.
Каждый обмотчик помимо обычного измерительного и монтерского инструмента (плоскогубцы, круглогубцы, кусачки, стальной и деревянный молотки, мерные линейки и др.) должен иметь специальный набор инструментов.
Рабочим местом обмотчика является поворотный стол, дающий возможность поворачивать статор.
Обычный способ укладки двухслойной обмотки (с подъемом шага) заключается в том, что шаговые катушки (в количестве, равном шагу обмотки) укладывают нижней стороной на дно паза, оставляя верхнюю сторону неуложенной. Затем укладывают верхние и нижние стороны остальных катушек. Верхние стороны шаговых катушек укладывают последними. Ввиду того что они находятся в расточке статора, усложняется процесс укладки обмотки, особенно при малых диаметрах расточки. Поэтому в электродвигателях с малыми диаметрами расточки обе стороны шаговых катушек укладывают на дно паза. Остальные катушки, кроме катушек последнего шага, укладывают как в двухслойной обмотке (одна сторона катушки - на дно паза, вторая - вверху паза). Катушки последнего шага укладывают обеими сторонами вверху паза.
Способ обмотки выбирают в каждом отдельном случае. Однако при первом способе обмотка получается более правильной и имеет аккуратный вид.
Технологический процесс укладки обмотки должен начинаться с проверки симметричности расположения пазовых коробок. В том случае, если пазовые коробки не перекрывают собой обмотку, для предохранения их от повреждения при закладке проводов катушки в шлицы вставляют временные направляющие вкладыши.
Катушку, подлежащую укладке, располагают над пазом, находящимся в самом низу расточки, и, пользуясь специальной пластинкой, проталкивают все проводники катушки. Во избежание перекрещивания проводников в пазу укладку их производят в том же порядке, в котором они наматывались на шаблон. При этом внимательно следят, чтобы все проводники располагались параллельно друг другу. Затем, каждый раз поворачивая корпус статора на одно пазовое деление, укладывают на дно паза все остальные катушки первой катушечной группы. После этого в пазы закладывают междуслойные прокладки, а начало и конец катушечной группы надежно прикрепляют лентой, шпагатом или «чулком» по наружному контуру головок лобовых частей крайних катушек. Выводные концы располагают параллельно проводам катушки. Таким же способом укладывают нижнюю сторону катушек следующей катушечной группы, осуществляя до тех пор, пока не будут заполнены стороны всех катушек, входящих в шаг.
После этого в пазы укладывают как нижние, так и верхние стороны всех катушек, причем после укладки нижних сторон в пазы закладывают междуслойные прокладки, закрепляют начала и концы групп, а затем верхние стороны катушечных групп. В том случае, если при укладке допущен перекос междуслойных прокладок, они не только не изолируют стороны катушек, уложенных в один паз (катушки могут принадлежать разным фазам), но и могут явиться причиной брака при уплотнении обмотки.
Закладка верхних сторон катушек - более ответственная и трудоемкая операция, чем закладка нижних сторон, так как часть паза уже заполнена проводами нижней катушки и междуслойной прокладкой. Перед закладкой проводов верхних катушек производится уплотнение проводов в пазу. Для этого в паз вставляют уплотнитель и продвигают его по междуслойной прокладке, одновременно ударяя по нему молотком для осадки обмотки. Перед укладкой провода верхних катушек тщательно выравнивают и через шлиц закладывают в паз. В некоторых случаях после укладки части проводов верхней катушки приходится повторно уплотнять паз.
После укладки всех витков из паза удаляют направляющие вкладыши, вновь уплотняют провода в пазу, закладывают под- клиновые прокладки и заклинивают паз. Толщину пазового клина выбирают таким образом, чтобы обеспечить достаточно плотное, но не чрезмерное закрепление проводов в пазу.
В том случае, если конструктивным исполнением предусмотрено перекрытие краев пазовой коробки, легкими ударами молотка через уплотнитель обивают края коробки по всей длине паза, натирают клин парафином, срезают его конец на конус на длине 3 - 5 мм и заводят его в паз с торца пакета стали. Затем, не вынимая уплотнитель из паза, легкими ударами молотка забивают клин, продвигая уплотнитель впереди клина и прижимая им края коробки. В тех случаях, когда пазовые коробки выполнены без загиба, клин вставляют внутрь пазовой коробки. Процесс забивки клина не отличается от описанного ранее, но осуществляется с особой осторожностью, не допуская заедания пазовой коробки забиваемым клином.
После укладки верхних сторон катушек и заклинивания пазов в лобовых частях между катушечными группами устанавливают прокладки под первые катушки каждой группы. Эти прокладки называют междуфазными. Они являются изоляцией между соседними катушками, принадлежащими к разным фазам. Форма междуфазных прокладок должна повторять форму лобовых частей обмотки с припуском в 5- 7 мм по всему контуру для разделения нижних и верхних сторон катушечных групп. Перед укладкой последних катушек не заложенные ранее в пазы верхние стороны катушек первого шага отгибают к центру расточки для того, чтобы создать возможность укладки нижних сторон.
Ручная намотка катушек на шаблоне требует больших затрат труда и времени. Чтобы ускорить процесс намотки, а также уменьшить количество паек и соединений, применяют механизированную намотку катушек со специальными шаблонами, позволяющими последовательно наматывать все катушки одной катушечной группы или фазы.
Готовую катушечную группу укладывают в пазы (рис. 2). Окончив укладку катушек в пазы статора и расклиновку обмотки, собирают схему. Затем проверяют правильность соединений, а также отсутствие замыканий между фазами и «на корпус» путем подачи напряжения 1 - 1,5 кВ аппаратами СМ-1 или СМ-2. Последний имеет меньшую массу, габариты и диаметр электронно-лучевой трубки, поэтому его применяют как переносной прибор.
После проверки правильности сборки и отсутствия дефектов в обмотке провода обмотки соединяют пайкой или сваркой, присоединяя к началам и концам фаз выводные провода ПРГ. Для двигателей мощностью до 25 кВт провода обмотки обычно соединяют электродуговой сваркой клещами, подключенными к сварочному трансформатору 380-127/36- 1-2 В, а свыше 25 кВт - пайкой твердыми припоями МФ либо оловянисто-свинцовыми припоями ПОС-40 или ПОС-50. В качестве флюса применяют канифоль.


Рис. 2. Укладка в пазы катушек всыпной обмотки
Ремонт роторов с короткозамкнутой обмоткой. Короткозамкнутый ротор ремонтировать легче, чем обмотку статора, так как схема его обмотки очень проста. После удаления старой обмотки в пазы ротора забивают новые роторные стержни из красной меди, заготовленные по размерам старых. Замыкающие кольца изготовляют из материала, имеющего большее сопротивление, чем стержни (например, из бронзы). Стержни с замыкающими кольцами соединяют пайкой твердыми припоями или сваркой. После этого ротор протачивают и балансируют. Короткозамкнутые обмотки роторов часто изготовляют из алюминия отливкой. При этом наиболее частыми повреждениями алюминиевых роторов являются разрывы и трещины короткозамыкающих колец, а иногда и обрывы стержней. Неглубокие трещины запаивают припоем марки А, а перезаливают роторы расплавленным алюминием. При перезаливке алюминий сначала выплавляют в печи при температуре 700 - 750 °С, а потом заливают ротор статическим, центробежным или вибрационным способом под давлением.

Перед ремонтом внимательно осматривают обмотки, обращая особое внимание на места выхода обмотки из пазов статора. Замасленные места обмоток протирают обтирочным материалом, смоченным в бензине. Места обмотки с незначительными повреждениями изоляции (отслоение, механическое повреждение, оголение прово­дов и др.) покрывают изоляционным лаком или эмалью воздушной сушки, нанося лак щеткой или пульвериза­тором.

Оборванные, ослабленные или потерявшие механиче­скую прочность бандажи осторожно снимают и бандажируют лобовые части обмоток, используя тафтяную лен­ту при изоляции обмотки класса нагревостойкости А и стеклоленту при изоляции классов Е, В и F. Бандаж укладывают по окружности лобовых частей обмотки че­рез один или два паза с помощью специального шила (рис 4) с натяжением. Затем пропитывают бандажи одним из лаков или эмалей воздушной сушки.

Места выводных проводов обмотки статора электро­двигателя с механическими повреждениями изоляции по­крывают несколькими слоями изоляционной ленты. Выводные провода заменяют новыми, если их изоляция по всей длине имеет трещины, отслоения или меха­нические повреждения, распространяющиеся на медную жилу. При замене снимают бандаж с лобовой части об­мотки и рассоединяют поврежденный провод с выводами катушечной группы обмотки статора.

Рис. 4. Инструмент, применяемый при ремонте обмоток статоров электродвигателей:

в-шило для бандажирования лобовых частей обмоток; б-нож; в-- оправка для выбивания пазовых клиньев; г - приспособление для забивания пазовых клиньев.

Рис. 5. Соединение выводных проводов с проводами катушеч­ных групп:

а - скрутка медных проводов; б- скрут­ка медного 1 провода с алюминиевым 2;

в-сварка медного 2 и алюминиевого 1 проводов; г - изолирование места со­единения линоксиновой трубкой.

Если обмотка электродвигателя намотана медным проводом, то на длине 35-40 мм ножом (рис 4, б) за­чищают концы проводов катушечных групп и выводного провода. Зачищенные концы скручивают скруткой, как это показано на рисунке 5а, причем длина скрутки не должна быть меньше 20-25 мм. Место скрутки проводов пропаивают припоем ПОС-30 или ПОС-40 или свари­вают угольным электродом. При сварке один зажим трансформатора присоединяют.. к скрутке, а второй- к угольному электроду (рис5,в). Напряжение на дуге должно быть 16-18В.

Если обмотка электродвигателя выполнена алюми­ниевым проводом, то концы проводов катушечных групп зачищают на длине 70-80 мм, а конец медного вывод­ного провода - на длине 50 мм. Зачищенные концы со­единяют скруткой таким образом, чтобы все жилы мед­ного провода находились внутри четырех-пяти витков алюминиевого провода и конец медного провода высту­пал над алюминиевым на 3-4 мм (рис 5б). Кисточкой наносят на торцевую поверхность скрутки флюс (кани­фоль-25%, спирт этиловый-75%) и оплавляют угольным электродом до получения качественного соеди­нения проводов. Оплавление начинают с торцевой по­верхности медного провода. После сваривания со скрут­ки удаляют остатки флюса.

Место соединения проводов изолируют, надев на скрутку линоксиновую трубку (рис5, г) или намотав несколько слоев изоляционной ленты. Затем бандажируют лобовые части обмотки, разместив витки бандажа через один или два паза по окружности лобовой части обмотки, и пропитывают лаком воздушной суш­ки.

Ослабленные пазовые клинья выбивают молотком с помощью оправки (рис. 4 в) и заменяют новыми из твердых пород дерева (сухой бук, береза и др.). Для за­бивания клиньев удобно пользоваться специальным при­способлением, состоящим из направляющей и наставки.(рис4,г).

При удалении и установке пазовых клиньев соблюда­ют осторожность, чтобы не повредить пазовую изоляцию и изоляцию лобовых частей обмотки.

Клинья, изготовленные в хозяйстве,на предприя­тии или полученные с завода-изготовителя, нужно обяза­тельно пропитать и высушить.

Пропитывают клинья в течение 3-4 ч в трансформа­торном или в льняном масле, нагретом до температуры 100-120° С, затем вынимают из масла и дают ему стечь в течение 20-30 мин. Сушат клинья в вертикальном по­ложении 5-6 ч при температуре 100-110° С.

После забивания концы пазовых клиньев, выступаю­щие за торцы статора, обрезают, оставляя с каждой сто­роны по 5-7 мм.

Для определения увлажнения изоляции обмоток ста­тора и фазного ротора измеряют сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками.


Рис. 6. Измерение сопротивления изоляции обмоток электродвига­телей.

Рис 7 Шкаф для сушки обмоток электрических машин

Если сопротивление изоляции менее 1 МОм при тем­пературе 15°С, обмотки электродвигателей подлежат сушке. Сушить обмотки электродвигателей рекомендует­ся в условиях участка технического обслуживания элек­трооборудования мастерской хозяйства или предприятия.

Применяется несколько способов сушки. Наиболее целесообразно в условиях участка сушить обмотки в су­шильном шкафу при температуре 80-90° С в течение 7- 10 ч. Для сушки обмоток электродвигателей можно ис­пользовать шкаф ОП-4443 (рис.7). Крышка шкафа в открытом положении служит площадкой для установки электродвигателей при съеме с кран-балки или другого подъемного средства, а роль­гангна крышке и внутри шкафа-для подачи двигате­лей в камеру шкафа.

Рис. 8. Схема токовой

сушки изоляции обмоток электрических машин (а):

1- обмотка; 2 - потенциал-ре­гулятор

Схема сушки изоляции обмоток электрических машин потерями в стали (б):

1 - статор машины; 2 - намагничивающая обмотка.

Изоляция обмоток считается высушенной, если ее со­противление при установившейся температуре не изме­няется в течение 2-3 ч.

При сушке обмоток на месте установки электродви­гателей обычно пользуются одним из трех способов на­грева: внешним нагревом (терморадиационный способ), нагревом током, пропускаемым через обмотки электро­двигателя или индукционным нагревом.

Для сушки обмоток внешним нагревом в большинстве случаев применяют лампы инфракрасного излучения типа ЗС мощностью 250, 500, 1000 Вт, обычные осветительные лампы мощностью 100-250 Вт или труб­чатые электронагреватели типа ТЭН. Лампы и трубчатые электронагреватели размещают в расточке статора так, чтобы обмотка нагревалась равномерно.Вовремя сушки контролируют температуру нагрева и со­противление изоляции обмоток. Температуру нагрева контролируют термометром со шкалой 0-150° С, а со­противление изоляции - мегомметром на 500 В. В нача­ле сушки температуру измеряют через 15-30 мин, а после установления температуры-через каждый час. Тем­пература обмотки в наиболее нагретом месте не должна превышать 90° С, а время нагрева обмоток до температуры 70-90° С должно быть не менее 2-2,5 ч. Для элек­тродвигателей серии СХ допустимая температура обмоток при сушке составляет 110°С. Чтобы избежать рассеивания тепла, статор и ротор при сушке следует оградить листами из негорючегоматериала.

При сушке токовым нагревом заземляют корпус электродвигателя, обмотки статора соединяет последовательно или параллельно (рис. 8, а) и подключают к вторичной обмотке понижающего трансфор­матора.

В качестве понижающего трансформатора для суш­ки обмоток электродвигателей мощностью до 10 кВт мо­жно использовать осветительные трансформаторы ТБС-2 или ОСО-0,25, а для электродвигателей большей мощно­сти - сварочные трансформаторы. Перед началом суш­ки с помощью реостата или регулятора устанавливают силу тока в обмотках электродвигателя, равную 60-80% его номинального значения. При сушке контролируют температуру нагрева обмоток и сопротивление изо­ляции.

Чтобы избежать пробоя изоляции, сушить токовым методом можно только обмотки электродвигателей, со­противление изоляции которых не менее 0,1 МОм. Осо­бенно опасно сушить постоянным током обмотки с низким сопротивлением изоляции, так как при сушке может воз­никнуть электролитическое действие тока.

Для сушки обмоток индукционным нагревом на стани­ну статора наматывают намагничивающую обмотку (рис.8,б). Обмотки электродвигателя нагреваются за счет тепловых потерь, возникающих вследствие нагрева магнитопровода.

Страница 12 из 14

Основные сведения об обмотках.

В настоящем разделе сведения об обмотках и способах их ремонта приведены только в таком объеме, в каком должен о них знать электрослесарь, чтобы квалифицированно выполнять электрослесарные операции ремонта электрических машин.
Обмотка электрической машины образуется из витков, катушек и катушечных групп.
Витком называют два последовательно соединенных между собой проводника, расположенные под соседними разноименными полюсами. Необходимое (общее) число витков обмотки определяется номинальным напряжением машины, а площадь сечения проводников - током машины, биток может состоять из нескольких параллельных проводников.
Катушка - несколько витков, уложенных соответствующими сторонами в два паза и соединенных между собой последовательно. Части катушки, лежащие в пазах сердечника, называют пазовыми или активными, а расположенные вне пазов - лобовыми.
Шагом катушки называют число пазовых делений, заключенных между центрами пазов, в которые укладываются стороны витка или катушки. Шаг катушки может быть диаметральным или укороченным. Диаметральным называют шаг катушки, равный полюсному делению, а укороченным - несколько меньший диаметрального.
Катушечная группа представляет собой несколько последовательно соединенных катушек одной фазы, стороны которых лежат под двумя соседними полюсами.
Обмотка - это несколько катушечных групп, уложенных в пазы и соединенных по определенной схеме.
Показателем, характеризующим обмотку электрической машины переменного тока, служит число пазов q на полюс и фазу, указывающие, сколько катушечных сторон каждой фазы приходится. на один полюс обмотки. Поскольку, катушечные
стороны одной фазы, лежащие под двумя соседними полюсами обмотки, образуют катушечную группу, то число q показывает количество катушек, из которых состоят катушечные группы данной обмотки.
Обмотки электрических машин подразделяются на петлевые, волновые и комбинированные. По способу заполнения пазов обмотки электрических машин могут быть однослойными и двухслойными. При однослойной обмотке сторона катушки занимает весь паз по его высоте, а при двухслойной - только половину паза; другую его половину заполняет соответствующая сторона другой катушки.
Способы укладки обмоток в пазы зависят от формы последних. Пазы статоров, роторов и якорей электрических машин могут быть следующих видов: закрытые - в которые провода катушки вводят с торца сердечника; полузакрытые - в которые провода катушки вкладывают («всыпают») по одному через узкую прорезь пазовполуоткрытые - в которые вкладывают -жесткие катушки, разделенные в каждом слое на две; открытые - в которые вкладывают жесткие катушки.
В машинах старых конструкций обмотки удерживаются в пазах - клиньями из дерева, а в современных машинах - клиньями из разных твердых изоляционных материалов или бандажами. Различные формы пазов электрических машин были показаны на рис. 98.
Обмотки электрических машин выполняют в соответствии с чертежом, на котором их схемы показаны условно и представляют собой, графическое изображение развертки окружности статора, ротора или якоря. Такие схемы называют развернутыми. Эти схемы можно применять для изображения обмоток электрических машин всех видов как постоянного, так и переменного тока, однако в ремонтной практике для изображения схем двухслойных обмоток статоров электрических машин переменного тока в последнее время используют преимущественно торцевые схемы, отличающиеся простотой исполнения и большей наглядностью. Торцевая схема двухслойной обмотки статора четырех полюсной машины показана на рис. 139, а, а соответствующая ей развернутая схема - на рис. 139,6.
Схемы обмоток обычно изображают в одной проекции. Чтобы, легко было различать расположение катушек в пазах сердечника в схемах двухслойных обмоток, стороны катушек в пазовой части изображают двумя рядом расположенными линиями - сплошной и пунктирной (штрихпунктирной); сплошная линия обозначает сторону катушки, уложенную в верхнюю часть паза, а пунктирная - нижнюю сторону катушки, уложенную на дно паза. В разрывах вертикальных линий указывают номера пазов сердечника. Нижний и верхний слои лобовых частей изображают соответственно пунктирными и сплошными линиями.



Рис. 139. Схемы двухслойной трехфазной обмотки: а - торцевая, б - развернутая
Стрелки на элементах обмотки, проставляемые на некоторых схемах, показывают направление ЭДС. или токов в соответствующих элементах обмотки в определенный (один и тот же для всех фаз обмотки) момент времени.
Начала первой, второй и третьей фаз обозначают С/, С2 и СЗ, а концы этих фаз - соответственно ~С4, С5 и Сб. В схеме указывается вид обмотки, а также приводятся ее параметры: z - число пазов; 2р - число полюсов, у - шаг обмотки по пазам; а - число параллельных ветвей в фазе; т - число фаз; Y (звезда) или Д (треугольник) - способы соединения фаз.

Схемы и конструкции обмоток.

Обмотки статоров. Существуют различные схемы и конструкции обмоток статоров. Ниже рассмотрены только те из них, которые чаще всего
Рис. 140. Расположение лобовых частей однослойной обмотки



применялись в электрических машинах старых конструкций и используются в настоящее время.
Однослойные обмотки, используемые в машинах старых конструкций, широко применяются и в современных машинах благодаря их высокой технологичности, позволяющей производить намотку обмоток механизированным способом - на специальных намоточных станках. Общее число катушек однослойной обмотки равно половинному числу пазов статора, так как одна из сторон катушки занимает весь паз, а следовательно, обе стороны катушки - два паза.
Однослойные катушки имеют различные формы, а лобовые части катушек одной катушечной группы - одинаковую форму, но разные размеры. Для того чтобы уложить обмотку в пазы сердечника статора, лобовые части катушек располагают по окружности в два или три ряда (рис. 140).
Из однослойных обмоток наиболее распространены концентрические двух- и трех плоскостные. Их называют концентрическими из-за концентрического расположения катушек катушечной группы, а двух- и трехплоскостными - из-за способа расположения лобовых частей обмотки в двух или трех уровнях.
Схема трехфазной однослойной концентрической двухплоскостной обмотки статора показана на рис. 141, а. На линиях пазов имеются стрелки, указывающие направления ЭДС и тока в каждом пазу в зависимости от расположения его под полюсами в магнитном поле обмотки в определенный момент времени. В однослойной трехфазной обмотке число катушечных групп всей обмотки равно 3р ip - число групп в каждой фазе).
При четном числе пар полюсов статора (2р = 4, 8, 12 и т. д.) число катушечных групп будет также четным и их можно разделить поровну на два вида; малые катушечные группы - с расположением лобовых частей в первой плоскости; большие катушечные группы - с расположением лобовых частей во второй плоскости. В этом случае вся двухплоскостная обмотка может быть распределена на три фазы с равным числом малых и больших катушечных групп в каждой фазе. Если число пар полюсов статора нечетное (2/7 = 6, 10, 14 и т. д.), двухплоскостная однослойная обмотка не может быть распределена по фазам с одинаковым количеством больших и малых катушечных групп. Одна из катушечных групп получается с перекошенными лобовыми частями, поскольку ее половины располагаются в разных плоскостях.




Рис. 141. Схемы обмоток статоров электрических машин: а - однослойной концентрической двухплоскостной, 6 - однослойной двухплоскостной с переходной катушечной группой, в - двухслойной петлевой

Такую катушечную группу называют переходной.
Схема однослойной двухплоскостной обмотки статора шестиполюсной, машины с переходной катушечной группой показана на рис. 14Цб. Изготовление однослойных обмоток с мягкими катушками из круглых проводов и с переходными лобовыми частями технологически несложно. Намотка жестких катушек однослойной обмотки из проводов прямоугольного сечения связана с рядом трудностей - использованием специальных шаблонов и сложностью формовки лобовых частей катушек переходной группы. Если такую обмотку применяют в роторе, то из-за разной массы (неуравновешенности) лобовых частей обмотки затрудняется балансировка ротора, а наличие дисбаланса вызывает вибрацию машины.
В двухслойной обмотке общее число катушек равно полному числу пазов сердечника статора, а общее число катушечных групп в фазе - числу полюсов машины. Двухслойные обмотки выполняют в одну или несколько параллельных ветвей. Схема двухслойной петлевой обмотки, выполненной в две параллельные ветви {а = 2) с катушками в одновитковом исполнении, показана на рис. 141, в. В ней отсутствуют дополнительные межкатушечные перемычки, поскольку межкатушечные соединения выполнены непосредственно лобовыми частями.
Все катушечные группы, входящие в какую-либо параллельную ветвь, сосредоточены на одной части окружности статора, поэтому такой способ образования параллельных ветвей называют сосредоточенным в отличие от распределенного способа, при котором все катушечные труппы жаждой параллельной ветви распределяются по всей окружности статора. Чтобы выполнить параллельное соединение распределенным способом, необходимо в первую параллельную ветвь, первой фазы включить последовательно нечетные катушечные группы (1,7, 13 и 19) схемы, а во вторую параллельную ветвь - четные катушечные группы (4, 10,16 и 2V2) этой схемы. Возможное число параллельных ветвей двухслойной петлевой обмотки с целым числом пазов на полюс и фазу определяется отношением количества пар полюсов к количеству параллельных ветвей, равным целому числу и равняется целому числу).
Основное преимущество двухслойных обмоток по сравнению с однослойными - возможность выбора любых укорочений шага обмотки, улучшающих характеристики электрической машины:
Обмотки роторов. Роторы асинхронных электрических машин выполняют с короткозамкнутой или фазной обмоткой.
Короткозамкнутые обмотки электрических машин старых конструкций изготовлялись в виде «беличьей клетки», состоящей из медных стержней, концы которых были запаяны в отверстиях, высверленных в медных короткозамыкающих кольцах (см. рис. 97, а).



Рис. 142. Волновые обмотки: а - ротора, б - якоря
В современных асинхронных электрических машинах мощностью да 100 кВт короткозамкнутая обмотка ротора образуется путем заливки его пазов расплавом алюминия.
В фазных роторах асинхронных электродвигателей применяют чаще всего двухслойные волновые или петлевые обмотки. Наиболее распространены волновые обмотки, основное преимущество которых состоит в минимальном числе межгрупповых соединений.
Основным элементом волновой обмотки является обычно стержень. Двухслойную волновую обмотку выполняют, вставляя с торца ротора в каждый его закрытый или полузакрытый паз по два стержня. Схема волновой обмотки четырехполюсного ротора, имеющего 24 паза показана на рис. 142, а. В каждый паз обмотки закладывают два стержня, причем стержни верхнего и нижнего слоев соединяют пайкой с использованием хомутиков, надеваемых на концы стержней.
Шаг обмотки волнового типа равен числу пазов, разделенному на число полюсов. В схеме, показанной на рис. 142, я, шаг обмотки по пазам = 24:4 = 6. Это означает, что верхний стержень паза 1 соединяется с нижним стержнем паза 7, который при шаге обмотки, равном шести, соединяется с верхним стержнем паза 13 и нижним 19. Для продолжения обмотки шагом, равным шести, надо соединить нижний стержень паза с верхним паза 7, т. е. замкнуть обмотку, что недопустимо. Во избежание замыкания обмотки при подходе к пазу, с которого она начиналась, укорачивают или удлиняют шаг обмотки на один паз. Волновые обмотки выполненные с сокращением шага на один паз, называют обмотками с укороченными переходами, а выполненные с увеличением шага на один паз - обмотками с удлиненными переходами.
На схеме обмотки число пазов q на полюс и фазу равно двум, поэтому надо выполнить два обхода ротора, а для создания четырех полюсной обмотки не хватает соединений с противоположной стороны ротора, которые можно получить при его обходе, но уже в обратном направлении. В волновых обмотках различают передний шаг обмотки со стороны выводов (контактных колец) и задний шаг обмотки со стороны, противоположной контактным кольцам.
Обход ротора в обратном направлении, в данном случае переход на задний шаг, достигается соединением нижнего стержня паза 18 с. нижним стержнем, отстоящим от него на один шаг. Далее делается два обхода ротора. Продолжая обход ротора задним ша ом, нижний стержень паза 12 соединяют с. верхним стержнем паза 6. Дальнейшие соединения производят так. Нижний стержень паза Г соединяют с верхним стержнем паза 19, который (как видно из схемы) соединяется с нижним стержнем паза 13, а последний, в свою очередь, - с верхним стержнем паза 7. Другой конец верхнего стержня паза 7 идет на вывод, составляя конец первой фазы.
Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей, соединяют преимущественно по схеме «в звезду» с выводом трех концов обмотки к контактным кольцам. Выводы концов обмотки ротора обозначают от первой фазы Р1, от второй Р2 и от третьей Р39 а концы фаз обмотки - соответственно Р4, Р5 и Р6. Перемычки, соединяющие начала и концы фаз обмотки ротора, указывают римскими цифрами, например, в первой фазе перемычка, соединяющая начало Р1 и конец Р4, обозначена цифрами I -IV, Р2 и Р5 - II-V, РЗ и Р6 - III -VI.
Обмотки якорей. Простая волновая обмотка якоря (рис. 142,6) производится присоединением выводных концов секций к двум коллекторным пластинам АС и BD, расстояние между которыми определяется двойным полюсным делением (2т). При выполнении обмотки конец последней секции первого обхода соединяют с началом секции, соседней с той, от которой начат был обход, и далее продолжают обходы по якорю и коллектору, пока не будут заполнены все пазы и не замкнется обмотка.



Рис. 143. Станок для ручной намотки катушек обмоток статоров:
а - общий вид, б - вид со стороны шаблона; 1 - колодки шаблона, 2 вал, 3 - диск, 4 - счетчик оборотов, 5 - рукоятка

Технология ремонта обмоток.

Многолетняя практика эксплуатации отремонтированных электрических машин с частично замененными обмотками показала, что они, как правило, выходят из строя после непродолжительного времени. Вызвано это рядом причин, в том числе нарушением при ремонте целости изоляции неповрежденной части обмоток, а также несоответствием качества и сроком службы изоляции новой и старой частей обмоток. Наиболее целесообразной при ремонте электрических машин с поврежденными обмотками является; замена всей обмотки с полным или частичным использованием её проводов. Поэтому в настоящем разделе приводятся описания ремонтов, при которых поврежденные обмотки статоров, роторов и якорей заменяются полностью вновь изготовленными на ремонтном предприятии.

Ремонт обмоток статоров.

Изготовление обмотки статора начинают с заготовки отдельных катушек на шаблоне. Для правильного выбора размера шаблона необходимо знать основные размеры катушек, главным образом их прямолинейной и лобовой частей. Размеры катушек обмотки ремонтируемых машин могут быть определены замером старой обмотки.
Катушки всыпных обмоток статоров наматывают на простых или универсальных шаблонах с ручным или механическим приводом.

При ручной намотке катушек на простом шаблоне разводят обе его колодки 1 (рис. 143, д, б) на расстояние, определяемое размерами обмотки, и закрепляют их в вырезах диска 3, насаженного на вал 2. Затем один конец обмоточного провода закрепляют на шаблоне и, вращая рукоятку 5, наматывают требуемое число витков катушки.
Количество витков в намотанной катушке показывает счетчик 4, установленный на раме станка и связанный с валом 2. Окончив намотку одной катушки, переносят провод в соседний вырез шаблона и наматывают следующую катушку.
Ручная намотка катушек на простом шаблоне требует больших затрат труда и времени. Чтобы ускорить процесс намотки, а также уменьшить количество паек и соединений, применяют механизированную намотку катушек на станках со специальными шарнирными шаблонами (рис. 144,а), позволяющими последовательно наматывать все катушки, приходящиеся на одну катушечную группу или всю фазу. Кинематическая схема станка для механизированной намотки катушек показана на рис. 144,6.
Для намотки катушечной группы на шарнирном шаблоне с механическим приводом заводят конец провода в шаблон и включают станок. Намотав требуемое число витков, станок автоматически останавливается. Для съема намотанной катушечной группы станок оборудован пневматическим цилиндром
который через тягу, проходящую внутри полого шпинделя, действует на шарнирный механизм 9 шаблона, при этом головки шаблона сдвигаются к центру и освободившаяся катушечная группа легко снимается с шаблона. Готовую катушечную группу укладывают в пазы.
Перед намоткой катушек или катушечных групп следует тщательно ознакомиться с обмоточно-расчетной запиской ремонтируемой электрической машины, в которой указывают: мощность, номинальное напряжение и частоту вращения ротора электрической машины; тип и конструктивные особенности обмотки; число витков в катушке и проводов в каждом витке; марку и диаметр обмоточного провода; шаг обмотки; количество параллельных ветвей в фазе; число катушек в группе; порядок чередования катушек; класс применяемой изоляции по нагревостойкости, а также различные сведения, относящиеся к конструкция и способу изготовления обмотки.
Нередко при ремонте обмоток двигателей приходится заменять отсутствующие провода требуемых марок и сечений имеющимися проводами. По этим же причинам намотку катушки одним проводом заменяют намоткой двумя и более параллельными проводами, суммарное сечение которых эквивалентно требуемому. При замене проводов обмоток ремонтируемых электродвигателей предварительно (до намотки катушек) проверяют коэффициент заполнения паза, который должен быть в пределах 0,7 -. 0,75. При коэффициенте более 0,75
а - шарнирный шаблон станка, 6 - кинематическая схема; 1 - зажимная гайка, 2- фиксирующая планка, 3 - шарнирная планка, 4 - оправка, 5 - пневматический цилиндр, б-передача, 7 - ленточный тормоз, 8 - шаблон, 9 - шарнирный механизм шаблона, 10 - механизм зацепления автоматического останова станка, И - педаль включения станка, 12 - электродвигатель
Рис. 144. Станок для механизированной намотки катушечных групп обмоток статоров:



укладка проводов обмотки в пазы будет затруднена, а при менее 0,7 провода неплотно разместятся в пазах и мощность электродвигателя будет использована не полностью.
Рис. 145. Укладка в пазы сердечника проводов катушки всыпной обмотки



Катушки двухслойной обмотки укладывают в пазы сердечника группами, как они были намотаны на шаблоне. Распределяют провода в один слой и вкладывают стороны катушек, прилегающие к пазу (рис. 145); другие стороны этих катушек оставляют не вложенными в пазы, пока не будут уложены нижние стороны катушек во все, пазы, охватываемые шагом обмотки. Следующие катушки укладывают одновременно нижними и верхними сторонами. Между верхними и нижними сторонами катушек в пазах устанавливают изоляционные прокладки из электрокартона, согнутые в виде скобочки, а между лобовыми частями - из лакоткани или листов картона с наклеенными на них кусками лакоткани.
При ремонте электрических машин старых конструкций с закрытыми пазами рекомендуется до начала демонтажа обмотки снять с натуры ее обмоточные данные (диаметр провода, число проводов в пазу, шаг обмотки по пазам и другие), а затем сделать эскизы лобовых частей и замаркировать пазы статора. Эти данные могут оказаться необходимыми при восстановлении обмотки.
Выполнение обмоток электрических машин с закрытыми пазами имеет ряд особенностей. Пазовую изоляцию таких машин делают в виде гильз из электрокартона и лакоткани. Для изготовления гильз предварительно по размерам пазов машины выполняют стальной дорн 1, представляющий собой два встречных клина (рис. 146). Размеры дорна должны быть меньше размеров паза на толщину гильзы 2.



Рис. 146.Способ изготовления изоляционных гильз электрических машин с закрытыми пазами сердечника:
1 - стальной дорн, 2 - изоляционная гильза

Затем по размерам старой гильзы нарезают заготовки из электрокартона и лакоткани на полный комплект гильз и приступают к их изготовлению. Нагревают дорн до 80 - 100 °С и плотно обертывают заготовкой, пропитанной лаком. Поверх заготовки туго накладывают слой хлопчатобумажной ленты вполнахлеста. По истечении времени, необходимого для охлаждения дорна до температуры окружающей среды, разводят клинья и снимают готовую гильзу. Перед намоткой вставляют «гильзы в пазы статора, а затем заполняют их стальными спицами, диаметр которых должен быть на 0,05 - ОД мм больше диаметра изолированного обмоточного провода.
От бухты обмоточного провода отмеряют и отрезают кусок провода, необходимого для намотки одной катушки. При использовании слишком длинных кусков провода усложняется намотка, требуется большая затрата времени и нередко повреждается изоляция из-за частой протяжки провода через паз.
Намотка впротяжку является трудоемкой ручной работой, которую обычно выполняют два обмотчика, стоящие с двух сторон статора (рис. 147). До на чала обмотки устанавливают в пазах статора стальные спицы соответственно диаметру и количеству проводов обмотки, размещаемых в его пазах. Процесс намотки состоит из операций протяжки провода через гильзы, вложенные в пазы, предварительно очищенные от грязи и остатков старой изоляции, и укладки- провода в пазах и лобовых частях. Намотку начинают обычно со стороны, где будут соединяться катушки, и ведут в такой последовательности. Первый обмотчик зачищает конец провода на длине, превышающей на 10-12 см Длину паза, а затем, вынув, в первом пазу спицу вставляет вместо нее зачищенный конец провода и проталкивает его до выхода из паза на противоположной стороне сердечника. Второй обмотчик закатывает плоскогубцами выступающий из паза конец провода и протаскивает на свою сторону, а затем, вынув спицу из соответствующего паза, по шагу обмотки вставляет вместо нее конец вытянутого провода и проталкивает его в сторону первого обмотчика. Дальнейший процесс намотки представляет собой повторение описанных выше операций до полного заполнения паза.
Протяжка проводов последних витков катушек затруднена, поскольку приходится протаскивать провод через заполненный паз с большим усилием. Для облегчения протяжки провода натирают тальком. В ремонтной практике обмотчики вместо талька нередко применяют парафин, что не рекомендуется, так как хлопчатобумажная изоляция провода, покрытая слоем парафина, плохо впитывает пропиточные лаки, вследствие чего ухудшаются условия пропитки изоляции пазовой части проводов обмотки, а это может привести к витковым замыканиям в обмотке отремонтированной машины.
При намотке катушек впротяжку первой наматывают внутреннюю катушку, лобовую часть которой укладывают по шаблону, а для намотки остальных катушек на намотанную лобовую часть ставят дистанционные прокладки из электрокартона. Эти прокладки необходимы для создания между лобовыми частями зазоров, служащих для изоляции, а также лучшего обдувания головок охлаждающим воздухом в процессе работы машины.

Рис. 1,47. Намотка катушек статора электрической машины с закрытыми пазами сердечника
Изоляцию лобовых частей обмотки машин на напряжение до 660 В, предназначенных для работы в нормальной среде, выполняют стеклолентой ЛЭС, причем каждый последующий слой полуперекрывает предыдущий. Каждую катушку группы обматывают, начиная от торца сердечника, таким образом. Сначала обматывают лентой часть изоляционной гильзы, выступающую из паза, а затем часть катушки до конца изгиба. Середины головок группы обматывают общим слоем стеклоленты вполнахлеста. Конец ленты закрепляют на головке клеящим составом или прочно пришивают к ней. Провода обмотки, лежащие в пазу, должны прочно удерживаться в нем, для чего применяют пазовые клинья, изготовляемые главным образом из сухого бука или березы. Клинья делают также из различных изоляционных материалов соответствующей толщины, например из пластмассы, текстолита или гетинакса, и изготовляют на специальных станках.
Длина клина должна быть больше длины сердечника статора на 10 - 15 мм и равна или на 2 - 3 мм меньше длины пазовой изоляции. Толщина клина зависит от формы верхней части паза и его заполнения. Деревянные клинья должны быть толщиной не менее 2 мм. Чтобы придать деревянным клиньям влагостойкость, их проваривают в течение З-4 ч в олифе при 120 - 140 °С, а затем в течение 8 - 10 ч сушат при 100- 110 °С.
Клинья забивают в пазы мелких и средних машин при помощи молотка и деревянной надставки, а в пазы крупных машин - пневматическим молотком. Окончив укладку катушек в пазы статора и расклиновку обмотки, собирают схему. Если фаза обмотки намотана отдельными катушками, сборку схемы начинают с последовательного соединения катушек в катушечные группы.
За начала фаз принимают выводы катушечных групп, выходящие из пазов, которые расположены вблизи выводного щитка. Эти выводы отгибают к корпусу статора и предварительно соединяют катушечные группы каждой фазы, скручивая зачищенные от изоляции концы проводов катушечных групп.

После сборки схемы обмотки проверяют электрическую прочность изоляции между фазами и на корпус приложением напряжения, а также правильность соединения схемы. Для проверки правильности сборки схемы используют самый простой способ - кратковременно подключают статор к сети 127 или 220 В, а затем к поверхности его расточки прикладывают стальной шарик (от шарикоподшипника) и отпускают его. Если шарик вращается по окружности расточки, схема собрана верно. Эту проверку можно произвести также с помощью вертушки. Диск из жести пробивают в центре и укрепляют гвоздем на торце деревянной планки, чтобы он мог свободно вращаться, а затем сделанную таким образом вертушку помещают в расточку статора, подключенного к сети. При правильной сборке схемы диск будет вращаться.
Для проверки правильности сборки схемы и отсутствия витковых замыканий в обмотках ремонтируемых машин применяют аппарат ЕЛ-1 (рис. 148, а), который служит также для нахождения паза с короткозамкнутыми витками в обмотках статоров, роторов и якорей, проверки правильности соединения обмоток по схеме и маркировки выводных концов фазных обмоток машин. Он обладает высокой чувствительностью, позволяющей выявлять налитое одного короткозамкнутого витка на каждые 2000 витков.
Аппарат ЕЛ-1 переносного типа помещен в металлический1 кожух с ручкой для переноски. На передней панели аппарата расположены ручки управления, зажимы для присоединения испытываемых обмоток или приспособления для нахождения паза с короткозамкнутыми витками и экран электронно-лучевого индикатора. На задней стенке размещены предохранитель и колодка для присоединения шнура и подключения аппарата к сети.
В нижней, части передней панели имеются пять зажимов. Крайний правый зажим служит для присоединения заземляющего провода, зажимы «Вых. имп.» - для присоединения последовательно соединенных испытываемых обмоток или возбуждающего электромагнита приспособления, зажимы «Сигн. явл.» - для подключения подвижного электромагнита приспособления или соединения средней точки испытываемых обмоток.
Масса аппарата 10 кг.
Испытание обмоток с помощью ЕЛ-1 производят, руководствуясь инструкцией, прилагаемой к аппарату. Для выявления дефектов к аппарату присоединяют две одинаковые обмотки или секции, а затем с обеих испытуемых обмоток при помощи синхронного переключателя подают периодически импульсы напряжения на электронно-лучевую трубку аппарата: если в обмотках нет повреждений и они одинаковы, кривые напряжений на экране



Рис. 148. Электронный аппарат EЛ-1 для контрольных испытаний обмоток (а) и приспособление для обнаружения паза с короткозамкнутыми витками (б)
электронно-лучевой трубки будут накладываться друг на друга, а при наличии дефектов - раздваиваться.
Для выявления пазов, в которых находятся короткозамкнутые витки обмотки, пользуются приспособлением с двумя П-образными электромагнитами на 100 и 2000 витков (рис. 148,6). Катушку неподвижного электромагнита (100 витков) присоединяют к зажимам «Вых. имп». аппарата, а катушку подвижного электромагнита (20ф витков) - к зажимам «Сигн. явл.», при этом средняя ручка должна быть поставлена в крайнее левое положение «Работа с приспособлением».
При перестановке обоих электромагнитов приспособления с паза на паз по расточке статора на экране электронно-лучевой трубки будут наблюдаться прямая или кривая линия с малыми амплитудами, свидетельствующая об отсутствии в пазу короткозамкнутых витков, или две кривые линии с большими амплитудами, (вывернутыми по отношению друг к другу), указывающие на наличие в пазу короткозамкнутых витков. По этим характерным кривым и находят паз с короткозамкнутыми витками обмотки статора. Подобным образом, переставляя оба электромагнита приспособления по поверхности фазного ротора или якоря машины постоянного тока, находят в них пазы с короткозамкнутыми витками.
При выполнении обмоточных работ наряду с обычными инструментами (молотками, ножами, пассатижами) применяют и специальный инструмент (рис. 149, а з), облегчающий такие работы, как укладка и уплотнение проводов в пазах, обрезка выступающей из паза изоляции, гибка медных стержней обмоток якорей и ряд других обмоточных операций.



Рис. 149ч Набор специального инструмента обмотчика электрических машин:
а - пластинка, б - «язык», в - обратный клин, г - угловой нож, д - выколотка, е - топорик, ж и з - ключи для гнутья стержней ротора

Ремонт обмоток роторов.

В асинхронных двигателях с фазным ротором распространены два основных типа обмоток: катушечная и стержневая. Способы изготовления всыпных и протяжных катушечных обмоток роторов почти не отличаются от описанных выше способов изготовления таких же обмоток статоров. При изготовлении обмоток роторов необходимо равномерно располагать лобовые части обмотки для обеспечения сбалансированности масс ротора,- особенно у быстроходных электродвигателей.
В машинах мощностью до 100 кВт преимущественно применяют стержневые двухслойные волновые обмотки роторов. В этих обмотках, выполненных из медных стержней, повреждаются не сами стержни, а только их изоляция вследствие частых и чрезмерных нагревов, при которых нередко оказывается поврежденной и пазовая изоляция роторов.
При ремонте роторов со стержневыми обмотками медные стержни поврежденной обмотки, как правило, используются повторно, поэтому выемку стержней из пазов производят так, чтобы сохранить каждый стержень и после восстановления изоляции уложить его в тот же паз, в котором он находился до разборки. Для этого ротор эскизируют и делают записи но следующим элементам обмотки: бандажам - числу и расположению бандажей, количеству витков и слоев бандажной проволоки, диаметру бандажной проволоки и числу скрепок (замков), количеству слоев и материалу подбандажной изоляции; лобовым частям - длине вылетов, направлению изгиба стержней, шагам обмотки (передний » задний), переходам (перемычки), к каким пазам относятся начала и концы фаз; пазовым частям - размерам стержня (изолированного и неизолированного), длине Стержня в пределах паза и полной длине прямолинейного- участка; изоляции - материалу, размерам и числу слоев изоляции стержней, пазовой коробочки, прокладок в пазу и лобовых частях, исполнению изоляции обмоткодержателя и т. д.; балансировочным грузам - их количеству и расположению; схеме эскизу схемы обмотки с нумерацией пазов и указанием ее отличительных особенностей. Эти эскизы и записи особенно тщательно должны быть сделаны при ремонте машин старых конструкций.
Для выемки стержней обмотки ротора следует предварительно разогнуть замки бандажей и удалить бандажи; замаркировать (в соответствии с нумерацией пазов на чертеже схемы обмотки) всё пазы, к которым относятся начала и концы фаз, а также переходные перемычки; удалить клинья из пазов ротора, затем распаять пайки в головках и снять соединительные хомутики.
Специальным ключом (см. рис. 1\49,з) следует выпрямить расположенные со стороны контактных колец отогнутые лобовые части стержней верхнего слоя, вынуть эти стержни из паза, при этом на каждом стержне надо выбить номер паза и слоя, после чего в таком же порядке вынуть стержни нижнего слоя. Затем следует очистить стержни от старой изоляции, выправить (отрихтовать) их, удаляя заусенцы и неровности, и зачистить концы металлической щеткой.
В конце операции необходимо очистить пазы сердечника ротора, обмоткодержатели и нажимные шайбы от остатков изоляции и проверить состояние пазов. Если есть неисправности, устранить их.
Извлеченные из пазов ротора стержни, изоляцию которых не удается удалить механическим путем, обжигают в специальных печах при 600 - 650 °С, не допуская превышения температуры обжига более 650 °С, ухудшающей электрические и механические свойства меди стержней вследствие пережога. Удалять изоляцию с медных стержней можно и химическим путем, погрузив их на 30 - 40 мин в ванну с 6 %-ным раствором серной кислоты. Стержни, вынутые из ванны, следует промыть в щелочном растворе и воде, а затем обтереть чистыми салфетками и просушить. Концы стержней облуживают припоем ПОС 30 или ПОС 40.
У свободных от старой изоляции и отрихтованных стержней восстанавливают изоляцию; новая изоляция по нагревостойкости, способу выполнения и изоляционным свойствам должна соответствовать заводскому исполнению. Восстанавливают также и пазовую изоляцию, укладывая изоляционные прокладки на дно пазов и устанавливая пазовые коробочки так, чтобы обеспечивался их равномерный вылет из пазов с обеих сторон сердечника ротора.
По окончании подготовительных операций приступают к сборке обмотки.

Сборка стержневой обмотки ротора состоит из трех основных видов работ - укладки стержней в пазы сердечника ротора, гибки лобовой части стержней и соединения стержней верхнего и нижнего рядов лайкой или сваркой.
Изолированные стержни, используемые повторно, поступают на укладку в пазы только с одной изогнутой лобовой частью. Гибку вторых кондов этих стержней производят специальными ключами после укладки в пазы. Вначале укладывают в пазы стержни нижнего ряда, вставляя их со стороны, противоположной контактным кольцам. Уложив весь нижний ряд стержней, осаживают их прямые участки на дно пазов, а изогнутые лобные части - на изолированный обмоткодержатель. Концы изогнутых лобовых частей прочно стягивают временным бандажом из. мягкой стальной проволоки, плотно прижимая их к обмоткодержателю. Второй временный бандаж из проволоки наматывают посредине лобовых частей. Временные бандажи служат для предотвращения смещения стержней во время дальнейших операций их гибки.
После закрепления стержней временными бандажами приступают к гибке лобовых частей. Стержни гнут с помощью двух специальных ключей (см. рис. 1499ж,з): сначала по шагу, а затем по радиусу, обеспечивая требуемый осевой вылет и плотное прилегание их к обмоткодержателю. Чтобы согнуть стержень, берут в левую руку ключ (см. рис; 149,ж) и зевом надевают его на прямую часть стержня, выходящую из лаза сердечника. Держа в правой руке ключ (см. рис. 149;л), надевают его зевом на лобовую часть стержня и подводят вплотную к ключу, показанному на рис. 149,ж, а затем предыдущим ключом изгибают стержень под требуемым углом.
Изогнуть первые стержни сразу на требуемый угол не позволяют прямые части соседних стержней, поэтому первый стержень удается изогнуть только на расстояние между стержнями, второй - на двойное расстояние, третий - на тройное и так до изгиба стержней, занимающих два-три шага обмотки, после чего можно изогнуть стержень на требуемый угол. Последними (дополнительно) изгибают те стержни, с который была начата гибка.
При помощи специальных ключей загибают также концы стержней, на которые затем будут надевать соединительные хомутик», после чего снимают временные бандажи и на лобовые части накладывают межслоевую изоляцию, а в пазы вставляют прокладки между стержнями верхнего и нижнего слоев.
Фазный ротор асинхронного электродвигателя в процессе сборки стержневой обмотки доказан на рис. 150. После укладки стержней нижнего ряда переходят к установке стержней верхнего ряда обмотки, вставляя их в пазы со стороны, противоположной контактным кольцам ротора. Уложив все стержни верхнего ряда, накладывают на них временные бандажи, а их концы соединяют медной проволокой для проверки изоляции обмотки (отсутствия замыканий на корпус).



Рис. 150. Фазный ротор асинхронного электродвигателя в процессе сборки стержневой обмотки:
1 - стойка поворотного устройства, 2 - ролик, 3 и 4 - нижний и верхний ряды стержней, 5 - изоляция между верхним и нижним рядами стержней
При удовлетворительных результатах испытаний изоляции, продолжая процесс сборки обмотки, изгибают концы верхних стержней с помощью приемов, аналогичных приемам изгибания стержней нижнего слоя, но в противоположную сторону. Изогнутые лобовые части верхних стержней также крепят двумя временными бандажами.
После укладки стержней верхнего и нижнего рядов обмотку ротора сушат при 80- 100 °С в печи или сушильном шкафу, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией. Высушенную обмотку испытывают, присоединяя один электрод от высоковольтного испытательного трансформатора к любому из стержней ротора, а другой - к сердечнику или валу ротора, и, поскольку предварительно были все стержни соединены между собой медной проволокой, испытывают одновременно изоляции всех стержней.
Заключительными операциями изготовления стержневой обмотки ротора ремонтируемой машины являются соединение стержней, забивка клиньев в пазы и бандажировка обмотки.
Стержни соединяют облуженными хомутиками, надеваемыми на их концы, а затем припаивают припоем ПОС 40. Хомутики могут быть изготовлены из тонкой полосовой меди или тонкостенной медной трубки требуемого, диаметра. Применяют также самозапирающиеся хомутики, изготовляемые из медной полосы толщиной 1 - 1,5 мм. Один конец такого хомутика имеет фигурный выступ, а другой - соответствующий ему вырез. При загибании хомутика выступ входит в вырез и образует замок, препятствующий разгибанию хомутика.
Хомутики надевают (согласно схеме) на концы стержней, забивают между ними по одному медному контактному клину * , а затем пропаивают соединение паяльником, используя припой ПОС 40, или погружают концы стержней собранной обмотки ротора в ванну с расплавленным припоем. В целях экономии дорогостоящего оловянисто-свинцового припоя используют также соединение медных стержней электросваркой, однако этот способ имеет ряд недостатков, например снижает ремонтопригодность машины, поскольку разборка стержней, соединенных сваркой, связана с необходимостью больших затрат труда на разъединение и зачистку сварных участков при последующих ремонтах. Для повышения надежности машин применяют соединение стержней пайкой твердыми (медно-фосфорными, медно-цинковыми и другими) припоями.

*Контактные клинья служат для создания надежного контакта между концами стержней, поскольку слои стержней разделены изоляцией и поэтому их концы не. могут плотно прилегать друг к другу.

Обмотки фазных роторов асинхронных электродвигателей соединяют преимущественно по схеме «в звезду».
По окончании сборки, пайки и испытания стержней обмотки и соединения ее проводов с контактными кольцами приступают к бандажировке ротора.
При ремонте электрических машин с фазными роторами иногда приходится изготовлять новые стержни. Такая необходимость может быть вызвана повреждением не только изоляции, но и самих стержней обмотки, заменой имеющейся поврежденной катушечной обмотки на стержневую и др.
Изготовление новых стержней требует выполнения гибочных операций большого объема. В крупных электроремонтных цехах и на электроремонтных заводах операции гибки вновь изготовленных стержней роторов осуществляют при помощи специальных приспособлений или гибочных станков.
Простой пневматический станок для гибки (формовки) стержней роторов и якорей показан на рис. 151, д, б. Формовку стержней на этом станке производят следующим образом. Заготовку,- подлежащую формовке, укладывают в паз нижней части сменного штампа, состоящего из подвижной 5 и неподвижной части 6, перемещающейся (под воздействием пневмоцилиндра 9) вверх и вниз. Неподвижная часть имеет вогнутую, а подвижная - выпуклую форму кривизны, соответствующую форме кривизны лобовой части стержня. При включении пневмокрана приходит в движение пневмоцилиндр 9, под действием которого верхняя половина штампа изгибает лобовую часть 4 стержня по радиусу, а рычаги 3 загибают выводной конец и пазовую часть заготовки. Рычаги 3 приводятся в движение поводками 2, закрепленными на зубчатом колесе 7, которое поворачивается от рейки 8, связанной со штоком пневмоцилиндра 2. После гибки стержни изолируют.



Рис. 151. Пневматический станов для гнутья стержней роторов и якорей электрических машин:
а - общий вид, 6 - кинематическая схемам 1 и 9 - пневмоцилиндры, 2 - поводок, 3 - гибочный рычаг, 4 - лобовая часть стержня 5 и б - подвижная и неподвижная части штампа, 7 - зубчатое колесо, 8 - рейка
Чтобы получить монолитный стержень с точно заданными размерами, пазовую часть стержня опрессовывают в специальных прессах. Отпрессованные стержни плотно укладываются в пазы сердечника ротора и в то же время обладают хорошей теплоотдачей.
Подавляющее большинство асинхронных электрических машин мощностью до 100 кВт выпускаются промышленностью с короткозамкнутыми роторами, у которых обмотки имеют вид «беличьей клетки», изготовленной из алюминия методом литья.
Повреждение короткозамкнутого ротора чаще всего выражается в появлении трещин и обрыве стержня, реже - в поломке лопаток вентилятора. Появление трещин и обрыв стержней являются следствием нарушения технологии заливки пазов ротора алюминием, допущенного заводом-изготовителем.
Ремонт ротора с поврежденным стержнем заключается в его перезаливке после выплавки из ротора алюминия и очистки пазов. В небольших электроремонтных цехах заливку ротора алюминием производят в специальной форме - кокиле (рис. 152), состоящем из верхней 4 и нижней 7 половин, в которых имеются кольцевые канавки и углубления для образования при заливке короткозамыкающих колец и вентиляционных лопаток.
Для предотвращения вытекания алюминия из пазов при заливке служит чугунная разъемная рубашка 5. Перед заливкой пакет 6 ротора собирают на технологическую оправку 2, а затем опреесовывают на прессе и запирают на оправке кольцом 1.

Рис. 152. Кокиль для заливки короткозамкнутого ротора алюминием:
1 - кольцо, 2 - оправка, 3 - чаша, 4 и 7 - верхняя и нижняя половины кокиля, 5 - рубашка, 6 - пакет ротора

В таком виде собранный пакет устанавливают в подготовленный кокиль. Ротор заливают расплавленным алюминием через литниковую чашу 3.
После остывания алюминия кокиль разбирают. Отделяют (при помощи зубила и молотка) у ротора литник, а затем выпрессовывают на прессе технологическую оправку.

Ротор, устанавливаемый под заливку, должен иметь нормально спрессованный пакет сердечника, подогретый до 550-600 °С для лучшей адгезии (сцепления) алюминия со стальным пакетом сердечника ротора.
На крупных электромашиностроительных и электроремонтных заводах короткозамкнутые роторы заливают алюминием центробежным или вибрационным способом, а также литьем под давлением

Наиболее эффективна заливка ротора алюминием под низким давлением, поскольку расплав алюминия подается в форму непосредственно из печи, что исключает возможность окисления металла, происходящего при других способах заливки.
Другое преимущество этого способа состоит в том, что при заливке форма заполняется алюминием снизу и поэтому улучшаются условия удаления воздуха из формы.
Процесс заливки осуществляется следующим образом. В тигель б печи 8 (рис. 153) заливают алюминий, очищенный от пленок и газа, и герметически закрывают тигель. Пакет. 4 ротора, набранный на оправку 3, вставляют в неподвижную часть 5 формы. Подвижная часть 2 формы, опускаясь вниз, допрессовывает пакет ротора с необходимым усилием.
При включении пневмокрана (на рисунке не показан) через: воздухопровод 1 в верхнюю часть тигля плавно подают сжатый воздух. Чистый металл по металлопроводу 7 поднимается вверх и заполняет форму» Скорость подъема металла можно регулировать изменением давления сжатого воздуха. После тога как алюминий в форме затвердеет, переключают пневмокран и верхняя полость тигля сообщается с атмосферой, давление в ней падает до нормального.



Рис. 153. Схема заливки роторов алюминием способом литья под низким давлением:
1 - воздухопровод 2 и 5 - подвижная и неподвижная части формы, 3 - оправка, 4 - пакет ротора, б - тигель 7 - металлопровод, 8 - печь

Жидкий алюминий из металлопровода опускается в тигель. Форму раскрывают и из нее извлекают залитый ротор. Структура металла отливки при этом способе получается плотной, а качество отливки - высоким.
Способ заливки ротора под низким давлением эффективен, но нуждается в дальнейшем совершенствовании с целью снижения трудоемкости и повышения производительности процесса.

Ремонт обмоток якорей.

Основными неисправностями обмоток якорей являются электрический пробой изоляции на корпус или бандаж, замыкание между витками и секциями, механические повреждения паек. При подготовке якоря к ремонту с заменой обмотки очищают его от грязи и масла, снимают старые бандажи и, распаяв коллектор, удаляют старую обмотку, предварительно записав все данные, необходимые для ремонта.
В якорях с миканитовой корпусной изоляцией часто бывает очень трудно извлечь секции обмотки из пазов. Если секции вынуть не удается, нагревают якорь в сушильном шкафу до 120-150°С, поддерживая эту температуру в течение 40 - 50 мин, и после этого их извлекают, используя тонкий шлифованный клин, который для поднятия верхних секций вбивают между верхней и нижней секциями, а для поднятия нижних - между нижней Секцией и дном паза. Пазы якоря, освобожденного от обмотки, очищают от остатков старой изоляции и обрабатывают напильниками, а затем дно и стенки пазов покрывают электроизоляционным лаком БТ-99.
В машинах постоянного тока применяют стержневые и шаблонные обмотки якорей. Стержневые обмотки якорей выполняются аналогично стержневым обмоткам роторов, описанным выше. Для намотки секций шаблонной обмотки используют изолированные провода, а также медные шины, изолированные лакотканью или микалентой.
Секции шаблонной обмотки наматывают на универсальных шаблонах, которые позволяют производить намотку, а затем растяжку небольшой секции, не снимая ее с шаблона. Растяжку секций якорей крупных машин выполняют на специальных станках с механическим приводом. Перед растяжкой секцию скрепляют, временно оплетая ее хлопчатобумажной лентой в один слой, чтобы обеспечить правильность формирования секции при растяжке. Катушки шаблонных обмоток изолируют вручную, а на крупных ремонтных предприятиях - на специальных изолировочных станках. При вкладывании шаблонной катушки надо следить за правильным ее положением в пазу: концы катушки, обращенные в сторону коллектора, а также расстояние от края стали сердечника до перехода прямой (пазовой) части в лобовую должны быть одинаковыми. После укладки всех катушек и проверки правильности выполненных операций присоединяют провода обмотки к пластинам коллектора пайкой с использованием припоя ПОС 40.
Присоединение пайкой проводов обмотки якоря к пластинам коллектора - одна из ответственейших операций ремонта; Пайка, выполненная некачественно, вызывает местное увеличение сопротивления и повышенный нагрев участка соединения при работе машины, что может привести к ее аварийному выходу из строя.
Для выполнения Операций пайки предварительно защищают обмотку якоря, покрывая ее листами асбестового картона, затем устанавливают якорь с коллектором в наклонном положении, чтобы при пайке не допустить затекания припоя в пространство между пластинами. Далее вкладывают зачищенные концы проводов обмотки в прорези пластин или петушков, посыпают порошком канифоли, нагревают (Пламенем паяльной лампы или газовой горелки) равномерно коллектор до 180 - 200 °С и, расплавляя паяльником пруток припоя, припаивают провода обмотки к пластинам.
Качество пайки проверяют внешним осмотром, измерением переходного сопротивления между соседними парами пластин, пропусканием рабочего тока по обмотке якоря.



Рис. 154. Станки для изготовления полюсных катушек:
а - для намотки катушки из полосовой меди, 6 - для изолировки / намотанной катушки; 1 - медная шина, 2 и 4 - миканитовая и киперная ленты, 3 - шаблон, 5 - полюсная катушка
На поверхности пластин и между ними не должно быть застывших капель припоя. При качественно выполненной пайке переходное сопротивление между всеми парами пластин коллектора должно быть одинаковым. Пропускание по обмотке якоря в течение 25 - 30 мин номинального рабочего тока не должно вызывать повышенные местные нагревы, свидетельствующие о неудовлетворительной пайке.
Ремонт катушек полюсов. У электрических машин постоянного тока, поступающих в ремонт, чаще всего оказываются поврежденными катушки дополнительных полюсов, намотанные прямоугольной медной шиной плашмя или на ребро. Повреждается не сама медная шина катушки, а изоляция между ее витками. Ремонт катушки сводится к восстановлению междувитковой изоляции путем перемотки катушки.
Катушку перематывают на намоточном станке (рис. 154, а), а затем изолируют на изолировочном станке (рис. 154,6). Изолированную катушку стягивают хлопчатобумажной лентой и прессуют, для чего надевают на оправку торцевую изоляционную шайбу, устанавливают на ней катушку и накрывают второй шайбой, а затем сжимают катушку на оправке, присоединяют к сварочному трансформатору, нагревают до 120 °С и, дополнительно сжимая ее, прессуют окончательно, после чего охлаждают в запрессованном положении на оправке до 25 °С. Снятую с оправки охлажденную катушку покрывают лаком воздушной сушки и выдерживают в течение 10 - 12 ч при - 25 °С.
Наружную поверхность опрессованной катушки изолируют асбестовой, а затем миканитовой лентами и покрывают лаком. Готовую катушку насаживают на дополнительный полюс и закрепляют на нем деревянными клиньями.

Сушка и пропитка обмоток.

Некоторые изоляционные материалы (электрокартон, хлопчатобумажные ленты), применяемые в обмотках, способны впитывать в себя влагу, содержащуюся в окружающей среде. Такие материалы называют гигроскопичными. Наличие влаги в электроизоляционных материалах Препятствует при пропитке обмотки глубокому проникновению пропиточных лаков в поры и капилляры изоляционных деталей, поэтому перед пропиткой обмотки сушат.
Сушку (до пропитки) обмоток* статоров, роторов и якорей производят в специальных печах при 105 - 200 °С. В последнее время ее выполняют инфракрасными лучами, источниками которых являются специальные лампы накаливания.

*Сушка обмоток до пропитки может не производиться, когда обмотка выполнена проводами с влагостойкой изоляцией (эмалированными обмоточными или с стекловолокнистой изоляцией), а изоляция пазов - из стеклоткани или других негигроскопичных материалов, аналогичных ей по своим электроизоляционным свойствам.

Просушенные обмотки пропитывают в специальных пропиточных ваннах, устанавливаемых в отдельном помещении, которое оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией и необходимыми средствами пожаротушения.
Пропитка осуществляется погружением частей электрической машины в ванну, заполненную лаком, поэтому размеры ванны должны быть рассчитаны на габаритные размеры ремонтируемых машин. Для повышения проникающей способности лака и улучшения условий пропитки ванны оборудованы устройством для подогрева лака. Ванны для пропитки статоров и роторов крупных электрических машин -снабжены пневморычажным механизмом, позволяющим поворотом рукоятки распределительного крана плавно и без усилий открывать и закрывать тяжелую крышку ванны.
Для пропитки обмоток применяют масляные и маслянобитумные пропиточные лаки воздушной или печной сушки, а в особых случаях - кремнийорганические лаки. Пропиточные лаки должны иметь малую вязкость и высокую проникающую способность, В лаке не должно быть веществ, оказывающих агрессивное воздействие на изоляцию проводов и обмотки. Пропиточные лаки должны длительное время выдерживать воздействие рабочей температуры, не теряя при этом своих изолирующих свойств.
Обмотки электрических машин пропитывают 1, 2 или 3 раза в зависимости от условий их эксплуатации, требований электрической прочности, окружающей среды, режима работы и т. д. При пропитке обмоток непрерывно проверяют вязкость и густоту лака в ванне, так как растворители лаков постепенно улетучиваются и лаки густеют. При этом сильно снижается их способность проникать в изоляцию проводов обмотки, расположенных в пазах сердечника статора, или ротора, особенно у густых лаков при плотной. укладке проводов в пазах. Недостаточная изоляция обмоток при определенных условиях может привести к электрическому пробою изоляции. Для сохранения требуемой густоты лака в прориточную ванну периодически добавляют растворители.
Обмотки. электрических машин после пропитки сушат в специальных камерах подогретым воздухом. По способу нагрева различают сушильные камеры с электрическим, газовым или паровым подогревом, по принципу циркуляции подогретого воздуха - с естественной или искусственной (принудительной) циркуляцией, по режиму работы - периодического и непрерывного действия.
Для многократного использования тепла подогретого воздуха и улучшения режима сушки в камерах используется способ рециркуляции, при котором 50 - 60 % отработавшего горячего воздуха вновь возвращается в сушильную камеру. Для сушки обмоток на. большинстве электроремонтных заводов и в электроцехах промышленных предприятий применяют сушильные камеры с электрическим обогревом.
Эта камера представляет собой сварную каркасную конструкцию из стали, установленную на бетонном. полу. Стены камеры выложены кирпичом и слоем шлаковаты. Воздух, подаваемый в камеру, подогревается электрическими калориферами, состоящими из комплекта трубчатых нагревательных элементов. Загрузку и выгрузку камеры осуществляют при помощи тележки, движением которой (вперед и назад) можно управлять с пульта управлений. Пусковые и включающие аппараты вентилятора и нагревательных элементов камеры сблокированы так, что нагревательные элементы можно включать только после запуска вентилятора. Движение воздуха через калорифер в камеру происходит по замкнутому циклу.
В первый период сушки (1 - 2 ч после начала), когда содержащаяся в обмотках влага быстро испаряется, отработавший воздух полностью выпускается в атмосферу; в последующие часы сушки часть отработавшего подогретого воздуха, содержащего небольшие количества влаги и паров растворителя, возвращается в камеру. Максимальная температура, поддерживаемая в камере, зависит от конструкций и класса нагревостойкости изоляции, но обычно не превышает 200 °С, а полезный внутренний объем определяется габаритными размерами ремонтируемых электрических машин.
Во время сушки обмоток ведется непрерывный контроль температуры в сушильной камере и воздуха, выходящего из камеры. Время сушки зависит от конструкции и материала пропитанных обмоток, габаритных размеров изделия, свойств пропиточного лака и примененных растворителей, температуры сушки и способа циркуляции воздуха в сушильной камере, тепловой мощности калорифера.
Обмотки устанавливают в сушильную камеру таким образом, чтобы они лучше омывались горячим воздухом. Процесс сушки разделяется на разогрев обмоток для удаления растворителей и. запекание лаковой пленки.
При разогреве обмоток для удаления растворителя повышение температуры более 100 -110 °С нежелательно, поскольку может произойти частичное удаление лака из пор и капилляров, а главное, частичное запекание лаковой пленки при неполном удалении растворителя. Это обычно приводит к пористости пленки и затрудняет удаление остатков растворителя.
Интенсивный воздухообмен ускоряет процесс удаления растворителей из обмоток. Скорость обмена воздуха обычно выбирают в зависимости от конструкции, состава изоляции обмоток, пропиточных лаков и растворителей. Для сокращения времени сушки допускается на второй стадии сушки обмоток, т. е. во время запекания лаковой пленки, кратковременно (не более чем на 5 -6 ч) повысить, температуру сушки обмоток с изоляцией класса А до, 130-140°С. Если обмотка не поддается сушке (сопротивление изоляции после нескольких часов сушки остается низким), машине дают остыть до температуры, превышающей температуру окружающего воздуха на 10-15°С, а затем вновь сушат обмотку. При остывании машины следят, чтобы ее температура не понизилась до температуры окружающего воздуха, иначе на ней осядет влага и обмотка отсыреет.
На крупных электроремонтных предприятиях процессы пропитки и сушки совмещены и механизированы. Для. этой цели применяют специальную пропиточно-сушильную конвейерную установку.
Испытание обмоток. Основными показателями качества изоляции обмотки, определяющими надежность работы электрической машины, являются сопротивление и электрическая прочность. Поэтому в процессе изготовление обмоток ремонтируемых машин производят необходимые испытания при каждом переходе от одной технологической операции к другой по мере выполнения операций изготовления обмотки и движения к завершающей стадии испытательные напряжения снижается, приближаясь к допустимым, предусмотренным соответствующими нормами. Это объясняется тем, что после выполнения нескольких отдельных операций каждый раз сопротивление изоляции может уменьшаться. Если на отдельных стадиях ремонта не снижать испытательные напряжения, может произойти пробой изоляции в такой момент готовности обмотки, когда для устранения дефекта потребуется переделка всей работы, проделанной ранее.
Испытательные напряжения должны быть такими, чтобы в процессе испытаний выявлялись дефектные участки изоляции, но в то же время не повреждалась ее исправная часть. Испытательные напряжения по ходу процесса ремонта обмоток приведены в табл. 7.
Таблица 7. Испытательное напряжение в процессе ремонта обмоток

Процесс ремонта

Испытательное напряжение, В, при номинальном напряжении машины, В

Изготовление или переизолировка катушки после укладки в пазы и заклиновки, но до соединения схемы

То же, после соединения пайки и изолировки схемы

Испытание катушки, не демонтированной из пазов -

Испытание всей обмотки после соединения схемы при частичном ремонте обмоток

Примечание. Продолжительность испытаний 1 мин.
В перечень испытаний обмоток входит измерение сопротивления изоляции обмоток до пропитки и после пропитки и сушки. Кроме того, испытывают электрическую прочность изоляции обмоток приложением высокого напряжения.
После пропитки и сушки сопротивление изоляции обмоток электродвигателей напряжением до 660 В, измеренное мегаомметром на 1000 В, должно быть не ниже: 3 МОм - для обмотки статора и 2 МОм - для обмотки ротора (после полной перемотки); 1 МОм-для обмотки статора и 0,5 МОм - для обмотки ротора (после частичной перемотки). Указанные сопротивления изоляции обмоток не нормированы, а рекомендованы исходя из практики ремонта и эксплуатации отремонтированных электрических машин.
Все электрические машины после ремонта должны быть подвергнуты соответствующим испытаниям. При испытаниях, выборе измерительных приборов для них, сборке схемы измерений, подготовке испытываемой машины, установлении методики и норм испытаний, а также для оценки результатов испытаний следует руководствоваться соответствующими ГОСТами и указаниями.

Различные разновидности электродвигателей применяются в современной бытовой и промышленной технике. Создавая небольшие самодельные электроприборы, мастера применяют чаще всего асинхронный тип мотора. Однако существуют и другие разновидности приводов, которые применяются на промышленных производствах. Во всех представленных механизмах есть ротор и статор электродвигателя .

Даже самые надежные конструкции со временем требуют обслуживания или ремонта. Поэтому каждый электрик, который работает с подобным оборудованием, должен знать правила проведения такой процедуры. Даже в домашних условиях можно выполнить перемотку и проверку статора, а также оценить зазор между ним и ротором.

Что собой представляет статор

Представляет собой неподвижный элемент механизма. Он является магнитоприводом и несущей конструкцией мотора. Двигатель постоянного тока имеет на статоре индуктор, а работающие от переменного тока агрегаты - рабочую обмотку.

Статор состоит из сердечника и станины. Последняя представляет собой корпус литого или сварного производства. Станину чаще всего создают из алюминия или чугуна. Сердечник имеет форму цилиндра. Его изготавливают из Листы материала сначала обжигают, а затем изолируют лаком. Внутри сердечника есть пазы. Они предназначены для укладки статорной обмотки. Это необходимо для ослабления вихревых токов. состоит из ряда соединенных параллельно и изолированных жил.

Сердечник закреплен на станине при помощи стопорных винтов. Это препятствует его проворачиванию.

Обмотка

Обмотка статора создает магнитное поле вращающегося типа. При этом двигатель может иметь различное число катушек. Они соединяются между собой. Катушки устанавливаются в соответствующих пазах. Такая конструкция может состоять из одного или нескольких витков изолированных проводников.

Может иметь ряд отличий в разных типах моторов. Это в первую очередь касается ее изоляции. На этот параметр влияют величина напряжения при работе, форма и размер паза, предельная температура обмотки, а также ее тип.

Случается, в паз помещается не вся катушка, а только ее одна сторона. В этом случае обмотка называется однослойной. Если в паз установлены сразу две стороны катушки, то конструкция называется двухслойной. Материалом для статорной обмотки чаще всего выбирают медный провод круглого сечения.

Проверка и ремонт

После нескольких лет эксплуатации мастер должен проверять электромотор. Ремонт после проведенного осмотра может быть текущим или капитальным. Это повышает надежность работы мотора.

Капитальный ремонт подразумевает полную разборку конструкции. При этом ротор вынимается, чистится, а также производится проверка и осмотр статора. При необходимости мастер устраняет выявленные дефекты. Также после проведения всех осмотров, замены неисправных деталей мастер производит испытания работы оборудования.

В некоторых случаях не требуется полностью разбирать электромотор. Ремонт текущий предполагает лишь произвести чистку и обдувку статора при снятой задней крышке двигателя. В доступных местах производится осмотр обмоток.

Периодичность и тип ремонта зависит от условий эксплуатации оборудования. На это влияют загрязненность воздуха, температура окружающей среды, а также требования производителя. Капитальный ремонт чаще всего выполняют с периодичностью раз в 3-5 лет, а текущий - раз или два раза в год.

Стоит ли выполнять перемотку самостоятельно?

Ремонтируя статор асинхронного электродвигателя , который чаще всего сегодня применяется в бытовой и промышленной технике, недостаточно опытный мастер может столкнуться с рядом трудностей. В этом случае он может обратиться в сервисные службы, где специалисты за отдельную плату выполнят перемотку в соответствии со всеми правилами.

Обратиться к профессионалам следует в том случае, если у мастера нет даже минимального опыта в проведении ремонтных работ электродвигателя. Если нет достаточного количества времени и желания производить подобную процедуру самостоятельно, также следует доверить перемотку специалистам. В этом случае затраты будут определяться на основе мощности двигателя и количества его оборотов в минуту.

Перемотка электродвигателей, цена которой сегодня установлена сервисными центрами, обойдется около 2-4 тыс. руб. Однако для более мощных двигателей расценки значительно увеличиваются. Процедура может достигать 135 тыс. руб. за перемотку больших промышленных двигателей.

Разборка двигателя

Нужно начинать после отключения прибора от сети. Далее производится демонтаж прибора. В зависимости от типа и габаритов мотора, это можно сделать вручную или при помощи подъемного крана.

Статор требуется перед началом ремонта тщательно очистить от грязи, скопившейся на нем за годы эксплуатации. Для этого применяют специальные моющие растворы. Иногда требуется выполнить продувку под давлением. Для этого применяют то же оборудование, что и на автомойках.

Только после этого статор извлекается из корпуса. При помощи токарного станка (для промышленных двигателей) или зубила (для бытовых моторов) обрезается лобовой участок обмотки. Затем статор нагревают до 200ºС. Это позволит размягчить изоляцию и извлечь обмотку. Пазы тщательно очищаются.

Осмотр статора и его зазора между ротором

После снятия изоляционной полумуфты требуется замерять зазор между ротором и статором электродвигателя. На основе полученных данных вычисляют среднее расстояние. Отклонения показателей в обе стороны не должны составлять более 10%.

Если же зазор неравномерный, будет наблюдаться одностороннее притяжение ротора к статору. Вал и подшипники будут подвергаться повышенному напряжению. Параллельные ветви и фазы обмотки будут загружены неодинаково. Повысится шум, вибрация. Если это отклонение не устранить вовремя, ротор будет задевать статор. Двигатель выйдет из строя.

Далее осматривается сам корпус статора. Активная сталь должна иметь плотную прессовку. Также мастер должен оценить прочность установки в каналах распорок. Если прессовка недостаточно прочная, листы сердечника начинают вибрировать. Такой процесс приводит к разрушению изоляции между ними. В результате в двигателе определяется местный перегрев самой стали, а также обмотки.

Чтобы увеличить плотность листов стали, мастер должен забить гетинаксовые клинья или подложить кусочки слюды с лаком. Помимо этого при выполнении ремонта двигателя необходимо осматривать и другие механизмы (ротор, подшипники).

Определенного количества знаний и умений потребует перемотка электродвигателей. Цена такой процедуры достаточно высокая. Поэтому многие мастера решаются произвести всю операцию своими руками.

Для этого необходимо подготовить специальные шаблоны. На них будет наматываться катушка. При проведении размотки мастер должен запомнить (или сфотографировать) количество витков в каждой из них. Также требуется произвести замер длины и ширины образованного мотка.

Мастер может приобрести медный провод с точно таким же сечением, какое применялось в двигателе. Электромеханические характеристики изоляционного материала также должны быть идентичными. При желании мастер может задать новые показатели мощности и скорости вращения ротора. Для этого приобретается медный провод с другим сечением и техническими характеристиками.

Подготовка провода и пазов

Требует выполнения определенных подготовительных работ. В пазы необходимо вставить новые прокладки изоляции. Их вырезают из электротехнического материала с особыми показателями толщины, диэлектрической прочности и термостойкости. Требуемые параметры изоляционного материала можно установить при помощи справочника. Для этого необходимо знать основные параметры двигателя.

Далее необходимо просчитать необходимое количество витков обмотки и самого провода. Правильный тип обмотки можно определить согласно габаритам статора при помощи специальной справочной информации. Если мастер при размотке запомнил эти параметры, можно пропустить этот этап.

Намотка

После проведения всех подготовительных работ производится перемотка статора . В мастерских для этого применяется специальный намоточный станок. В нем установлен счетчик количества витков и специальные колодки. Они придают виткам требуемую форму. В домашних условиях можно создать подобные колодки самостоятельно.

Работу выполняют на столе, покрытом мягкой тканью. Это позволит избежать повреждения изоляционного лака. Моток нужно продеть внутрь статора. Далее укладывают провод в пазы, поддевая их поочередно через специальный зазор.

Направлять провода можно при помощи деревянного инструмента, похожего на тупой нож. После укладки катушечной группы, ее обвязывают и вставляют прокладку. Систему фиксируют при помощи специального колка, который вбивают по всей длине паза. Далее такие же действия производят со следующей катушечной группой.

Завершение обмотки

Требует также правильного завершения ремонтных работ. Между мотками необходимо вставить межкатушечные изоляционные прокладки. Они выглядят как полосы из специального материала. Далее необходимо обвязать тыльную часть статора специальной веревкой. Ее продевают крючком через петли.

Формируют лобные части катушки. Ее заливают лаком и сушат при нагреве до 150ºС несколько часов. Проверка осуществляется после полного высыхания двигателя. Перед этим нужно проверить также сопротивление между обмотками и корпусом.

Рассмотрев, что собой представляет статор электродвигателя , а также его особенности, каждый мастер может произвести обслуживание и ремонт подобного оборудования.



top