Частичный ремонт обмоток электрических машин. Ремонт обмоток электродвигателя, их пропитка и сушка

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.

Ремонт обмоток электрических машин

Обмотка является одной из наиболее важных частей электрической машины. Надежность машин в основном определяется качеством обмоток, поэтому к ним предъявляются требования электрической и механической прочности, нагревостойкости, влагостойкости.

Подготовка машин к ремонту заключается в подборе обмоточных проводов, изоляционных, пропиточных и вспомогательных материалов.

Технология капитального ремонта обмоток электрических машин включает следующие основные операции:

разборка обмотки;

очистка пазов сердечника от старой изоляции;

ремонт сердечника и механической части машины;

очистка катушек обмотки от старой изоляции;

подготовительные операции для изготовления обмотки;

изготовление катушек обмотки;

изолирование сердечника и обмоткодержателей;

укладывание обмотки в паз;

пайка соединений обмотки;

крепление обмотки в пазах;

сушка и пропитка обмотки.

Ремонт обмоток статоров. Изготовление обмотки статора начинают с намотки отдельных катушек на шаблоне. Чтобы правильно выбрать размер шаблона, необходимо знать основные размеры катушек, главным образом их прямолинейной и лобовой частей. Размеры катушек обмотки демонтируемых машин определяют путем замеров старой обмотки.

Катушки всыпных обмоток статоров изготавливают обычно на универсальных шаблонах (рис. 5).

Такой шаблон представляет собой стальную плиту 1, которая при помощи

приваренной к ней втулки 2 соединяется со шпинделем намоточного станка. Плита имеет форму трапеции.

Рисунок 5 - Универсальный намоточный шаблон:

1 -- плита; 2 -- втулка; 3 -- шпилька; 4 -- ролики

В ее прорези установлены четыре шпильки, закрепленные гайками. При намотке катушек разной длины шпильки перемещают в прорезях. При намотке катушек разной ширины шпильки переставляют с одних прорезей в другие.

В обмотках статора машин переменного тока обычно несколько соседних катушек соединяют последовательно, и они образуют катушечную группу. Чтобы избежать лишних паечных соединений, все катушки одной катушечной группы наматывают цельным проводом. Поэтому на шпильки 3 надевают ролики 4, выточенные из текстолита или алюминия. Число желобков на ролике равно наибольшему числу катушек в катушечной группе, размеры желобков должны быть такими, чтобы в них могли поместиться все проводники катушки.

Катушки двухслойной обмотки укладывают в пазы сердечника группами, как они были намотаны на шаблоне. Провода распределяют в один слой и кладут стороны катушек, которые прилегают к пазу. Другие стороны катушек не укладывают в пазы до тех пор, пока не будут уложены нижние стороны катушек во все пазы. Следующие катушки кладут одновременно верхними и нижними сторонами.

Между верхними и нижними сторонами катушек в пазах устанавливают изоляционные прокладки из электрокартона, согнутого в виде скобочки, а между лобовыми частями -- из лакоткани или листов картона с наклеенными на них кусочками лакоткани.

Изготовление обмотки с закрытыми пазами имеет ряд особенностей. Пазовую изоляцию таких обмоток делают в виде гильз из электрокартона и лакоткани. Предварительно по размерам пазов машины изготовляют стальной дорн, который представляет собой два встречных клина. Дорн должен быть меньше паза на толщину гильзы. 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. Сверху на заготовку вполнахлестку плотно укладывают хлопчатобумажную ленту. После охлаждения дорна до температуры окружающей среды разводят клинья и снимают готовую гильзу. Перед намоткой помещают гильзы в пазы статора, а затем заполняют их стальными прутками, диаметр которых должен быть на 0,05 - 0,1 мм больше диаметра изолированного обмоточного провода. От бухты отрезают кусок провода, необходимый для намотки одной катушки. Длинный провод усложняет намотку, при этом нередко повреждается изоляция из-за частой протяжки его через паз.

Изоляцию лобовых частей обмотки машин на напряжение до 660 В, предназначенных для работы в нормальной среде, выполняют стеклолентой ЛЭС, причем каждый следующий слой полуперекрывает предыдущий. Каждую катушку группы обматывают, начиная от торца сердечника. Сначала обматывают лентой часть изоляционной гильзы, которая выступает из паза, а затем часть катушки до конца выгиба. Середины головок группы обматывают стеклолентой вполнахлестку. Конец ленты закрепляют на головке клеем или плотно пришивают к ней. Провода обмотки, которые лежат в пазе, удерживают с помощью пазовых клиньев, изготавливаемых из бука, березы, пластмассы, текстолита или гетинакса. Клин должен быть на 10 - 15 мм длиннее сердечника и на 2 - 3 мм короче пазовой изоляции и толщиной не менее 2 мм. Для влагоустойчивости деревянные клинья "варят" 3 - 4ч в олифе при 120 - 140 °С.

Клинья забивают в пазы средних и малых машин молотком и с помощью деревянной надставки, а в пазы крупных машин -- пневматическим молотком. Затем собирают схему обмотки. Если фаза обмотки намотана отдельными катушками, их последовательно соединяют в катушечные группы.

За начало фаз принимают выводы катушечных групп, которые выходят из пазов, расположенных около выводного щитка. Эти выводы отгибают к корпусу статора и предварительно соединяют катушечные группы каждой фазы, скручивают зачищенные от изоляции концы проводов катушечных групп.

После сборки схемы обмотки проверяют электрическую прочность изоляции между фазами и на корпус, а также правильность ее соединения. Для этого 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, значит схема собрана правильно. Такую проверку можно также осуществить с помощью вертушки. В центре диска из жести пробивают отверстие, укрепляют его гвоздем на торце деревянной планки, а затем эту вертушку помещают в расточку статора, который подключен к электрической сети. Если схема собрана правильно, диск будет вращаться.

Бандажирование роторов и якорей

При вращении роторов и якорей электрических машин возникают центробежные силы, стремящиеся вытолкнуть обмотку из пазов и отогнуть ее лобовые части. Чтобы противодействовать центробежным силам и удержать обмотку в пазах, используют расклиновку и бандажирование обмоток роторов и якорей.

Применение способа крепления обмоток (клиньями или бандажами) зависит от формы пазов ротора или якоря. При открытой форме пазов используют бандажи или клинья. Пазовые части обмоток в сердечниках якорей и роторов закрепляют при помощи клиньев или бандажей из стальной бандажной проволоки либо стеклоленты, а также одновременно клиньями и бандажами; лобовые части обмоток роторов и якорей -- бандажами. Надежное крепление обмоток имеет важное значение, поскольку необходимо для противодействия не только центробежным силам, но и динамическим усилиям, воздействию которых подвергаются обмотки при редких изменениях в них тока. Для бандажирования роторов применяют стальную луженую проволоку диаметром 0,8 -- 2 мм, обладающую большим сопротивлением на разрыв.

Перед намоткой бандажей лобовые части обмотки осаживают ударами молотка через деревянную прокладку, чтобы они ровно располагались по окружности. При бандажировании ротора пространство под бандажами предварительно покрывают полосками электрокартона, чтобы создать изоляционную прокладку между сердечником ротора и бандажом, выступающую на 1 -- 2 мм по обеим сторонам бандажа. Весь бандаж наматывают одним куском проволоки, без паек. На лобовых частях обмотки во избежание их вспучивания накладывают витки проволоки от середины ротора к его концам. При наличии у ротора специальных канавок проволоки бандажа и замки не должны выступать над канавками, а при отсутствии канавок толщина и расположение бандажей должны быть такими, какими они были до ремонта. Скобки, устанавливаемые на роторе, следует размещать над зубцами, а не над пазами, при этом ширина каждой из них должна быть меньше ширины верхней части зубца. Скобки на бандажах расставляют равномерно по окружности роторов с расстоянием между ними не более 160 мм. Расстояние между двумя соседними бандажами должно быть 200--260 мм. Начало и конец бандажной проволоки заделывают двумя замочными скобками шириной 10--15 мм, которые устанавливают на расстоянии 10 -- 30 мм одна от другой. Края скобок завертывают на витки бандажа и. запаивают припоем ПОС 40.

Полностью намотанные бандажи для увеличения прочности и предотвращения их разрушения центробежными усилиями, создаваемыми массой обмотки при вращении ротора, пропаивают по всей поверхности припоем ПОС 30 или ПОС 40. Пайку бандажей производят электродуговым паяльником с медным стержнем диаметром 30 -- 50 мм, присоединяемым к сварочному трансформатору. В ремонтной практике нередко проволочные бандажи заменяют выполненными стеклолентами из однонаправленного (в продольном направлении) стеклянного волокна, пропитанного термореактивными лаками. Для наматывания бандажей из стеклоленты применяют то же оборудование, что и для бандажирования стальной проволокой, но дополненное приспособлениями в. виде натяжных роликов и укладчиков ленты.

В отличие от бандажирования стальной проволокой ротор до наматывания на него бандажей из стеклоленты прогревают до 100 °С. Такой прогрев необходим потому, что при наложении бандажа на холодный ротор остаточное напряжение в бандаже при его запекании снижается больше, чем при бандажировании нагретого. Сечение бандажа из стеклоленты должно не менее чем в 2 раза превосходить сечение соответствующего бандажа из проволоки. Крепление последнего витка стеклоленты с нижележащим слоем происходит в процессе сушки обмотки при спекании термореактивного лака, которым пропитана стеклолента. При бандажировании обмоток роторов стеклолентой не применяют замки, скобки и подбандажную изоляцию что является преимуществом этого способа.

Балансировка роторов и якорей

Отремонтированные роторы и якоря электрических машин подвергают статической, а при необходимости и динамической балансировке в сборе с вентиляторами и другими вращающимися частями. Балансировку производят на специальных станках для выявления неуравновешенности (дисбаланса) масс ротора или якоря, являющейся частой причиной возникновения вибрации при работе машины.

Ротор и якорь состоят из большого количества деталей и поэтому распределение масс в них не может быть строго равномерным. Причины неравномерного распределения масс -- разная толщина или масса отдельных деталей, наличие в них раковин, неодинаковый, вылет лобовых частей обмотки и др. Каждая из деталей, входящих: в состав собранного ротора или якоря, может быть неуравновешенной вследствие смещения ее осей инерции от оси вращения. В собранном роторе и якоре неуравновешенные массы, отдельных деталей в зависимости от их расположения могут суммироваться или взаимно компенсироваться. Роторы и якоря, у которых главная центральная ось инерции не совпадает с осью вращения, называют неуравновешенными.

Неуравновешенность, как правило, складывается из суммы двух неуравновешенностей -- статической и динамической. Вращение статически и динамически неуравновешенного ротора и якоря вызывает вибрацию, способную разрушить подшипники и фундамент машины. Разрушающее воздействие неуравновешенных роторов и якорей устраняют путем их балансировки, которая заключается в определении размера и места неуравновешенной массы. Неуравновешенность определяют статической или динамической балансировкой. Выбор способа балансировки зависит от требуемой точности уравновешивания, которой можно достигнуть на имеющемся оборудовании. При динамической балансировке получаются более высокие результаты компенсации неуравновешенности (меньшая остаточная неуравновешенность), чем при статической.

Для определения неуравновешенности ротор выводят из равновесия легким толчком. Неуравновешенный ротор (якорь) будет стремиться возвратиться в такое положение, при котором его тяжелая сторона окажется внизу. После остановки ротора отмечают мелом место, оказавшееся в верхнем положении. Прием повторяют несколько раз, чтобы проверить, останавливается ли ротор (якорь) всегда в этом, положении. Остановка ротора в одном и том же положении указывает на смещение центра тяжести.

В отведенное для балансировочных грузов место (чаще всего это внутренний диаметр обода нажимной шайбы) устанавливают пробные грузы, прикрепляя их с помощью замазки. После этого повторяют прием балансировки. Прибавляя или уменьшая массу грузов, добиваются остановки ротора в любом, произвольно взятом положении. Это означает, что ротор статически уравновешен, т. е. его центр тяжести совмещен с осью вращения. По окончании балансировки пробные грузы заменяют одним такого же сечения и массы, равной массе пробных грузов и замазки и уменьшенной на массу части электрода, которая пойдет на приварку постоянного груза. Неуравновешенность можно компенсировать высверливанием соответствующей части металла с тяжелой стороны ротора.

Более точной, чем на призмах и дисках является балансировка на специальных весах. Балансируемый ротор устанавливают шейками вала на опоры рамы, которая может поворачиваться вокруг своей оси на некоторый угол пoвoрачивая балансируемый ротор, добиваются наибольшего показания индикатора J, которое будет при условии расположения центра тяжести ротора.

Добавлением к грузу дополнительного груза--рамки с делениями добиваются уравновешивания ротора, которое определяют по стрелке индикатора. В момент уравновешивания стрелка совмещается с нулевым делением.

Если повернуть ротор на 180, его центр тяжести приблизится к оси качания рамы на двойной эксцентриситет смещения центра тяжести ротора относительно его оси. Об этом моменте судят по наименьшему показанию индикатора. Ротор уравновешивают вторично передвижением грузовой рамки по линейке со шкалой, отградуированной в граммах на сантиметр. О величине неуравновешенности судят по показаниям шкалы весов.

Статическая балансировка применяется для роторов, вращающихся с частотой, не превышающей 1000 об/мин. Статически уравновешенный ротор (якорь) может иметь динамическую неуравновешенность, поэтому роторы, вращающиеся с частотой выше 1000 об/мин, чаще всего подвергают динамической балансировке, при которой одновременно устраняются оба вида неуравновешенностей -- статическая и динамическая.

Закрепив постоянный груз, ротор подвергают проверочной балансировке и при удовлетворительных результатах передают в сборочное отделение для сборки машины.

Сборка и испытание электрических машин Сборка -- завершающий этап ремонта электрической машины, в процессе которого соединяют ротор со статором при помощи подшипниковых щитов с подшипниками и собирают остальные детали машины. Как правило сборка любой машины ведется в последовательности, обратной разборке.

Сборку машины ведут в такой последовательности, чтобы каждая устанавливаемая деталь постепенно приближала ее к собранному состоянию и в то же время не вызывала необходимости переделок и повторения операции.

Технологическая последовательность выполнения основных сборочных

Сборку машины постоянного тока П-41 (рис. 6) производят следующим образом. Надевают на главные полюса катушки возбуждения, устанавливают полюса с катушками в станине 16 согласно маркировке, сделанной при разборке, и крепят их болтами. Проверяют шаблоном расстояния между полюсными наконечниками, штихмасом -- расстояния между противоположными полюсами.

Рисунок 6 - Машина постоянного тока П-41

Надевают на добавочные полюса 13 катушки, вставляют полюса с катушками в станину 16 согласно маркировке, сделанной при разборке, и крепят их болтами. Проверяют шаблоном расстояния между полюсными наконечниками главных и добавочных полюсов, а штихмасом -- расстояния между противоположными добавочными полюсами. Соединяют катушки главных и добавочных полюсов согласно схеме соединений. Проверяют полярность главных и, добавочных полюсов, а также величину вылета обмотки 12, расположенной в сердечнике 14 якоря. Насаживают на вал 7 вентилятор согласно пометкам, сделанным при разборке. Закладывают консистентную смазку в лабиринтовые канавки. Надевают на вал внутренние крышки 2 и 20 подшипников. Нагревают шарикоподшипники в масляной ванне или индукционным методом и насаживают их на вал с помощью приспособления, Закладывают в подшипники консистентную смазку. Вводят якорь в станину, пользуясь приспособлением. Собирают траверсу 6 вместе со щеткодержателями на приспособлении и притирают щетки. Привинчивают траверсу со щеткодержателями к подшипниковому щиту 5 и поднимают щетки из гнезд щеткодержателей. Надвигают на шарикоподшипник задний подшипниковый щит 18, приподнимают якорь за конец вала и надвигают подшипниковый щит на замок станины. Ввертывают болты подшипникового щита в отверстия торца станины, не затягивая их до отказа. Надвигают на шарикоподшипник 3 передний подшипниковый щит 5. Приподнимают якорь и вводят подшипниковый щит в замок станины. Ввертывают болты подшипникового щита в отверстия торца станины, не затягивая их до отказа. Проверяют легкость вращения якоря, постепенно затягивая болты подшипниковых щитов. Надевают крышку 4 шарикоподшипника и стягивают крышки 4 и 2 болтами. Закладывают консистентную смазку в лабиринтовые канавки. Надевают крышку 19 шарикоподшипника и крепят крышки 19 и 20 болтами. Проверяют легкость вращения якоря, вращая его за конец вала. Опускают щетки на коллектор. Проверяют расстояния между щетками разных пальцев по окружности коллектора и сдвиг щеток по длине коллектора. Проверяют расстояния между коллектором и щеткодержателями. Собирают зажимы 7 на дощечке 9 в коробке 8 и крепят к ней конденсаторы 10. Устанавливают собранную дощечку зажимов на переднем подшипниковом щите 5. Производят электрические соединения согласно схеме. Проверяют щупами расстояния между якорем и полюсами. Подводят к зажимам провода питания от сети. Производят пробную обкатку машины. В процессе обкатки проверяют работу щеток и подшипников. Щетки должны работать без искрения, подшипники -- без шума. Окончив обкатку, закрывают коллекторные люки крышками. Отсоединяют провода питания и закрывают коробку зажимов крышкой. Сдают собранную машину мастеру или контролеру ОТК.

При выполнении сборочных работ электрослесарь должен помнить, что ротор электродвигателя, удерживаемый в центральном положении магнитным полем статора, должен иметь возможность перемещения («разбега») в осевом направлении. Это необходимо для того, чтобы вал ротора при малейшем смещении не стирал своими заточками торцы подшипников и не вызывал добавочных усилий или трении сопряженных частей машины. Величины осевого разбега, зависящие от мощности машины, должны быть: 2,5 -- 4 мм при мощности 10--40 кВт и 4,5 -- 6 мм при мощности 50--100 кВт.

У всех машин после ремонта проверяют нагрев подшипников и отсутствие в них посторонних шумов. У машин мощностью выше 50 кВт при частоте вращения более 1000 об/мин и у всех машин, имеющих частоту вращения свыше 2000 об/мин, измеряют величину вибрации.

Зазоры между активной сталью ротора и статора, измеренные в четырех точках по окружности, должны быть одинаковы. Размеры зазоров в диаметрально противоположных точках ротора и статора асинхронного электродвигателя, а также между серединами главных полюсов и якорем машины постоянного тока не должны отличаться более чем на ±10%.

Испытания электрических машин. В ремонтной практике встречаются главным образом следующие виды испытаний: до начала ремонта и в процессе его для уточнения характера неисправности; вновь изготовленных деталей машины; собранной после ремонта машины.

Испытания собранной после ремонта машины проводят по следующей программе:

проверка сопротивления изоляции всех обмоток относительно корпуса и между ними;

проверка правильности маркировки выводных концов;

измерение сопротивления обмоток постоянному току;

проверка коэффициента трансформации асинхронных двигателей с фазным ротором;

проведение опыта холостого хода; испытание на повышенную частоту вращения; испытание межвитковой изоляции; испытание электрической прочности изоляции.

В зависимости от характера и объема произведенного ремонта иногда ограничиваются выполнением лишь части перечисленных испытаний. Если испытания проводят до ремонта с целью выявления дефекта, то достаточно провести часть программы испытаний.

В программу контрольных испытаний асинхронных двигателей входят:

1) внешний осмотр двигателя и замеры воздушных зазоров между сердечниками;

2) измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между фазами обмоток;

3) измерение омического сопротивления обмотки в холодном состоянии;

4) определение коэффициента трансформации (в машинах с фазным ротором);

5) испытание машины на холостом ходу;

6) измерение токов холостого хода по фазам;

7) измерение пусковых токов в короткозамкнутых двигателях и определение кратности пускового тока;

8) испытание электрической прочности витковой изоляции;

9) испытание электрической прочности изоляции относительно корпуса и между фазами;

10)проведение опыта короткого замыкания;

11) испытание на нагрев при работе двигателя под нагрузкой.

В программу контрольных испытаний синхронных машин входят те же испытания за исключением п. 4, 7 и 10.

Контрольные испытания машин постоянного тока включают следующие операции:

внешний осмотр и измерение воздушных зазоров между сердечником якоря и полюсами;

измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса;

измерение омического сопротивления обмоток в холодном состоянии;

проверка правильности установки щеток на нейтралях;

проверка правильности соединения обмоток добавочных полюсов с

проверка согласованности полярностей катушек последовательного и параллельного возбуждений;

проверка чередования полярностей главных и добавочных полюсов;

испытание машины на холостом ходу;

испытание электрической прочности витковой изоляции;

испытание электрической прочности изоляции относительно корпуса;

испытание на нагрев при работе машины под нагрузкой.

Страница 1 из 5

Выявление и устранение неисправностей электрических машин

В электрических машинах возможны следующие виды неисправностей:

• искрение щеток;
• перегрев обмоток;
• короткие замыкания в обмотках;
• ненормальное напряжение генератора;
• положение, когда генератор не возбуждается;
• недопустимые колебания частоты вращения двигателя.

Искрение щеток сопровождается повышенным нагревом коллектора и щеток. Причиной этого может быть загрязнение щеток и коллектора, износ щеток, подгорание коллектора, неплотное прилегание пружин, заедание щеток в щеткодержателе.

Грязь со щеток и коллектора удаляют сжатым воздухом, а в некоторых случаях ветошью, смоченной в бензине. Изношенные более чем на 60% или поломанные щетки заменяют новыми. Новые или плохо притертые щетки притирают к коллектору. Для этого полоску шлифовальной бумажной шкурки (рис. 185, а) несколько раз протягивают между щеткой и коллектором. Шлифовальная шкурка абразивной поверхностью должна быть обращена к щетке. После притирки коллектор и щетки продувают сжатым воздухом.

Применять наждачное или карборундовое полотно для шлифования щеток нельзя. Для правильной притирки щеток концы шлифовальной шкурки нужно отогнуть вниз (см. рис. 185, а), так как при отгибании шкурки вверх (рис. 185, б) края щеток будут опилены и уменьшится активная ширина щеток, что может вызвать искрение на коллекторе.

Рис. 185 - Схемы притирки щеток: правильная (а), неправильная (б)

При наличии нагара, раковин и прочих местных дефектов коллектор протачивают на токарном станке или шлифуют мелкозернистыми шлифовальными кругами. Коллектор должен иметь полированную поверхность, поэтому после протачивания и шлифования его полируют, вследствие чего устраняются царапины, образовавшиеся в результате обработки коллектора (резцом или камнем). Полируют коллектор при номинальной частоте вращения (ротора двигателя), применяя шлифовальную бумажную шкурку № 00.

Для полирования коллектора шлифовальную шкурку прикрепляют к деревянной колодке (рис. 186), которую пригоняют точно по диаметру коллектора; ширину бруска выбирают такой, чтобы он мог свободно помещаться между двумя соседними траверсами. Колодку прижимают к вращающемуся коллектору. При получении гладкой поверхности коллектор очищают и продувают сжатым воздухом.

Рис. 186 - Колодка для полировки коллектора

Нажатие на щетку, создаваемое пружиной щеткодержателя, должно соответствовать определенному давлению. Для уменьшения механических потерь на коллекторе рекомендуется устанавливать минимальное нажатие, при котором щетки работают без искрения. Следует учитывать, что чем больше частота вращения, тем большее нажатие устанавливают, чтобы щетки удовлетворительно работали при возможных вибрациях щеткодержателей. Разница в нажатии на отдельные щетки не должна превышать 10% среднего его значения.

Проверку силы нажатия щеток производят динамометром (1) (рис. 187), закрепленным за рычажок щеткодержателя (2), прижимающий щетку (3) к коллектору (4). Для определения силы нажатия необходимо между щеткой и коллектором проложить лист бумаги (5) и постепенно оттягивать динамометр. В момент свободного вытаскивания бумаги из-под щетки динамометр будет показывать величину нажатия щетки на коллектор.

Рис. 187 - Измерение усилия нажатия щетки динамометром

Правильность установки щеток надо обязательно проверять после каждого протачивания коллектора. При неправильном положении щеток машина начинает искрить при неполной нагрузке. При холостом ходе машина не искрит. По мере возрастания нагрузки может наблюдаться круговой огонь по коллектору.

Проверку правильного положения траверсы производят индуктивным методом при неподвижной машине. К отключенной обмотке возбуждения через реостат от аккумуляторной батареи подводят постоянный ток. Величина тока в обмотке не должна превышать примерно 5...10% номинального. К зажимам якоря подсоединяют милливольтметр на 45...60 мВ с нулем посередине шкалы. В моменты замыкания и размыкания тока возбуждения в якоре индуцируется электродвижущая сила (э. д. с.) и стрелка прибора отклоняется в ту или другую сторону в зависимости от положения щеток. При щетках, находящихся в нужном положении (на нейтрали), э. д. с. должна быть равна нулю. Траверсу со щетками передвигают до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое положение щеток. Рекомендуется проверять правильность положения траверсы при различных положениях якоря. Якорь следует поворачивать в одном и том же направлении во избежание влияния на показания прибора возможного перемещения щеток в щеткодержателях. Окончательно правильное положение траверсы проверяют во время испытаний машины на стенде.

Кроме того, причиной искрения щеток может быть неодинаковое расстояние по окружности коллектора между щетками отдельных бракетов. Необходимо проверить положение щеток на коллекторе с помощью бумажной ленты и установить бракеты так, чтобы щетки соседних бракетов находились на одинаковом расстоянии по окружности коллектора.

Искрение может вызываться также применением угольных щеток несоответствующей марки (слишком мягких или слишком твердых). При ремонте необходимо заменять все щетки и устанавливать те марки, которые рекомендует завод-изготовитель электрических машин.

Повышенный нагрев (перегрев) обмоток электрической машины устанавливают в период предремонтных испытаний. Равномерный перегрев всей машины при отсутствии других признаков неисправности свидетельствует о ее перегрузке. В этом случае сначала следует проверить соответствие фактической нагрузки номинальному режиму работы машины. Ухудшение условий вентиляции в результате засорения вентиляционных каналов крыльчатки вентилятора может также вызвать перегрев машины.

Повреждения в обмотках полюсов приводят к неравномерному их нагреву. В обмотках полюсов чаще всего повреждаются переходы, выводные концы катушек и места прохода выводных концов через корпус. К наиболее распространенным дефектам следует отнести замыкание обмоток на корпус, обрыв или плохой контакт в обмотках, соединение между витками.

После выявления повреждений обмотки перематывают. Для этого удаляют старую обмотку, очищают пазы от заусенцев, окрашивают их лаком и изолируют электрокартоном, прессшпаном и лакотканью.

Способы устранения дефектов в обмотках полюсов зависят от характера повреждения. Обрыв, а также плохой контакт в наружных доступных для ремонта местах устраняют паянием. Чтобы найти замыкание на корпус, катушку с дефектом снимают с сердечника полюса и осматривают места соприкосновения с полюсом и станиной.

Замыкания в обмотках полюсов, если они находятся не на выводных концах, устраняют частичной или полной перемоткой. С катушки отматывают витки и одновременно осматривают. Если изоляция катушек, за исключением мест соединения с корпусом или замыкания между витками, не повреждена и находится в удовлетворительном состоянии, то изолируют только поврежденные места, а полная перемотка катушки не производится.

Если повреждения в обмотках полюсов вызваны влажной изоляцией, то катушку просушивают.

При коротких замыканиях в обмотке якоря генератор плохо возбуждается, двигатель не развивает номинальных оборотов, в некоторых случаях якорь вращается толчками. При возбуждении генератора от постороннего источника тока якорь сразу после подключения обмотки возбуждения, сильно нагревается и появляется дым. Пластины коллектора, соединенные с дефектной нагревающей обмоткой якоря, обгорают. В этом случае могут произойти короткие замыкания: части витков одной секции и всей секции, между двумя секциями, лежащими в одном пазу, в лобовых частях обмотки, между любыми двумя точками обмотки, например в случае пробоя обмотки на корпус в двух точках.

Для нахождения замыканий витков одной секции, между соседними коллекторными пластинами или же между соседними секциями, находящимися в одном слое обмотки, используют метод падения напряжений, не требующий специального оборудования. Он применяется как для петлевой, так и для волновой обмоток и особенно удобен при проверке якоря с уравнительными соединениями. Метод состоит в том, что к двум смежным коллекторным пластинам (1) (рис. 188) подводят постоянный ток с помощью щупов (2), а щупами (3) измеряют падение напряжения на этой же паре коллекторных пластин. В качестве источника тока удобно применять аккумуляторную батарею, обеспечивающую через последовательно включенный с якорем реостат ток 5...10 А. Тогда в случае петлевой обмотки при наличии замыкания в секции, присоединенной к проверяемой паре пластин, сопротивление ее будет меньше и падение напряжения при одном и том же токе будет также меньше, чем на другой паре пластин, между которыми нет замыкания. Проверять якорь необходимо при поднятых щетках.

Рис. 188 - Схема для нахождения замыканий между витками и обмотками якоря

Замыкание обмотки якоря или коллектора на корпус во время работы машины не обнаруживается, если только нет замыкания у одного из проводов сети. При наличии такого замыкания (если корпус машины не изолирован от земли) замыкание обмотки на корпус образует замкнутую цепь. При отсутствии заземления одного из проводов сети замкнутая цепь может образоваться только при замыкании обмотки на корпус в двух местах.

Определить замыкание обмотки на корпус можно мегомметром или контрольной лампой (рис. 189). В последнем случае один конец от лампы присоединяют к источнику питания, а другой — к коллектору, вал же якоря соединяют со вторым проводником источника питания. Наличие соединения обмотки с корпусом определяют по загоранию лампы. При этом способе лампа горит только при хорошем контакте в месте соединения.

Рис. 189 - Схема для нахождения места соединения обмотки якоря с корпусом

Присоединение источника тока к коллектору производится в случае петлевой обмотки в двух диаметрально противоположных точках, в случае волновой — к пластинам, находящимся на расстоянии половины коллекторного шага. Один проводник от милливольтметра присоединяют к валу якоря, а концом другого поочередно касаются всех коллекторных пластин. Если проверяют якорь с петлевой обмоткой, то по мере приближения к пластине, соединенной с корпусом, показания прибора уменьшаются. При соприкосновении конца проводника от прибора с пластиной коллектора, соединенной с корпусом, показание милливольтметра будет равно нулю. Показание будет очень малым при плохом контакте, а также когда замыкание на корпус имеет не коллекторная пластина, а секция, присоединенная к этой пластине.

Так как при проверке всего якоря наибольшее возможное напряжение, действующее на прибор, может оказаться равным напряжению, подводимому к якорю, необходимо применять прибор с пределом измерения, равным напряжению источника питания. Уменьшения отклонения стрелки прибора можно достигнуть регулировкой силы тока путем подключения прибора через реостат.

Место замыкания на корпус можно найти, если шевелить по очереди секции в местах выхода обмотки из пазов и одновременно измерять сопротивление изоляции мегомметром. Шевеление секций создает изменение контакта, а следовательно, и изменение сопротивления. Вместо мегомметра можно пользоваться контрольной лампой, включая ее между коллектором и валом якоря. Дефект обнаруживают по миганию лампы.

В тех случаях, когда указанные выше способы не дают результатов, приходится путем распайки обмотки делить ее на части. Разделив обмотку на две части, проверяют мегомметром каждую часть в отдельности. Обнаружив замыкание на корпус в одной из половин, концы другой оставляют нетронутыми, а поврежденную половину снова разделяют на две части и так до тех пор, пока точно не определится секция с замыканием на корпус.

Устраняют повреждения разными способами. Например, обрыв или плохой контакт в обмотке (в петушках и хомутиках) и коллекторе устраняют перепайкой обмотки в указанных местах; если же обрыв произошел в самом проводнике, то стержень или секцию заменяют новыми.

Наиболее часто замыкание на корпус встречается в местах выхода секций из пазов. Этот дефект устраняют установкой под секцией небольших клиньев из изоляционного материала (фибры, сухого бука) или прокладкой, покрытой лаком подкладки из летероида, электрокартона, слюды и т. д. Замыкание на корпус в пазовой части секции устраняют переизолировкой всей секции или же заменяют ее новой. Замыкание на корпус, вызванное увлажнением изоляции, устраняют просушкой. Если замыкание на корпус в нескольких секциях и, кроме того, изоляция других секций плохая, то перематывают всю обмотку якоря. В случае соединения коллектора с корпусом необходима его разборка и ремонт.

Замыкание в обмотке якоря между несмежными секциями и вообще замыкание большого числа секций встречаются реже замыканий внутри самой секции или же между концами секций на коллекторе. Поэтому прежде чем приступить к устранению замыканий, необходимо тщательно осмотреть коллектор и убедиться в отсутствии соединений между его пластинами.

В случае короткого замыкания в секции ее необходимо заменить, так как при этом дефекте вся изоляция секции обычно приходит в негодность. Переизолировкой места замыкания можно ограничиться только в случае неполного контакта в месте замыкания. Длительная работа машины при больших короткозамкнутых ветвях может привести в негодность всю обмотку, что потребует полной ее перемотки.

В асинхронных электродвигателях возможны следующие виды неисправностей:

• перегрев статора;
• перегрев обмоток статора и ротора;
• ненормальная частота вращения двигателя;
• ненормальный шум в машине.

Перегрев статора может наблюдаться при напряжении сети выше номинального. Для устранения этой неисправности достаточно снизить напряжение сети до номинального или улучшить вентиляцию двигателя.

Повышенный местный нагрев при холостом ходе двигателя и номинальном напряжении сети может вызываться заусенцами, образовавшимися при опиливании или вследствие касания ротора о статор во время работы двигателя. Неисправность устраняют удалением заусенцев; для этого места замыкания обрабатывают напильником, соединенные стальные листы разъединяют, лакируют изоляционным лаком с последующей сушкой на воздухе.

В обмотках переменного тока возможны короткие замыкания между витками одной катушки, катушками одной фазы и катушками разных фаз. Основным признаком, по которому можно найти замыкание в обмотках переменного тока, является повышенный нагрев части катушки с короткозамкнутыми витками. В некоторых случаях короткозамкнутую часть обмотки можно сразу определить по внешнему виду — по обугливающейся изоляции.

Для определения дефекта в статорной или роторной обмотке необходимо статорную обмотку включить на пониженное напряжение (1 / 3 ... 1 / 4 номинального) при разомкнутом роторе и измерить напряжение на кольцах ротора, медленно проворачивая ротор. Если напряжения на кольцах ротора (попарно) не равны между собой и меняются в зависимости от положения ротора по отношению к статору, то это указывает на замыкание в статорной обмотке. При замыкании в роторной обмотке (при исправной статорной) напряжение между кольцами ротора будет неодинаковым и не будет меняться в зависимости от положения ротора.

После того как установлено, какая из обмоток (роторная или статорная) имеет соединение между витками, определяют дефектную фазу рассмотренными выше способами.

Если замыкание произошло между двумя фазами, то место соединения находят аналогично предыдущему, разъединяя обмотки пофазно. Катушки одной из фаз, имеющей соединение, разделяют на две части и мегомметром проверяют наличие соединений каждой такой половины со второй фазой. Затем ту часть, которая соединена с другой фазой, снова разделяют на две части и каждую из них снова проверяют и т. д.

Метод последовательного деления на части применяют при нахождении замыкания в обмотках, имеющих параллельные ветви. В этом случае необходимо дефектные фазы разделить на параллельные ветви и определить сначала, между какими ветвями имеется соединение, а затем применить к ним метод. Так как замыкания между фазами чаще бывают в лобовых частях обмотки или соединительных проводниках, то иногда удается сразу же найти место соединения путем шевеления лобовых частей с одновременной проверкой мегомметром.

Перегрев обмотки статора может наблюдаться при перегрузке двигателя или нарушении его нормальной изоляции. Снижение напряжения на зажимах двигателя ниже номинального также вызывает перегрузку двигателя током. Перегрев обмотки будет в случае неправильного соединения обмоток статора по схеме треугольника, а не звездой.

Причиной сильного местного нагрева обмотки статора может быть межвитковое соединение в обмотке или короткое замыкание между двумя фазами. Признаки неисправности: неодинаковая сила тока в отдельных фазах, двигатель сильно гудит и развивает пониженный крутящий момент.

Ремонт обмоток

При обнаружении межвитковых замыканий или замыканий на корпус, а также обрыва в фазах обмоток статора проводят частичную или полную перемотку статора. Чтобы облегчить извлечение дефектных катушек из пазов, статор нагревают до 70...80° С. Затем с помощью выколотки и деревянного молотка выбивают текстолитовые клинья, разрезают и снимают с помощью межкатушечных соединений обмотки статора, разъединяют катушки и вынимают их из пазов. Пазы статора очищают от старой изоляции, проверяют состояние стальных пакетов.

Намотку катушек производят изолированным проводом соответствующей марки на каркасе или шаблоне. Если отсутствует провод требуемой марки, катушку мотают проводом другой марки, но того же класса изоляции.

Катушки наматывают на шаблон-лодочку, имеющий устройство для закрепления концов проводов. Одна из сторон шаблона выполняется съемной для снятия катушки после намотки. При намотке катушек из тонкого изолированного провода с большим числом витков используют автоматические и полуавтоматические станки. Эти станки снабжены счетчиками оборотов и устройствами для автоматической остановки станка после намотки требуемого числа витков. Станки имеют приспособления для укладки между слоями катушек бумажных изоляционных прокладок и механизмы раскладки, укладывающие проводники в правильные ряды.

По окончании намотки по периметру катушки укладывают прокладку из электрокартона и связывают катушку в местах вырезов в шаблоне. Концы проводов обрезают на расстоянии, указанном на чертеже.

Корпусную изоляцию катушек выполняют из нескольких слоев лакоткани или микаленты. Для придания необходимой формы и монолитности витки пазовой части катушки перед наложением корпусной изоляции смазывают клеящим глифталевым или шеллачным лаком. Затем пазовую часть катушки нагревают в специальном нагревателе до 110...120°С, после чего закладывают в пресс-форму.

При опрессовке нагретые связующие вещества клеящего лака размягчаются и заполняют поры изоляции, при охлаждении затвердевают и скрепляют проводники катушки. Катушки крепят в пазах текстолитовыми клиньями, забиваемыми деревянным молотком.

Катушки, заложенные в пазы, соединяют пайкой или сваркой оплавлением. Сварка оплавлением производится через понижающий трансформатор мощностью 500...600 Вт и напряжением 220/24 и 220/12 В и может быть применена для соединения проводов диаметром от 0,8 мм и выше. Свариваемые концы проводов предварительно скручивают и соединяют с одним из зажимов трансформатора, к другому зажиму присоединяют угольный электрод.

В электродвигателях, используемых на рефрижераторном подвижном составе, наибольшее распространение получили обмоточные провода из медной проволоки. В некоторых типах электродвигателей применяют алюминиевые провода, которые по механической прочности и электрической проводимости значительно уступают медным.

Обмоточные провода изготовляют с волокнистой, эмалевой и комбинированной изоляцией. Материалом для волокнистой изоляции является бумага (кабельная или телефонная), хлопчатобумажная пряжа, натуральный и искусственный шелк (капрон, лавсан), асбестовые и стеклянные волокна. Их накладывают в один или несколько слоев в виде обмотки или оплетки (чулка). Для эмалевой изоляции используют различные органические соединения (поливинилацетат, кремнийорганические смолы и т. д.).

Марки обмоточных проводов условно обозначаются буквами. В некоторых марках после буквенного обозначения стоит цифра «1» или «2»: цифра «1» указывает на нормальную толщину изоляции, цифра «2» — на усиленную толщину.

Обозначение марок обмоточных проводов начинается с буквы П (провод). Волокнистая изоляция обозначается буквами: Б — хлопчатобумажная пряжа, Ш — натуральный шелк, ШК и К — искусственный шелк, капрон, С — стекловолокно, А — асбестовое волокно. Буквами О и Д обозначается количество слоев изоляции (один или два). Для алюминиевых обмоточных проводов в конце обозначения добавляется буква А. Например , марка ПБД обозначает: провод обмоточный медный с изоляцией из двух слоев хлопчатобумажной пряжи.

Эмалевая изоляция обмоточных проводов обозначена так: ЭЛ — эмаль лакостойкая, ЭВ — эмаль высокопрочная (винифлекс), ЭТ — эмаль теплостойкая полиэфирная, ЭВТЛ — эмаль полиуретановая, ЭЛР — эмаль полиамидно-резольная. Например , марка ПЭЛ обозначает: провод медный, покрытый лакостойкой эмалью.

Применяется также комбинированная изоляция, которая состоит из эмалевой изоляции и наложенной поверх нее изоляции из волокнистых материалов. Например, марка ПЭЛБО обозначает: провод медный, покрытый лакостойкой эмалью и хлопчатобумажной пряжей в один слой. Марки обмоточных проводов, изолированных стекловолокном и пропитанных в теплостойком лаке, имеют в обозначении букву К (например, провод марки ПСДК).

Трехфазные обмотки статоров машин переменного тока условно подразделяют на однослойные, когда сторона катушки занимает весь паз, и двухслойные, когда сторона катушки занимает половину паза по высоте, т. е. в каждый паз закладываются две стороны катушки.

Двухслойные обмотки — наиболее распространенные типы обмоток статоров машин переменного тока. При перемотке двухслойной статорной обмотки сначала укладывают в пазы нижние стороны катушек первой фазы, а верхние стороны временно остаются поднятыми. Затем последовательно укладывают в пазы обе стороны катушек второй и третьей фазы. При этом одну сторону катушки помещают в нижнюю часть следующего незаполненного паза, а другую — верхнюю часть паза, уже наполовину заполненного обмоткой.

После укладки нижние, а затем и верхние обмотки уплотняют на дне паза с помощью специальной оправки и молотка. Между нижним и верхним слоями обмотки помещают изоляционную прокладку, верхний слой обмотки закрывают изоляцией и укрепляют клином. Между лобовыми частями фазных катушек помещают электрокартон. Уложенные катушки соединяют пайкой, а места соединений изолируют. После укладки обмотки проверяют правильность соединения катушек.

Ремонт коллекторов

В случае обнаружения на поверхности коллектора дорожек от срабатывания щетками коллектор протачивают, шлифуют и полируют. Для шлифования применяют абразивные круги, в состав которых входит пемза, пропитанная керосином. Полируют коллектор деревянной вогнутой колодкой, оклеенной стеклянной бумагой.

Во избежание выступления миканитовых прокладок над поверхностью коллектора его продороживают. Продороживание состоит в том, что миканитовую изоляцию между коллекторными пластинами вырезают на глубину 0,5...1,5 мм, на поверхности коллектора образуются продольные дорожки. Продороживание необходимо потому, что миканит более тверд, чем коллекторная медь, и при износе медных пластин миканит выступает на поверхность коллектора, что ухудшает работу щеток и коммутацию машины.

Продороживание коллекторов машин малой и средней мощности (преобразователей), подвагонных генераторов производят вручную с помощью скребка, изготовленного из ножовочного полотна (рис. 190). Продороживание коллекторов машин большой мощности осуществляют на станке фрезой или специальной переносной машинкой с гибким шлангом.

Рис. 190 - Продороживание изоляции коллекторов: 1 - коллектор; 2 - фреза; 3 - электродвигатель; 4 - суппорт продольного перемещения; 5 - суппорт вертикального перемещения; 6 - маховик; 7 - ролик

После фрезерования грани коллекторных пластин снимают шабером. Фаски снимают под углом 45° размером 0,5 мм (рис. 191) и тщательно очищают коллектор от остатков слюды и меди.

Рис. 191 - Снятие фасок с коллекторных пластин

Иногда требуется произвести выемку одной или нескольких медных пластин, имеющих значительные оплавления или выгорания меди. Причинами таких повреждений могут быть короткие замыкания между пластинами, пробой миканитовых пластин, поломка петушков в непосредственной близости от места соединения с пластинами.

Техническими условиями на ремонт электрических машин допускается замена не более пяти пластин. Замена коллекторных пластин относится к числу сложных видов ремонта; выемка даже одной пластины может повлечь за собой нарушение монолитности коллектора и потерю геометрически правильной формы, если не принять специальных мер и не применить соответствующие приспособления для скрепления коллектора при удалении пластины. В качестве одного из таких приспособлений может служить стяжной диск.

Биение коллектора в отремонтированной машине измеряют индикатором после вращения якоря с номинальной скоростью. Биение коллектора должно быть не более 0,03...0,04 мм. Превышение этих норм вызывает сильное искрение щеток. Причинами биения коллектора могут быть эксцентриситет, эллиптичность и выступание отдельных пластин при ослаблении их крепления. Если обнаруживают чрезмерное биение коллектора, машину разбирают и затягивают болты, стягивающие пластины, сначала в холодном состоянии, затем с подогревом до 100...110°С. После этого поверхность коллектора обтачивают, полируют и продороживают.

Наиболее часто встречающиеся повреждения контактных колец следующие: износ (срабатывание) контактной поверхности и нарушение изоляции контактных болтов, оплавление и выгорание участков контактной поверхности.

Короткозамкнутые кольца с небольшими оплавленными и выгоревшими участками контактной поверхности можно восстанавливать наплавкой на нее латуни или фосфористой меди с последующей механической обработкой. Этим же способом можно восстанавливать частично изношенные пластины.

Восстановление изоляции контактных колец с холодной посадкой на втулку производят следующим образом. Внутрь собранного на подставке (6) (рис. 192) комплекта колец (5), уложенных с промежуточными дистанционными прокладками (4), вставляют несколько слоев электрокартона (3) толщиной 0,1...0,4 мм. Чтобы слои изоляции не сбивались при опрессовке, внутрь вставляют разрезную гильзу (2), свернутую из листовой стали толщиной 1,5 мм. Втулку (1) запрессовывают в отверстие гильзы на гидравлическом прессе.

Рис. 192 - Сборка контактных колец

Для повышения надежности холодной прессовки (посадки), изоляционный материал должен иметь малую усадку, т. е. он должен быть хорошо пропитан и просушен.

При горячей посадке контактных колец, в отличие от вышеприведенного способа ремонта, не втулку впрессовывают в контактные кольца, а контактные кольца в горячем виде с натягом насаживают на изолированную втулку.

Для изолирования втулки используют формовочный миканит толщиной 0,25...0,35 мм, разрезают полосами, смазывают шеллачным или глифталевым лаком, просушивают на воздухе в течение 0,5...1 ч и плотно накладывают на втулку, подогретую до 80...100° С. Полосы накладывают с небольшим перекроем до тех пор, пока диаметр втулки с наложенной на нее изоляцией превысит внутренний диаметр контактных колец на 1,5...2 мм. Затем изоляцию обертывают двумя-тремя слоями бумаги, плотно стягивают хомутом из стали толщиной 2...3 мм, нагревают до 120...130° С, подтягивают болты хомута и подвергают термической обработке изоляцию в течение 2...3 часа при 150° С — для шеллачного миканита и при 180° С — для глифталевого.

После остывания втулки с изоляции удаляют подтеки лака и протачивают на станке. Диаметр проточенной изоляции должен превышать внутренний диаметр контактных колец на величину натяга.

Контактные болты изолируют микафолием или формовочным миканитом толщиной 0,2...0,3 мм. Для этого поверхность болта очищают от старой изоляции, смазывают глифталевым или шеллачным лаком и просушивают на воздухе в течение 0,5...1 часа. Микафолиевую или миканитовую полосу также покрывают лаком, подогревают до размягчения, после чего плотно накладывают на болт и обкатывают на ровной, подогреваемой поверхности. Затем плотно обертывают изоляцию болта двумя-тремя слоями киперной ленты и подвергают термической обработке в течение 2...3 часов при соответствующей температуре. После остывания снимают с изоляции киперную ленту, очищают изоляцию от неровностей и подтеков лака, обрабатывают до нужных размеров вручную или на станке и обклеивают одним-двумя слоями электрокартона.

Щеткодержатели и траверсы тщательно осматривают, проверяют состояние их изоляции и исправность деталей щелочного аппарата. Во время ремонта щетки полностью заменяют, устанавливая вместо них щетки марок, рекомендуемых заводом-изготовителем электрических машин. В машинах постоянного тока щетки несоответствующей марки могут вызвать сильное искрение на коллекторе.

Новые щетки притирают по коллектору.

Притирка щеток вручную — очень трудоемкая операция, поэтому при замене щеток их притирают вне машины на специальном станке (рис. 193). На этом же станке проверяют правильность расстановки щеток по окружности коллектора. Червячный винт (7), насаженный на конец вала электродвигателя (1), вращает через червячное колесо (6) вал (3). Вал опирается на два шарикоподшипника, вставленных в капсулу (8), а вверху направляется бронзовой втулкой, запрессованной в плите (2). На шейку, проточенную в плите, надевают сменные оправки (4) для установки траверс щеткодержателей машин разных типов. На конец вала надевают барабан (5), наружный диаметр которого на 1 мм меньше диаметра коллектора. На барабан нанесены риски, по которым проверяют расстановку щеток по окружности коллектора. Затем вынимают щетки из обойм щеткодержателей и обертывают барабан стеклянной бумагой, которую закрепляют лентой. Щетки вставляют в обоймы, опускают на них нажимные пальцы щеткодержателей и включают электродвигатель. Щеточную пыль удаляют с помощью вытяжной вентиляции.

Рис. 193 - Станок для притирки щеток

Во время проверки состояния траверсы щеткодержателей обращают внимание на легкость перемещения нажимных пальцев при подъеме и опускании: при этом пальцы не должны касаться боковых стенок и вырезов щеткодержателей. Изоляция пальцев и изоляционные шайбы не должны иметь повреждений. Проверяют наличие стопорных болтов, болтов крепления пальцев и других крепежных элементов. Неисправные детали щеткодержателей (токоведущие болты, винты, нажимные пальцы, поломанные и недостаточно жесткие пружины) заменяют.

При вращении коллектора щетки вибрируют в обоймах и изнашивают их. Увеличение зазора между щеткой и обоймой щеткодержателя ведет к перекосу щетки в обойме и нарушению ее контакта с коллектором. Разработанные отверстия в корпусе щеткодержателей восстанавливают гальваническим способом или наплавкой с последующей обработкой. При невозможности восстановления обойму заменяют на новую. Восстановление размеров обоймы обжатием не допускается.

2.12. Ремонт обмоток электрических машин

Обмотка является одной из наиболее важных частей электрической машины. Надежность машин в основном определяется качеством обмоток, поэтому к ним предъявляются требования электрической и механической прочности, нагревостойкости, влагостойкости и др. Все проводники обмотки должны быть изолированы друг от друга и от корпуса машины. Роль межвитковой изоляции выполняет изоляция самого провода, которая наносится на него в процессе изготовления на заводе. Изоляция, которая отделяет проводники обмотки от корпуса, называется корпусной.
Закрытые пазы (рис. 2.22, а) применяют как в фазных, так и в короткозамкнутых роторах асинхронных двигателей. В современных машинах закрытые пазы имеют прорези для уменьшения пазового рассеяния (эти прорези нельзя использовать для закладывания проводов, поэтому пазы и называются закрытыми). Проводники в такие пазы помещают с торца сердечника.

Рис. 2.22. :
а - закрытый; б - полузакрытый; е - полуоткрытый; г - открытый с бандажом; д - открытый с клином

Полузакрытые пазы (рис. 2.22, б) используют в статорах машин переменного тока мощностью до 100 кВт и напряжением до 660 В, а также в роторах и якорях машин мощностью до 15 кВт. Проводники обмотки круглого сечения опускают в пазы по одному через узкую прорезь.
Полуоткрытые пазы (рис. 2.22, в) применяют в статорах машин переменного тока мощностью 120 - 400 кВт и напряжением не выше 660 В. В них укладывают жесткие катушки по две в каждом слое.
Открытые пазы с креплением обмотки проволочным бандажом (рис. 2.22, г) используют в якорях машин постоянного тока мощностью до 200 кВт.

Открытые пазы с креплением, обмотки клином (рис. 2.22, д) применяются в якорях машин постоянного тока мощностью более 200 кВт, роторах синхронных машин мощностью 15 -100 кВт, статорах асинхронных машин мощностью свыше 400 кВт и крупных синхронных машин.
Корпусная изоляция может быть гильзовой или непрерывной.
При полуоткрытой и открытой формах паза прямолинейную часть проводов или катушек с гильзовой изоляцией обматывают несколькими слоями изоляционного материала, а для скрепления слоев оплетают изоляционными лентами. При полузакрытой форме паза гильзы из нескольких слоев помещают в пазы перед укладкой обмотки. Гильзовая изоляция простая в исполнении и занимает мало места в пазу, но ее можно применять в машинах с рабочим напряжением не выше 660 В. Это объясняется тем, что на стыках между гильзами и ленточной изоляцией лобовых частей катушек может быть пробой изоляции. Поэтому обмотки всех машин напряжением выше 1000 В имеют сплошную изоляцию.
В этом случае катушки или стержни обмоток оплетают изоляционной лентой по всему контуру. Материал ленты подбирают в зависимости от класса нагревостойкости обмотки, количество слоев определяется рабочим напряжением машины.
Существует несколько способов обматывания проводников и катушек обмотки с изоляционной лентой.
Обматывание лентой вразбежку (рис. 2.23, а) - изоляционный слой не образуется, поэтому этот способ применяется только для стягивания витков катушки или удерживания слоев гильзовой изоляции.

Обматывание лентой встык (рис. 2.23, б) - непрерывный слой изоляции не получается, так как в местах стыков могут быть оголенные участки катушки. Такое изолирование применяют только для защиты пазовых частей катушки.

В

Рис. 2.23. : а - вразбежку; б - встык; в - внахлестку

Обматывание лентой внахлестку (рис. 2.23, в) - образуется основная изоляция катушки или стержня. При этом перекрывают предыдущий виток ленты на 1/3, 1/2 или 2/3 ее ширины. Чаще всего применяют перекрытие на 1/2 ширины ленты. При этом действительная толщина изоляции получается вдвое больше расчетной.
Кроме межвитковой и корпусной изоляции катушек в обмотках применяют дополнительные изоляционные прокладки: на дне паза, между слоями обмоток, под проволочными бандажами, между лобовыми частями. Эти прокладки изготавливают из электрокартона, лаковой ткани и изоляционных пленок, а в машинах с нагревостойкой изоляцией из стеклоткани, микафолия, гибкого миканита и т. д.
Нагревостойкость изоляции является одним из важнейших ее свойств. В зависимости от этого параметра изоляционные материалы разделяют на семь классов: Y (90 °С), А (105 °С), Е (120 °С), В (130 °С), F (155 °С), Н (180 °С), С (более 180 °С).

Диэлектрические свойства изоляции характеризуются ее электрической прочностью и величиной электрических потерь. Высокой электрической прочностью обладают материалы на основе слюды. Например, электрическая прочность микаленты в зависимости от марки и толщины составляет 16 - 20 кВ/мм, непропитанной хлопчатобумажной ленты - только 6, а стеклоленты - 4 кВ/мм.
Электрическая прочность изоляционных материалов может значительно снизиться в результате деформаций при изготовлении обмоток. После пропитки соответствующими растворами электрическая и механическая прочность некоторых изоляционных материалов повышается.
Для обмоток электрических машин применяют провода с волокнистой, эмалевой и комбинированной изоляцией и голые провода круглого, прямоугольного и фасонного сечений.
Провода с эмалевой изоляцией круглого и прямоугольного сечения все в большей степени используются вместо проводов с волокнистой изоляцией, так как эмалевая изоляция более тонкая, чем волокнистая.
Обмотка электрической машины состоит из витков, катушек и катушечных групп.
Виток - два последовательно соединенных между собой проводника, размещенных под соседними разноименными полюсами. Виток может состоять из нескольких параллельных проводников. Число витков зависит от номинального напряжения машины, а площадь сечения проводников - от ее тока.
Катушка - несколько витков, уложенных соответствующими сторонами в два паза и соединенных между собой последовательно. Части катушки, которые лежат в пазах сердечников, называют пазовыми или активными, а размещенные за пазами - лобовыми.
Шаг катушки - число пазовых делений, заключенных между центрами пазов, в которые укладываются стороны витка или катушки. Шаг катушки может быть диаметральным или укороченным. Диаметральным называют шаг, 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 - несколько катушечных групп, уложенных в пазы и соединенных по определенной схеме.
Обмотки электрических машин разделяют на петлевые, волновые и комбинированные. По способу заполнения паза они могут быть однослойными и двухслойными. При однослойной обмотке сторона катушки занимает весь паз по его высоте, а при двухслойной - только половину, вторую его половину заполняет соответствующая сторона другой катушки.
Основным типом статорной обмотки асинхронных машин является двухслойная обмотка с укороченным шагом. Однослойные обмотки применяются только в электродвигателях малых габаритов.
На рис. 2.24 показаны развернутая и фронтальная (торцевая) схемы двухслойной трехфазной обмотки. Стороны катушек в пазовой части обозначают двумя линиями - сплошной и штриховой. Сплошной линией изображают сторону катушки, которая уложена в верхнюю часть паза, а штриховой - нижнюю сторону катушки, уложенной на дно паза. В разрывах вертикальных линий указывают номера пазов сердечника. Нижний и верхний слои лобовых частей изображают соответственно штриховыми и сплошными линиями.
Начала первой, второй и третьей фаз обозначают CI, С2, СЗ (по старому, но широко используемому ГОСТу) или Ul, VI, W1 (по новому ГОСТу), а концы этих фаз - соответственно С4, С5, С6 или U2, V2, W2. На схеме указывается вид обмотки, а также даются ее параметры: z - число пазов; 2р - число полюсов; у - шаг обмотки по пазам; а - число пар параллельных ветвей в фазе; т - число фаз; способ соединения фаз - Y - звездой, Л - треугольником.
Обмотки статоров выполняют однослойными и двухслойными. Намотку однослойных обмоток осуществляют механизированным способом на специальных станках.
Однослойные обмотки имеют разную форму, а лобовые части одной катушечной группы - одинаковую форму, но разные размеры (рис. 2.25). Чтобы уложить обмотку в пазы сердечника статора, лобовые части катушек располагают по окружности в два или три ряда. Наиболее распространены однослойные двух- и трехплоскостные обмотки (лобовые части обмотки располагаются на двух или трех уровнях.

Роторы асинхронных двигателей выполняют с короткозамкнутой или фазной обмоткой. Короткозамкнутые обмотки электрических машин старых конструкций изготовлялись в виде "беличьей клетки" из медных стержней, концы которых были запаяны в отверстиях, высверленных в медных короткозамкнутых кольцах (см. рис. 2.3). В современных асинхронных электрических машинах мощностью до 100 кВт короткозамкнутую обмотку ротора образуют заливкой его пазов расплавленным алюминием.

С1 С6 С2 С4 СЗ С5
Рис. 2.25. (г = 24; р = 2): а - с четным числом пар полюсов; б - расположение лобовых частей; в - с нечетным числом пар полюсов; г - расположение лобовых частей

В фазных роторах асинхронных двигателей чаще всего применяют волновые или петлевые обмотки. Наиболее распространены волновые обмотки, преимущество которых заключается в минимальном числе межгрупповых соединений. Основным элементом волновой обмотки является обычный стержень. Двухслойную волновую обмотку выполняют, вставляя с торца ротора в каждый его закрытый или полузакрытый паз по два стержня. Схема волновой обмотки четырехполюсного ротора, который имеет 24 паза, показана на рис. 2.26, а. Шаг волновой обмотки равен числу пазов, разделенных на число полюсов. Для схемы, изображенной рис. 2.26, а, он будет равен 6. Это означает, что верхний стержень паза 1 подходит к нижнему стержню паза 7, который при шаге обмотки, равном 6, соединяется с верхним стержнем паза 13 и нижним стержнем паза 19. Для продолжения обмотки шагом, равным 6, необходимо соединить нижний стержень паза 19 с верхним стержнем паза 1, а значит, замкнуть обмотку, что недопустимо. Чтобы избежать этого, укорачивают или удлиняют шаг обмотки на один паз. Волновые обмотки с укороченным шагом на один паз называют обмотками с укороченными переходами, а с увеличенным шагом на один паз - обмотками с удлиненными переходами.
На схеме обмотки число пазов на полюс и фазу равно двум, поэтому необходимо сделать два обхода ротора, а для образования четырехполюсной 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, который отстает от него на один шаг. Далее делается два обхода ротора. Продолжая обход ротора задним шагом, нижний стержень паза 12 соединяют с верхним стержнем паза 6. Дальнейшие соединения делают так. Нижний стержень паза 1 соединяют с верхним стержнем паза 19, который (как видно из схемы) соединяется с нижним стержнем паза 13, а тот в свою очередь с верхним стержнем паза 7. Второй конец верхнего стержня этого паза идет на вывод, образуя конец первой фазы.
Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей соединяют преимущественно "звездой" с выводом трех концов обмотки к контактным кольцам. Выводы обмотки ротора обозначают PI, Р2, РЗ (по старому ГОСТу) или Kl, LI, Ml (по новому ГОСТу), а концы фаз обмотки соответственно Р4, Р5, Р6 или К2, L2, М2.

Перемычки, которые соединяют начала и концы фаз обмотки ротора, указывают римскими цифрами, например, в первой фазе перемычка, которая соединяет начало Р1 и конец Р4, обозначена I-IV, Р2 и Р5 - II-V, РЗ и Р6 - III-VI.


Для якорей машин постоянного тока применяют петлевые и волновые обмотки. Простая волновая обмотка якоря (рис. 2.26, б) получается соединением выводных концов секции с двумя коллекторными пластинами 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 был начат обход, и далее продолжают обходы по якорю и коллектору, пока не будут заполнены все пазы и не замкнется обмотка.
Подготовка обмоток к ремонту. Ремонт обмоток выполняется специально обученными рабочими на обмоточных участках ремонтного подразделения или предприятия. Подготовка машин к ремонту заключается в подборе обмоточных проводов, изоляционных, пропиточных и вспомогательных материалов. Перечень материалов, необходимых для ремонта обмоток, заносят в эксплуатационную документацию электрической машины.
Для выявления замыканий в обмотке между витками одной катушки или проводами разных фаз используют специальные приборы. Определив характер неисправности обмотки, начинают ее ремонт.
Технология капитального ремонта обмоток электрических машин включает следующие основные операции:
разборка обмотки;
очистка пазов сердечника от старой изоляции;
ремонт сердечника и механической части машины;
очистка катушек обмотки от старой изоляции;
подготовительные операции для изготовления обмотки;
изготовление катушек обмотки;
изолирование сердечника и обмоткодержателей;
укладывание обмотки в паз;
пайка соединений обмотки;
крепление обмотки в пазах;
сушка и пропитка обмотки.
Ремонт обмоток статоров. Изготовление обмотки статора начинают с намотки отдельных катушек на шаблоне. Чтобы правильно выбрать размер шаблона, необходимо знать основные размеры катушек, главным образом их прямолинейной и лобовой частей. Размеры катушек обмотки демонтируемых машин определяют путем замеров старой обмотки.
Катушки всыпных обмоток статоров изготавливают обычно на универсальных шаблонах (рис. 2.27). Такой шаблон представляет собой стальную плиту 1, которая при помощи приваренной к ней втулки 2 соединяется со шпинделем намоточного станка. Плита имеет форму трапеции. В ее прорези установлены четыре шпильки, закрепленные гайками. При намотке катушек разной длины шпильки перемещают в прорезях. При намотке катушек разной ширины шпильки переставляют с одних прорезей в другие.
В обмотках статора машин переменного тока обычно несколько соседних катушек соединяют последовательно, и они образуют катушечную группу. Чтобы избежать лишних паечных соединений, все катушки одной катушечной группы наматывают цельным проводом. Поэтому на шпильки 3 надевают ролики 4, выточенные из текстолита или алюминия. Число желобков на ролике равно наибольшему числу катушек в катушечной группе, размеры желобков должны быть такими, чтобы в них могли поместиться все проводники катушки.

Рис. 2.27.: 1 - плита; 2 - втулка; 3 - шпилька; 4 - ролики

Иногда при ремонте обмоток двигателей приходится заменять отсутствующие провода проводами других марок и сечений. По тем же причинам вместо намотки катушки одним проводом используют намотку двумя (и более) параллельными проводами, суммарное сечение которых эквивалентно требуемому. При замене проводов ремонтируемых двигателей предварительно (до намотки катушек) проверяют коэффициент заполнения паза, который должен быть 0,7 - 0,75.
Катушки двухслойной обмотки укладывают в пазы сердечника группами, как они были намотаны на шаблоне. Провода распределяют в один слой и кладут стороны катушек, которые прилегают к пазу. Другие стороны катушек не укладывают в пазы до тех пор, пока не будут уложены нижние стороны катушек во все пазы (рис. 2.28). Следующие катушки кладут одновременно верхними и нижними сторонами. Между верхними и нижними сторонами катушек в пазах устанавливают изоляционные прокладки из электрокартона, согнутого в виде скобочки, а между лобовыми частями - из лакоткани или листов картона с наклеенными на них кусочками лакоткани.
При ремонте электрических машин старых конструкций с закрытыми пазами рекомендуется до начала демонтажа обмотки снять ее реальные обмоточные данные (диаметр провода, количество проводов в пазе, шаг обмотки по пазам и др.), а затем сделать эскизы лобовых частей и отмаркировать пазы статора (эти данные могут понадобиться при восстановлении обмотки).

Рис. 2.28.

Рис. 2.29. : 1 - стальной дорн; 2 - гильза

Изготовление обмотки с закрытыми пазами имеет ряд особенностей. Пазовую изоляцию таких обмоток делают в виде гильз из электрокартона и лакоткани. Предварительно по размерам пазов машины изготовляют стальной дорн 1, который представляет собой два встречных клина (рис. 2.29). Дорн должен быть меньше паза на толщину гильзы 2. 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. Сверху на заготовку вполнахлестку плотно укладывают хлопчатобумажную ленту. После охлаждения дорна до температуры окружающей среды разводят клинья и снимают готовую гильзу. Перед намоткой помещают гильзы в пазы статора, а затем заполняют их стальными прутками, диаметр которых должен быть на 0,05 - 0,1 мм больше диаметра изолированного обмоточного провода. От бухты отрезают кусок провода, необходимый для намотки одной катушки. Длинный провод усложняет намотку, при этом нередко повреждается изоляция из-за частой протяжки его через паз.
Намотку в протяжку обычно производят два обмотчика, которые стоят с двух сторон статора (рис. 2.30). Изоляцию лобовых частей
обмотки машин на напряжение до 660 В, предназначенных для работы в нормальной среде, выполняют стеклолентой ЛЭС, причем каждый следующий слой полуперекрывает предыдущий. Каждую катушку группы обматывают, начиная от торца сердечника. Сначала обматывают лентой часть изоляционной гильзы, которая выступает из паза, а затем часть катушки до конца выгиба. Середины головок группы обматывают стеклолентой вполнахлестку. Конец ленты закрепляют на головке клеем или плотно пришивают к ней. Провода обмотки, которые лежат в пазе, удерживают с помощью пазовых клиньев, изготавливаемых из бука, березы, пластмассы, текстолита или гетинакса. Клин должен быть на 10 - 15 мм длиннее сердечника и на 2 – 3 мм короче пазовой изоляции и толщиной не менее 2 мм. Для влагоустойчивости деревянные клинья "варят" 3 - 4ч в олифе при 120 - 140°С.

Рис. 2.30. Намотка впротяжку статорной обмотки электрической машины с закрытыми пазами

Клинья забивают в пазы средних и малых машин молотком и с помощью деревянной надставки, а в пазы крупных машин - пневматическим молотком (рис. 2.31). Затем собирают схему обмотки. Если фаза обмотки намотана отдельными катушками, их последовательно соединяют в катушечные группы.

Рис. 2.31. : 1 - клин; 2 - пазовая изоляция; 3 - надставка
За начало фаз принимают выводы катушечных групп, которые выходят из пазов, расположенных около выводного щитка. Эти выводы отгибают к корпусу статора и предварительно соединяют катушечные группы каждой фазы, скручивают зачищенные от изоляции концы проводов катушечных групп.
После сборки схемы обмотки проверяют электрическую прочность изоляции между фазами и на корпус, а также правильность ее соединения. Для этого используют самый простой способ - кратковременно подключают статор к сети (127 или 220В), а затем к поверхности его расточки прикладывают стальной шарик (от шарикоподшипника) и отпускают его. Если шарик вращается по окружности расточки, значит схема собрана правильно. Такую проверку можно также осуществить с помощью вертушки. В центре диска из жести пробивают отверстие, укрепляют его гвоздем на торце деревянной планки, а затем эту вертушку помещают в расточку статора, который подключен к электрической сети. Если схема собрана правильно, диск будет вращаться.
Правильность сборки схемы и отсутствие витковых замыканий в обмотках ремонтируемых машин проверяют также электронным аппаратом Ел-1. Две одинаковые обмотки или секции соединяют с аппаратом, а затем с помощью синхронного переключателя подают периодически импульсы напряжения на электронно-лучевую трубку аппарата. Если в обмотках нет повреждений, кривые напряжений на экране накладываются одна на другую, при наличии же дефектов они раздваиваются. Для обнаружения пазов, в которых находятся короткозамкнутые витки, используют приспособление с двумя П-образными электромагнитами на 100 и 2000 витков. Катушку неподвижного электромагнита (100 витков) соединяют с выводами аппарата, а катушку подвижного электромагнита (2000 витков) - с выводами "Сигн. явл.". При этом средняя ручка должна быть поставлена в крайнее левое положение "Работа с приспособлением". Если переставить оба электромагнита приспособления с паза на паз по расточке статора, на экране появится прямая или кривая линия с малыми амплитудами, которая свидетельствует об отсутствии в пазе короткозамкнутых витков. В противном случае на экране будут кривые линии с большими амплитудами.
Аналогично находят короткозамкнутые витки в обмотке фазного ротора или якоря машин постоянного тока.
Ремонт обмоток роторов. В асинхронных двигателях с фазным ротором используют два основных типа обмоток: катушечную и стержневую. Изготовление всыпных и протяжных катушечных обмоток роторов почти не отличается от изготовления таких же обмоток статоров.
В машинах мощностью до 100 кВт применяют преимущественно стержневые двухслойные волновые обмотки роторов. В них повреждаются не сами стержни, а их изоляция (в результате частых чрезмерных нагревов), а также пазовая изоляция роторов.
Обычно медные стержни поврежденной обмотки используют повторно, поэтому после восстановления изоляции их кладут в те же пазы, в которых они находились до ремонта.
Сборка стержневой обмотки ротора состоит из трех основных операций: укладка стержней в пазы сердечника ротора, изгибание лобовых частей стержней и соединение стержней верхнего и нижнего рядов пайкой или сваркой. Изолированные стержни, которые используются повторно, поступают на укладку в пазы только с одной согнутой лобовой частью. Другие концы этих стержней изгибают специальными ключами после укладки в пазы. Сначала кладут в пазы стержни нижнего ряда, вставляя их со стороны, противоположной контактным кольцам. Уложив весь нижний ряд стержней, их прямые участки помещают на дно пазов, а согнутые лобовые части - на изолированный обмоткодержатель. Концы согнутых лобовых частей сильно стягивают временным бандажом из мягкой стальной проволоки, плотно прижимая их к обмоткодержателю. Второй временный бандаж из проволоки наматывают на середины лобовых частей. Временные бандажи служат для предотвращения сдвига стержней при дальнейшем их изгибании.

Стержни изгибают с помощью двух специальных ключей (рис. 2.32).
После укладки стержней нижнего ряда переходят к укладке стержней верхнего ряда обмотки, вставляя их в пазы со стороны, противоположной от контактных колец. Потом кладут временные бандажи. Концы стержней соединяют медной проволокой для проверки отсутствия замыкания на корпус. Если результаты испытаний положительные, продолжают сборку обмотки, концы верхних стержней изгибают в противоположную сторону. Согнутые лобовые части верхних стержней также крепят двумя временными бандажами.

Рис. 2.32. :
о - пластинка; б - "язык"; в - обратный клин; г - угловой нож; д - выколотка; е - топорик; ок, а - ключи для гнутья стержней ротора
После укладки стержней верхнего и нижнего рядов обмотку ротора сушат при 80 - 100° С в печи или сушильном шкафу. Затем испытывают изоляцию высушенной обмотки.
Конечными операциями изготовления стержневой обмотки ротора ремонтируемой машины является соединение стержней, забивание клиньев в пазы и бандажирование обмотки. Для повышения надежности машин применяют соединение стержней пайкой твердыми припоями.
Обмотки фазных роторов асинхронных двигателей соединяют преимущественно "звездой".

Большинство асинхронных двигателей мощностью до 100 кВт изготавливается с короткозамкнутым ротором, который выполняют из алюминия методом литья.
Ремонт литого ротора с поврежденным стержнем состоит из перезаливки его после выплавки алюминия и очистки пазов. Для этой цели используют кокили.
На крупных электроремонтных заводах короткозамкнутые роторы заливают алюминием центробежным или вибрационным способом, а также используют литье под давлением.
Ремонт обмоток якорей. Основные неисправности обмоток якорей: соединение обмотки с корпусом, межвитковые замыкания, обрывы в обмотках, механические повреждения паек.
При подготовке якоря к ремонту снимают старые бандажи, отпаивают соединения с коллектором, удаляют старую обмотку, предварительно записав все необходимые для ремонта данные.
В машинах постоянного тока применяют стержневые и шаблонные обмотки якорей. Стержневые обмотки якорей выполняют так же, как и стержневые обмотки роторов.
Для намотки секций шаблонной обмотки используют изолированные провода, а также медные шины, которые изолируют лакотканью или миколентой. Секции шаблонной обмотки наматывают на универсальных шаблонах, которые позволяют делать обмотку, а затем растяжку небольшой секции, не снимая ее с шаблона. Растяжку секций якорей крупных машин выполняют на специальных станках с машинным приводом. Перед растяжкой секцию закрепляют, временно обматывая ее хлопчатобумажной лентой в один слой, чтобы обеспечить правильное формирование секции при растяжении.
Катушки шаблонных обмоток изолируют вручную или на специальных станках. При укладке шаблонной обмотки в паз следят, чтобы концы катушки, которые повернуты к коллектору, а также расстояния от края сердечника до перехода прямой (пазовой) части в лобовую были одинаковые. После укладки всей обмотки провода обмотки якоря подсоединяют к пластинам коллектора пайкой с использованием припоя ПОСЗО.
Качество пайки проверяют внешним осмотром, измерением переходного сопротивления между соседними пластинами, пропусканием рабочего тока по обмотке якоря. При качественной пайке переходное сопротивление между всеми парами пластин должно быть одинаковым. При пропускании по обмотке якоря в течение 20 - 30 мин номинального тока не должно возникать местных нагревов.

Ремонт катушек полюсов.

Чаще всего поврежденными оказываются катушки добавочных полюсов, которые намотаны прямоугольной медной шиной плазом или на ребро. Обычно повреждается изоляция между витками катушки. При ремонте катушку перематывают на намоточном станке (рис. 2.33, а), а затем изолируют на изолировочном станке (рис. 2.33, б). Изолированную катушку стягивают хлопчатобумажной лентой и прессуют. Для этого надевают на оправку торцевую изоляционную шайбу, кладут на нее катушку и накрывают второй шайбой. Затем сжимают катушку на оправке, присоединяют к сварочному трансформатору, нагревают до 120 °С и, сжимая ее, снова прессуют, 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 20 - 25 °С.


Рис. 2.33. :
а - для намотки катушек из полосовой меди; б - для изолировки намотанной катушки; 1, 4 - миканитовая и хлопчатобумажная ленты; 2 - шаблон; 3 - медная шина;
5 - полюсная катушка
Наружную поверхность катушки изолируют асбестовой, а затем миканитовой лентой и покрывают лаком. Готовую катушку надевают на добавочный полюс и крепят деревянными клиньями.
Сушка и пропитка обмоток. Некоторые изоляционные материалы (электрокартон, хлопчатобумажные ленты) являются гигроскопическими. Поэтому перед пропиткой обмотки статоров, роторов и якорей сушат в специальных печах при 105 - 200° С. Можно также использовать инфракрасные лучи, источником которых являются специальные лампы накаливания.
Высушенные обмотки пропитывают лаком в специальных ваннах с подогревом, которые устанавливают в отдельном помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией и необходимыми средствами пожаротушения.
Для обмоток применяют пропиточные лаки воздушной или печной сушки, а в отдельных случаях - кремнийорганические лаки. Пропиточные лаки должны обладать малой вязкостью и большой проникающей способностью и в течение длительного времени сохранять изоляционные свойства.
Обмотки электрических машин пропитывают один, два или три раза в зависимости от условий эксплуатации и предъявляемых к ним требований. В процессе пропитки необходимо постоянно проверять вязкость и густоту лака, так как растворители испаряются и лак загустевает. При этом значительно снижается его способность проникать в изоляцию проводов обмотки, расположенных в пазах сердечника статора или ротора. Поэтому в пропиточную ванну периодически добавляют растворитель.
Обмотки электрических машин после пропитки сушат в специальных камерах с естественной или принудительной вентиляцией тепловым воздухом. Подогрев может быть электрическим, газовым, паровым. Наиболее распространены сушильные камеры с электрическим подогревом.
В начале сушки (1 - 2 ч), когда удерживаемая в обмотках влага быстро испаряется, отработанный воздух полностью выпускается в атмосферу. В последующие часы сушки часть отработанного теплого воздуха, содержащего небольшое количество влаги и паров растворителя, возвращается в камеру. Максимальная температура в камере не превышает 200° С.
Во время сушки обмоток постоянно контролируют температуру в камере и выходящего из нее воздуха. Обмотки располагают так, чтобы они лучше обдувались горячим воздухом. Процесс сушки состоит из разогрева обмоток (для выведения растворителя) и запекания лаковой пленки.
При подогреве обмоток повышать температуру выше 100 - 110°С нежелательно, так как преждевременно может образоваться лаковая пленка.
В процессе запекания лаковой пленки кратковременно (не более чем на 5 - 6 ч) можно повышать температуру сушки обмоток с изоляцией класса А до 130 - 140 °С.
На крупных электроремонтных предприятиях пропитку и сушку выполняют на специальных пропиточно-сушильных конвейерных установках.
После ремонта электрические машины поступают на испытания.

1. Какие способы обмотки катушек лентами используют при их изолировании?
2. Как разделяются изоляционные материалы по классам нагревостойкости?
3. Что такое виток, катушка, катушечная группа и обмотка?
4. Какие типы обмоток применяются в статорах асинхронных двигателей?
5. Какие пазы используются в электрических машинах?
6. Как устроен универсальный обмоточный шаблон?
7. Как укладывают в пазы шаблонную обмотку?
8. Как изготовляют стержневую обмотку?
9. Какие приспособления применяют при выполнении катушек якоря?
10. Как изолируют лобовые части обмоток?
11. Какие неисправности бывают в полюсных катушках?
12. Почему сушат обмотки?
13. Процесс пропитки обмотки.