Страница 1 из 5
В электрических машинах возможны следующие виды неисправностей:
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 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.
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.
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.
При изготовлении обмотки электродвигателя токоведущие части соединяют при помощи пайки или сварки.
Пайка - это процесс соединения металлов при помощи легкоплавкого металла или сплава, называемого припоем.
Для пайки соединяемые поверхности деталей очищают от окислов, жировых и других загрязнений и нагревают до определенной температуры, при этом указанные поверхности остаются в твердом состоянии.
Между спаиваемыми поверхностями вводится расплавленный припой, который, смачивая их, прочно скрепляет соединяемые части после затвердевания и охлаждения.
Сваркой называется способ соединения металлов за счет местного расплавления соединяемых частей.
Расплавление металла производится за счет тепла электрической дуги (электросварка) или тепла, образующегося при горении газа (газовая сварка).
Соединения, получаемые методом сварки, неразъемные. Спаянные детали можно разъединить на составные части, если нагреть место спайки до температуры плавления припоя.
Процесс пайки - это наиболее распространенный способ соединения деталей в электромашиностроении.
После укладки всех сторон катушек в пазы сердечников необходимо произвести соединение концов отдельных катушечных групп в фазы согласно схемы, указанной в чертеже. Для этого выводные концы отдельных катушек расправляют и подравнивают по длине, размечают согласно схеме, а затем конец одной катушки скручивают с началом другой.
К началу и концам фаз согласно схеме присоединяют выводные кабели, после чего производят пайку или сварку скруток:
Концы катушек, подлежащие сварке, скручивают между собой. К ним подводят один из концов сварочного однофазного трансформатора, второй конец трансформатора соединяют с угольным электродом. При касании электродом торцов свариваемых проводов возникает электрическая дуга, которая оплавляет концы проводов, соединяя их в единое целое.
Для защиты глаз от вредного воздействия на них дуги сварку необходимо производить в защитных сварочных очках.
При сварке возникновение электрической дуги и оплавление концов проводов происходят за доли секунды. Любая передержка дуги может привести к пережогу металла. Соединение становится хрупким и при изгибе проводов в процессе сборки схемы рядом с местом сварки провода могут обломиться. Вот почему некоторые заводы предпочитают не сваривать, а паять межкатушечные соединения припоем ПМФ.
Соединения концов катушечных групп между собой и с выводными кабелями изолируют двумя слоями стеклолакоткани, собирают по торцу схемы в один жгут, который после бандажировки стеклолентой привязывают к лобовым частям обмотки.
Выводные кабели без перекрещивания выводят наружу (при укладке обмотки в пакет, находящийся в статоре) или располагают по торцу схемы (при укладке обмотки в отдельный пакет).
Для удержания на роторе в процессе вращения лобовых частей всыпных обмоток их привязывают стеклолентой к специальным металлическим кольцам, сидящим на валу ротора.
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.
При текущем ремонте электрических машин выполняют следующие работы:проверку степени нагрева корпуса и подшипников, равномерности воздушного зазора между статором и ротором, отсутствия ненормальных шумов в работе электродвигателя;чистку и обдувку электродвигателя без его разборки, подтяжку контактных соединений у клеммных щитков и присоединении проводов, зачистку колец и коллекторов, регулирование и крепление траверсы щеткодержателя, восстановление изоляции у выводных концов, смену электрощеток;смену и долив масла в подшипники .При необходимости производят:полную разборку электродвигателя с устранением повреждений отдельных мест обмотки без ее замены;промывку узлов и деталей электродвигателя; замену неисправных пазовых клиньев и изоляционных втулок, мойку, пропитку и сушку обмотки электродвигателя, покрытие обмотки покрывным лаком, проверку крепления вентилятора и его ремонт, проточку шеек вала ротора и ремонт беличьей клетки (в случае необходимости), смену фланцевых прокладок; замену изношенных подшипников качения;промывку подшипников скольжения и при необходимости их перезаливки, при необходимости заварку и проточку крышек электродвигателя, частичную пропайку петушков; проточку и шлифование колец; ремонт щеточного механизма и коллектора; проточку коллектора и его продороживание; сборку и проверку работы электродвигателя на холостом ходу и под нагрузкой.
При капитальном ремонте производят следующие работы: полную или частичную замену обмотки; правку, протирку шеек или замену вала ротора; переборку колец или коллектора; балансировку ротора; замену вентилятора и фланцев; полную пропайку петушков; чистку, сборку и окраску электродвигателя и испытание его под нагрузкой.
Определение состояния деталей и назначение вида ремонта. Дефектацию производят до разборки, в процессе разборки и после разборки. Дефектационные операции, выполняемые до разборки: внешний осмотр; ознакомление с дефектами по документации; предремонтные испытания на режиме холостого хода, если это возможно.
До включения в сеть проверяют состояние вала, подшипниковых щитов, подшипников, отсутствие задевания ротора за статор, наличие смазки, целостность фаз; состояние выводных концов и клеммного щитка; сопротивление изоляции обмоток.
При удовлетворительных результатах испытаний включают электродвигатель на 30 мин под напряжение, замеряют пофазно силы тока холостого хода, проверяют шумы электродвигателя, работу коллектора, нагрев подшипников, величину вибрации и др.
В контрольно-дефектационные операции, проводимые в процессе разборки, входят: измерение величины воздушных зазоров между железом статора и ротора (якоря) в четырех точках, отстоящих друг от друга на 90°; измерение разбега вала в подшипниках скольжения; определение зазоров в подшипниках скольжения и качения; выявление неисправности других деталей.
В процессе разборки нельзя допускать повреждений или поломки разбираемых отдельных узлов и деталей или частей электрических машин. Детали, сопряженные между собой с натягом, снимают универсальными съемниками. Рабочие и посадочные поверхности узлов и деталей разбираемых электрических машин предохраняют от повреждений.
Снятые годные метизы, пружинные кольца, шпонки и другие мелкие детали сохраняют для повторного использования.Разобранные узлы и детали помещают в технологическую тару или на стеллажи.Рабочее место разборщика оснащают столом или верстаком и специальным инструментом и приспособлениями.Устройство для снятия подшипников с вала ротора размещают вблизи рабочих мест разборщиков.При разборке электродвигателей можно пользоваться специальной подставкой для ног. Стенд, оснащенный подъемником, поворотным столом и конвейером (пластинчатым, тележечным и т. п.), обеспечивает полную разборку электродвигателей высотой оси вращения более 100 мм.Для подъема изделий в сборе, узлов и деталей, масса которых превышает 20 кг, следует использовать подъемно-транспортные механизмы и приспособления.Захват узлов и деталей за рабочие поверхности не допускается.Подъемно-транспортное оборудование должно иметь плавную скорость подъема и опускания, а грузоподъемность должна быть не менее 1 т.
Приспособления, используемые для съема подшипников с вала ротора и для выема ротора из расточки статора, должны обеспечивать предохранение рабочих поверхностей от повреждений.
Используемый при разборке инструмент не должен иметь зазубрин, заусенцев и других дефектов на рабочей поверхности и соответствовать требованиям техники безопасности.Производственная тара должна вмещать все разобранные узлы и детали и соответствовать требованиям промышленной санитарии.Технологический процесс разборки состоит из следующих операций: подготовительных, непосредственно разборки и контроля.Выбор способа разборки зависит от технических и организационных возможностей производства.Операции технологического процесса производят в помещении с температурой 20 ± 5°С и относительной влажностью не более 80 %. При подготовительных операциях устанавливают контейнер с электродвигателями на подставку, а электродвигатель –на стол разборщика или передаточную тележку разборочного стенда.У двигателей закрытого исполнения отвертывают болты, крепящие кожух наружного вентилятора, и снимают его;отвертывают крепежные детали, крепящие вентилятор,и снимают его; в случае крепления вентилятора пружинным кольцом, предварительно снимают его специальным инструментом.У двигателей с фазным ротором:отсоединяют соединительные провода, освобождают крепления,снимают кожух контактных колец, вынимают щетки; в случае ремонта обмоток ротора отпаивают соединительные хомутики от выводных концов; снимают отвододержатель и съемником контактные кольца с вала ротора.
У электродвигателей, конструкция которых предусматривает расположение узла контактных колец внутри подшипникового щита, съем контактных колец производят после снятия подшипниковыхкрышек (наружной и внутренней), подшипникового щита и подшипника со стороны, противоположной рабочему концу вала.
У крановых и металлургических электродвигателей кроме того снимают крышки смотровых люков; открепляют капсулы от подшипниковых щитов и снимают наружные уплотняющие кольца; сливают масло из масляных камер (у подшипников скольжения).
Отвертывают болты, крепящие наружные крышки подшипников и снимают последние. При наличии между подшипниковой крышкой и подшипником пружинных колец, последние должны быть сохранены. Снимают пружинное кольцо, крепящее подшипник (при наличии). Отвертывают крепежные детали, крепящие подшипниковые щиты, крышку и панель (колодку) выводов, и снимают последние. Уплотнения, предусмотренные конструкцией в коробке выводов, сохраняют. При разборке электродвигателей на рабочем месте разборщика подготовительные операции производят здесь же.
Передний (со стороны рабочего конца вала) подшипниковый щит выводят из заточки станины с помощью рычага, вводимого в просвет между ушками подшипникового щита и станины, либо отжимных болтов. Отжим следует производить равномерно, пока щит полностью не выйдет из центрирующей заточки.
Допускается вывод подшипникового щита из заточки станины производить с помощью легких ударов молотка по выколотке из мягкого металла или пневмомолотка по торцам ушек подшипникового щита.
При выводе переднего подшипникового щита из заточки необходимо поддерживать вал вручную или подкладками, не допуская удара ротора о статор.Подшипниковый щит с вала снимают, поворачивая его на подшипнике, не допуская при этом перекосов.Задний (со стороны, противоположной рабочему концу вала) подшипниковый щит снимают аналогично переднему.Можно снимать задний подшипниковый щит после выемки ротора из статора. Выемку ротора производят специальным приспособлением, не допуская при этом задеваний ротора за расточку и обмотку статора.
На статоре, роторе и подшипниковых щитах укрепляют бирки с ремонтными номерами.Разобранные узлы и детали укладывают в производственную тару или на стеллажи и передают на последующую операцию.
При разборке на разборочном стенде электродвигатель устанавливают на передаточную тележку, фиксатором-толкателем посылают ее по конвейеру. Производят операции предварительной разборки и передают тележку на стол гидростенда.
Устанавливают электродвигатель так, чтобы центры штоков гидроцилиндров установки совпали с центрами вала разбираемого электродвигателя, и зажимают вал электродвигателя в центрах.Опускают стол вниз и выталкивают тележку на конвейер.
Поднимают стол до полной посадки на него электродвигателя, и зажимают лапы электродвигателя зажимами.
Подают шток левого цилиндра вправо до полного выхода подшипникового щита из заточки статора. Снимают подшипниковый щит с подшипника. Устанавливают упор между подшипником и корпусом электродвигателя. Подачей штока правого цилиндра влево выпрессовывают правый подшипник с вала ротора. Аналогично поступают с левым подшипниковым щитом и подшипником. Производят разжим центров и отводят штоки цилиндров гидростенда от вала ротора электродвигателя. Поворачивают стол с электродвигателем на 60-90° и снимают подшипники и внутренние подшипниковые крышки.Выводят ротор из расточки статора цри помощи специального приспособления, не допуская при этом задевания ротора за расточку и обмотку статора.
Допустимые радиальные зазоры в подшипниках скольжения электрических машин.Таблица 3.14.
| Диаметр вала, мм | Допустимые зазоры мм,при частоте вращения, об/мин | |||
| 750-1000 | 1000-1500 | 1500-3000 | ||
| 18-30 | 0,04-0,093 | 0,06-0,13 | 0,14-0,28 | |
| 30-50 | 0,05-0,112 | 0,075-0,16 | 0,17-0,34 | |
| 50-80 | 0,065-0,135 | 0,095-0,195 | 0,2-0,4 | |
| 80-120 | 0,08-0,16 | 0,12-0,235 | 0,23-0,46 |
Примечания:
l.Bo время эксплуатации допускается удвоенная величина максимальных зазоров.
2.При отсутствии специальных указаний завода-изготовителя зазора между шейкой вала и верхним вкладышем следует назначать в следующих пределах; для подшипников с кольцевой смазкой (0,08÷0,10) Дш, для подшипников с принудительной смазкой (0,05÷0,08) Дш, где Дш –диаметр шейки вала.
3.Для создания более благоприятных условий образования масляного клина рекомендуют у разъемных подшипников делать боковые зазоры В = а. В этом случае подшипники растачивают на диаметр Д + 2а с применением прокладок толщиной а.
Допустимая разница воздушных зазоров электрических машин не должна превышать значений, указанных в заводских инструкциях, а если таких данных нет, то зазоры должны отличаться на величину не больше, чем указано ниже для машин: асинхронных –на 10 %; синхронных тихоходных –на 10 %; синхронных быстроходных –на 5 %; постоянного тока с петлевой обмоткой и зазором под главными полюсами более 3 мм –5 %; постоянного тока с волновой обмоткой и зазором под главными полюсами более
1 мм –на 10 %; а также якорем и дополнительными полюсами –на 5 %.
Разбег –осевая игра вала машины в подшипниках скольжения в одну сторону от центрального положения ротора не должен превышать 0,5 мм для машин напряжением до 10 кВт, 0,75 мм –для машин 10-20 кВт, 1,0 мм –для машин 30-70 кВт, 1,5 мм –для машин 70-100 кВт. Суммарный двусторонний разбег вала не должен превышать 2-3 мм.
Зазоры в подшипниках качения.Таблица 3.15.
В контрольно-дефектационные операции после разборки электромашин входят: внешний осмотр и обмер всех изнашиваемых поверхностей деталей; окончательное заключение о состоянии деталей в результате осмотра, проверок и испытаний. Результаты дефектации записывают в ремонтную карту, на основании которой технолог или мастер заполняет операционную карту и назначает вид ремонта. Дефектные детали и узлы ремонтируют способами, указанными ниже.
Технология ремонта узлов и деталей электрических машин. Конструкция коллектора. Для большинства электрических машин применяют конструкцию коллектора, показанную на (рис.3.27, а где, 1 –стальной корпус; 2–изоляция; 3 –петушки; 4–пластина коллекторная; 5–шайба конусная натяжная; 6 –винт стопорный; 7–прокладка миканитовая).
Коллектор машины должен быть очищен от грязи и смазки. Изоляция коллектора должна быть продорожена, с граней коллекторных пластин сняты фаски. Коллектор, имеющий неровности до 0,2 мм, должен быть отполирован, 0,2-0,5 мм –прошлифован, более 0,5 мм –проточен. Биение коллектора у машин (проверенное по индикатору) не должно превышать 0,02 мм для коллекторов диаметром до 250 мм и 0,03-0,04 мм для коллекторов диаметром 300-600 мм.
Ремонт коллекторов. Сведения о возможных неисправностях, причинах их возникновения и способах ремонта коллекторов (рис. 3.27,б) приведены в табл. 69.
Рис. 3.27. Устройство коллектора.(а)Формовка коллектора на токарном станке(б)
Ремонт контактных колец. Комплект контактных колец показан на(рис.3.28.где, 1 –втулка; 2–электрокартон; 3 –кольцо контактное; 4 –изоляция шпилек; 5–шпильки контактные (выводы от колец))
Незначительные повреждения поверхности контактных колец (подгары, биение, неравномерная выработка) устраняют зачисткой и полировкой без демонтажа колец. При больших повреждениях поверхностей кольца снимают и протачивают с уменьшением их толщины не более чем на 20 %.
Пробой изоляции на корпус, а также предельный износ колец вызывают необходимость их замены. Замены целесообразно производить только в крупных ЭРЦ, где на каждый вид контактных колец составляют типовой технологический процесс разборки, изготовления, сборки и испытания с обеспечением соответствующими приспособлениями и оборудованием.
Ремонт сердечников. Сердечники (активная сталь) одновременно служат магнитопроводом и остовом для размещения и укрепления обмотки. При ремонте и замене обмотки необходимо проверить сердечники и устранить обнаруженные дефекты. Основные неисправности сердечников статора и ротора, их причины, а также способы устранения приведены в 3.16.
Неисправности коллектора.Таблица 3.16.
| Неисправность | Причина | Ремонт |
| Обгорание поверхности | Искрение. Круговой огонь | Обточка, шлифование |
| Биение. Выступание пластин | Плохая сборка. Некачественный миканит | Нагрев. Подтягивание. Обточка |
| Выступание изоляции между пластинами | Износ пластин. Ослабление коллектора | Продороживание.Подягивание. Обточка |
| Выступание пластин на краю коллектора | Предельная обточка. Слишком тонкие пластины | Замена комплекта пластин и межламельной изоляции |
| Обломана часть петушков (в шлице) | Неосторожная выбивка концов обмотки из шлица | Разборка. Ремонт или замена пластин |
| Замыкание между пластинами | Заусенцы на поверхности. Прогар миканитной изоляции из-за попадания масла и медно-угольной пылиЗамыканиевнутри коллектор | Осмотр. Расчистка. Глубокая прочистка между пластинами. Промываниеспиртом. Замазывание пастой |
| Замыкание на корпус | Пробой, прогар изоляционных конусов | Разборка, ремонт или замена коллектора с формовой на станке (рис.3.27) |
Неисправности сердечников статора и ротора.Таблица 3.17.
| Неисправность | Причина | Ремонт |
| Ослабление прессовки | Выпадение вентиляционных распорок.Ослабление стяжных болтов.Отлом и выпадение отдельных зубцов | Ремон распорок.Подтянуть болты.Забить и укрепитьклинья |
| Распушение зубцов | Слабые крайние листы или нажимные шайбы | Подпрессовка.Усилие крайних листов |
| Нагрев сердечника | Заусенцы. Зашлифованные места.Механические повреждения поверхности сердечников.Порча изоляции стяжных болтов | Расчистка |
| Выгорание участков | Пробой изоляции обмотки на сталь | Замена изоляции.Расчистка.Пере шихтовка |
| Деформация стали | Неправильная сборка или монтаж машины. Механические повреждения | Правка |
Рис.3.28. Кольца контактные в сборе.
Условия для безыскровой коммутации. Если плотность тока, приходящаяся на единицу поверхности соприкосновения щетки с коллектором в каком-либо месте становится слишком большой, щетки искрят. Искрение разрушает щетки и поверхность коллектора. Надежный контакт между щеткой и коллектором обеспечивает гладкая зеркальная поверхность коллектора (без выступов, вмятин, подгаров, без эксцентриситета или биения).
Механизм подъема щеток должен быть исправным. На одной машине нельзя применять щетки разных марок. Они должны быть установлены строго на нейтрали. Расстояние между щетками по окружности коллектора должны быть равными. Отклонения в расстояниях между сбегающими концами щеток не должны превышать
% для машин мощностью до 100 кВт. От обоймы до поверхности коллектора расстояние должно быть 2-4 мм. При наклонном расположении щеток острый угол щетки должен быть набегающим.
Допустимые отклонения обойм щеткодержателя от номинального размера в осевом направлении –0-0,15 мм; в тангенциальном направлении, при ширине щеток менее 16 мм -0-0,12 мм; при ширине щеток более 16 мм –0-0,14 мм.
Допустимые отклонения размеров щеток от номинальных размеров обоймы щеткодержателя могут быть только со знаком минус. Величины допустимых отклонений: в осевом направлении от –0,2 до –0,35 мм; в тангенциальном направлении (при ширине щеток до 16 мм) от –0,08 до –0,18 мм; в тангенциальном направлении (при ширине щеток более 15 мм) от –0,17 до –0,21 мм.
Зазор щеток в обойме не должен превышать в осевом направлении –0,2 ÷ 0,5 мм; в тангенциальном направлении (при ширине щеток до 16 мм) 0,06 ÷ 0,3 мм; в тангенциальном направлении (при ширине щеток более 16 мм) 0,07 ÷ –0,35 мм. Рабочая (контактная) поверхность щеток должна быть отшлифована до зеркального блеска. Удельное нажатие различных марок щеток должно находиться в пределах 0,15-4 МН/м2 и приниматься по каталогам.
Рис.3.29. Формы валов электромашины:а)машин постоянного тока;б), в)асинхронных двигателей.
Отклонение в величине удельного нажатия между отдельными щетками одного стержня допускается на±10 %. Для двигателей, подвергающихся толчкам и сотрясениям (крановые и др.), удельное нажатие допускается повышать на 50-75 % по сравнению с каталожными данными.
Ремонт деталей механической части. Ремонт вала. Формы валов электрических машин с указанием посадок и шероховатости показаны на рис. 20.9. Вал может иметь следующие повреждения: изгиб, трещины, задиры и царапины шеек, общую выработку, конусность и овальность шеек, развал шпоночных канавок, забоины и расклепывание торцов, смятие и износ резьбы на концах вала, потерюнапряженности посадки на валу сердечника и в редких случаях поломку вала.
Ремонт валов является ответственной работой и имеет специфические особенности, так как ремонтируемый вал очень сложно отделить от сопряженного с ним сердечника. Допустимая норма на обточку шеек вала составляет 5-6 % от его диаметра; допустимая конусность 0,003, овальность 0,002 от диаметра. Валы, имеющие трещины глубиной более 10-15 % размера диаметра и более 10 % длины вала или периметра, подлежат замене. Общее количество вмятин и углублений не должно превышать 10 % посадочной поверхности под шкив или муфту и 4 % под подшипник.
Ремонт станин и подшипниковых щитов.Основные повреждения станин и подшипниковых щитов:поломка лап крепления станины; повреждение резьбы в отверстиях станины; трещины и коробление подшипниковых щитов; износ посадочной поверхности отверстия щита под посадку подшипника.
Ремонт станины и подшипниковых щитов заключается в заварке трещин, приварке отбитых лап, восстановлении изношенных посадочных мест, разрушенной резьбы в отверстиях и удалении оставшихся оторванных стержней болтов. Биение центрирующей заточки относительно оси –радиальное и не более 0,05 % диаметра заточки.
Ремонт подшипников скольжения. Повреждения подшипников скольжения: износ по внутреннему диаметру и торцам, растрескивание, выкрашивание, отставание, подплавление заливки, затягивание канавок, износ втулки по наружному диаметру. Износ по внутреннему диаметру и торцам является наиболее частым повреждением.
Сроки службы (в годах) подшипников скольжения, залитых баббитом марки Б16, в зависимости от режима работы следующие:Легкий4-5;Тяжелый1,5-2;Нормальный2-3;Очень тяжелый1-1,5
Температуры нагрева подшипников перед заливкой и плавления баббитов приведены в табл. 71. Ремонт подшипников скольжения состоит из следующих операций: выплавки старой заливки, ремонта вкладыша, подготовки его и сплава к заливке, заливка и охлаждение.
Центробежную заливку подшипников производят на токарном станке при помощи специального приспособления (рис.3.28, где, 1 –планшайба; 2 –шпилька стяжная; 3 –вкладыш; 4–граница баббитовой заливки; 5 –воронка; б –ковш с баббитом). Частоту вращения патрона устанавливают по табл. 72 в зависимости от размера подшипника. Припуск на обработку дают 2-2,5 мм на сторону при внутреннем диаметре до 150 мм. Припуск по торцам 2-4 мм. Маслораспределительные и маслоулавливающие канавки для подшипников с диаметром шейки вала 50-150 мм делают шириной 3-6 мм и глубиной 1,5-3 мм.
Таблица 3.18.
* В числителе указана температура начала плавления, в знаменателе –конца плавления.
Рис.3.28. Заливка вкладыша центробежным способом
Основные требования к установке подшипников скольжения: рабочие части вкладышей подшипников должны быть пригнаны (шабрением по шейкам вала в средней их части по дуге от 60 до 120°);норма поверхности соприкосновения (при проверке на краску) шейки вала и нижнего вкладыша –два пятна на 1 см 2 поверхности на дуге 60-90°; наличие плотных поясов по концам шейки вала и верхнего вкладыша –одно пятно на 1 см 2 .Повреждения и замена подшипников качения. Основным повреждением подшипников качения является износ рабочих поверхностей обоймы, сепаратора, кольца, шариков или роликов, а также наличие глубоких рисок и царапин, следов коррозии, появления цветов побежалости. Ремонт подшипников качения в ЭРЦ не производят, а заменяют новыми. У электромашин средней мощности срок службы подшипников качения составляет 2-5 лет в зависимости от размера двигателя и режима его работы.
Частота вращения патрона при заливке подшипников.Таблица 3.19.
| Частота вращения патронов, об/мин | Внутренний диаметр подшипников, мм | Частота вращения патрона, об/мин | |||
| Б16, БН | Б83 | Б16, БН | Б83 | ||
Основные требования к установке подшипников качения:внутренние кольца подшипников должны быть насажены на вал плотно;наружные кольца подшипников должны быть вставлены в расточки подшипниковых щитов свободно с зазором 0,05-0,1 мм по диаметру;осевой зазор (величина осевого перемещения одной обоймы относительно другой) не должен превышать 0,3 мм.
Ремонт уплотнений. Попадание смазки из подшипников внутрь электрических машин происходит из-за конструктивных недостатков, неправильного монтажа уплотнений и неправильного применения смазки. Кольцо с зубчиками, насаженное на вал дополнительно к обычному сальниковому уплотнению, не допускает попадания смазки внутрь машины. Для установки такого кольца необходимо укоротить вкладыш подшипника кольцевой смазки.
Для предотвращения сильной утечки смазки внутрь машины на вал насаживают маслоотражательное кольцо с наклонными отражателями отбрасывающими масло в подшипник. При сильной осевой вентиляции следует устанавливать дополнительные уплотнения лабиринтного типа. Ремонт уплотняющих устройств заключается в замене шпилек с поврежденной резьбой, сверления и нарезке резьбы в новых отверстиях уплотняющих колец.
Балансировка роторов. Для обеспечения работы электрической машины без биений и вибраций после ремонта ротор в сборе со всеми вращающимися частями (вентилятором, кольцами, муфтой, шкивом и т. п.) подвергают балансировке.
Различают статическую и динамическую балансировку. Первую рекомендуют для машин с частотой вращения до 1000 об/мин и коротким ротором, вторую дополнительно к первой –для машин с частотой вращения более 1000 об/мин и для специальных машин с удлиненным ротором. Статическую балансировку производят на двух призматических линейках, точно выверенных по горизонтали. Хорошо сбалансированный ротор остается неподвижным, находясь в любом положении относительно своей горизонтальной оси. Балансировку ротора проверяют для 6-8 положений ротора, поворачивая его вокруг оси на угол 45-60°. Свинцовые грузы забивают в специальные канавки, имеющие форму ласточкина хвоста.При динамической балансировке место расположения груза определяют по величине биения (вибрации) при вращении ротора. Динамическую балансировку производят на специальном балансировочном станке (рис.3.29, где1 –стойка; 2 –балансируемый ротор; 3 –индикатор стрелочный; 4 –муфта; 5–привод). Установленный для проверки вращающийся ротор (якорь) при неуравновешенности начинает вместе с подшипниками вибрировать.
Рис. 3.29. Станок для динамической балансировки роторов:
закрепляют сваркой или винтами.
Чтобы определить место неуравновешенности, один из подшипников закрепляют неподвижно, тогда второй при вращении продолжает вибрировать. К ротору подводят острие цветного карандаша или иглу индикатора, которые в месте наибольшего отклонения ротора оставляют на нем метку. При вращении ротора в обратном направлении с той же скоростью тем же способом наносят вторую метку. По среднему положению между двумя полученными метками определяют место наибольшей неуравновешенности ротора.
В диаметрально противоположной по отношению к месту наибольшей неуравновешенности точке закрепляют балансировочный груз или высверливают отверстие в точке наибольшей неуравновешенности. После этого аналогичным способом определяют неуравновешенность второй стороны ротора.
Сбалансированную машину устанавливают на гладкую горизонтальную плиту. При удовлетворительной балансировке машина, работающая с номинальной частотой вращения, не должна иметь качаний и перемещений по плите. Проверку производят на холостом ходу в режиме двигателя.
Технология ремонта обмоток электрических машин. Определение объема ремонта. Перед ремонтом обмоток необходимо точно определить характер неисправности. Часто направляют в ремонт исправные электродвигатели, ненормально работающие в результате повреждения питающей сети, приводного механизма или неправильной маркировки выводов.
Основой якорной обмотки машин постоянного тока служит секция, т. е. часть обмотки, заключенная между двумя коллекторными пластинами. Несколько секций обмотки обычно объединяют в катушку, которую укладывают в пазы сердечника.
Схемы однофазных обмоток составляют в основном по тем же правилам, что и схемы трехфазных обмоток, только у них рабочая фаза занимает 2/3 пазов, а пусковая 1/3. У конденсаторных двигателей половину пазов занимает главная фаза и половину –вспомогательная.
Назначая ремонт, следует помнить, что у электродвигателей мощностью до 5 кВт с двухслойной обмоткой при необходимости замены хотя бы одной катушки выгоднее перемотать статор полностью. У двигателей мощностью 10-100 кВт с обмоткой из круглого провода одну-две катушки можно заменить методом протяжки без подъема неповрежденных катушек.
Соединения выводных концов обмоток электрических машин переменного и постоянного тока. Обмотки машин трехфазного переменно10-668 го тока могут быть соединены в звезду или треугольник. Концы об* моток соединяют либо наглухо внутри машины, либо снаружи на доске зажимов. При внешнем соединении на доску зажимов выведена шесть концов трех обмоток (рис.3.30 а, б)где, а - синхронной или асинхронной машины с шестью выводами (обмотки соединены в звез« ДУ), б - синхронной или асинхронной машины с шестью выводами (обмотки соединены в треугольник), при внутреннем глухом соединении - три конца трех обмоток для присоединения внешней сети (рис. 197, в, г) где, в - синхронной или асинхронной машины с тремя выводами (обмотки соединены в звезду), г - синхронной или асинхронной машины с тремя выводами (обмотки соединены в треугольник)
Рис.3.30. Схемы соединения выводов обмоток машин трехфазного переменного тока.
Обозначения выводов обмоток. Таблица 3. 20.
Обозначения выводов обмоток машин постоянного тока. Таблица 3.21.
На рис.3.31 (а), показана схема выводов обмоток машин постоянного тока. Выводы обмотки якоря Я2 и обмотки дополнительных полюсов Д1 соединены внутри машины. На доску зажимов выведены и Д2. В некоторых случаях обмотка дополнительных полюсов состоит из двух половин и включается по обе стороны якоря (рис.3.31, где,б - с расположением частей обмотки дополнитель ных полюсов по обе стороны якоря.) Здесь на доску зажимов выведены оба конца обмотки дополнительных полюсов Д1 и Д2.
Рис.3.31. Схемы выводов обмоток машин постоянного тока
Ремонт статорных обмоток электрических машин. Для записи обмоточных данных при перемотке используют приведенную ниже форму обмоточной карточки.
Обмоточная карточка
Тип электродвигателя
Заводской номер
Дата изготовления
Мощность, кВт
Напряжение, В
Число фаз
Частота вращения, об/мин
Частота, Гц
Соединение фаз
Длина пакета статора, мм
Диаметр расточки статора, мм
Число пазов
Род обмотки (двухслойная, однослойная концентрическая, цепная, одослойная концентрическая внавал и т. д.)
Схема обмотки
Форма лобовых частей (для двухплоскостных и трехплоскостных однослойных обмоток)
Вылет лобовых частей (расстояние от торца пакета до наиболее удаленной точки лобовых частей обмотки):со стороны схемы, мм с противоположной стороны, мм
Число проводов в пазу:в верхнем слое,в нижнем слое,общее.
Число параллельных проводов
Обмоточный провод:марка,диаметр, мм
Шаг обмотки (для концентрической обмотки указать шаги всех катушек катушечной группы или полугруппы)
Число параллельных ветвей
Средняя длина витка, мм
Эскиз паза с размерами, изоляцией и расположением проводов
Размеры, форма и материал пазовых клиньев
Обмотчик:
Технологический процесс изготовления статорной обмотки для ремонтируемой асинхронной машины состоит из основных этапов, приведенных в табл. 73. Приспособление для очистки пазов укладки катушек, кантователь, пайка изоляции соединений статорных обмоток показаны на (рис. 3.32 (а) где, 1–держатель; 2–справка; 3–дорн; 4–ротор;5–винт; 6–стойка. Ремонт роторных обмоток. Последовательность операций по ремонту обмоток роторов приведена в табл. 3.22.
Рис.3.32. (а) - приспособление для очистки пазов,(б) - укладка в пазы катушек всыпной обмотки.
Технологический процесс перемотки статора асинхронного ЭД.Таблица 3.22.
| Операция | Ремонтные работы | |
| Демонтаж обмотки статора | Освобождают от крепления лобовые части катушек и соединительные провода после отжига статора; разрезают соединения между катушками и фазами; осаживают клинья вниз и выбивают их из пазов статора; удаляют обмотку из пазов; очищают пазы, продувают и протирают | Приспособления для монтажа статорных обмоток и очистки пазов |
| Заготовка изоляции и гильзовка пазов статора электродвигателя | Устанавливают статор на кантователь, замеряют длину и ширину паза; изготавливают шаблон, нарезают гильзы из прессшпана, пояски и другой изоляционный материал; устанавливают гильзы и укладывают пояски | Контователь статоров |
| Намотка катушек статора на намоточном станке | Распаковывают бухту, измеряют провода, устанавливают бухту на вертушку; закрепляют провода в поводке; определяют размер витка катушки. Устанавливают шаблон; наматывают катушечную группу, отрезают провод, перевязывают намотанную катушку в двух местах и снимают ее с шаблона | Микрометр. Универсальный шаблон. Намоточный станок |
| Укладка катушек в статор | Укладывают катушки в пазы статора. Устанавливают прокладки между катушками в пазах и лобовых частях. Уплотняют провода в пазах и оправляют лобовые части; закрепляют катушки в пазах клиньями, изолируют концы катушек лакотканью и киперной лентой. | Инструмент обмотчика. Баночка для клея |
| Сборка схемы обмотки статора | Зачищают концы катушек и соединяют их по схеме; сваривают электросваркой (паяют) места соединений, заготавливают и присоединяют выводные концы; изолируют места соединений; бандажируют схему соединения и выправляют лобовые вылеты; проверяют правильность соединений и изоляцию. | Напильник, нож, лоскогубцы,молоток. лектродуговой паяльник, мегаомметр, контрольная лампа |
| Сушка и пропитка обмотки статора (ротора,якоря)лаком | Загружают статор (ротор, якорь) в сушильную камеру при помощи подъемного механизма; выгружают из камеры после просушки обмотки; пропитывают обмотку статора в ванне, дают стечь после пропитки, снова загружают в камеру; сушат; вынимают из камеры и удаляют подтеки лака с активной части магнитопровода растворителем | Сушильная камера |
| Покрытие лобовых частей обмотки электроэмалью | Покрывают лобовые части обмотки статора (ротора, якоря) электроэмалью | Кисть или пульверизатор |
Последовательность операций ремонта стержневого ротора.Таблица 3.23.
| Операция | Ремонтные работы | Оборудование,инструмент, приспособление |
| Демонтаж схемы обмотки стержневого ротора | Устанавливают ротор на козлы, очищают от пыли и грязи, при помощи газовой горелки распаивают бандажи и снимают их, распаивают схему и вынимают выводные концы | Приспособление для транспортировки |
| Выемка стержней из пазов | Вынимают стержни из пазов ротора с помощью приспособления, очищают пазы и обмоткодержатели от старой изоляции | Приспособление для демонтажа |
| Очистка и рихтовка шин | Очищают шины от старой изоляции, выправляют, зачищают и облуживают концы шин | Напильник |
| Изолированешин | Наносят изоляцию на шины | Кисть |
| Заготовка изоляции и установка гильз | Изготавливают прокладки (в пазы ротора и дистанционные), изоляцию на обмоткодер жатель, подбандажную и для слоев шин. Накладывают изоляцию на обмоткодержатель, устанавливают прокладки в пазы и расправляют их с помощью оправки | Ножницы, инструмент обмотчика |
| Укладка обмотки | Укладывают нижний слой шин в пазы ротора, устанавливают дистанционные прокладки, изолируют лобовые части, укладывают верхний слой в пазы, обжимают лобовые части стяжными кольцами, устанавливают дистанционные прокладки и заклинивают пазы | Шаблон для контроля |
| Сборка схемы | Протягивают выводные концы в вал ротора, надевают петушки и устанавливают перемычки по схеме. Расклинивают петушки медными клиньями, собирают и заваривают электросваркой (пайкой) схему | Напильник. Электропаяльник Гребешок для выбивки клиньев, специальный нож |
Ремонт обмоток якорей.Целостность обмотки якоря можно проверять методом падения напряжения, позволяющим обнаружить междувитковые замыкания, обрыв, некачественные пайки, неправильное соединение обмоток с коллектором. Этот метод позволяет находить катушку, соединенную с корпусом якоря. Для этого один щуп от источника питания присоединяют к валу или пакету, а вторым поочередно касаются коллекторных пластин (рис. 3.33:а) качества паек в «петушках» и определения повреждений в обмотках; б) в) правильности чередования полюсов в двигателях и генераторах). Минимальное показание милливольметра будет при соприкосновении щупа с пластинамик которым присоединена катушка, замкнутая на корпус. Для этих же целей можно использовать трансформаторный метод (рис.3.33, г). Последовательность операций по ремонту обмоток якорей приведена в табл. 75.Ремонт полюсных катушек. Последовательность операций по перемотке обмоток полюсных катушек приведена в табл.3.24.
Рис.3.33. Схемы проверки электрических машин постоянного тока.
а) - качества паек в «петушках» и определения повреждений в обмотках;б,в–правильности чередования полюсов в двигателях и генераторах; г) - схема нахождения паза с короткозамкнутыми витками:Фu1 магнитный поток, создаваемый током импульсного генератора; Фи2–магнитный поток от тока, протекающего по короткозамкнутым виткам.
Технологический процесс ремонта якоря.Таблица 3.24.
| Операция | Ремонтные работы | |
| Осоединение обмотки от коллектора | Изготавливают и устанавливают клинья между петушками, распаивают петушки, поднимают концы обмотки, зачищают от излишка олова | Электродуговой паяльник |
| Демонтаж старой обмотки | Снимают бандажи, осаживают клинья и выбивают их из пазов; удаляют обмотку и очищают пазы якоря; замеряют и изготавливают изоляцию, укладывают ее в пазы якоря | Инструмент обмотчика |
| Изготовление новой обмотки | Наматывают секции обмотки якоря на станке, укладывают в пазы, изолируют лобовые части обмотки, изготавливают клинья и устанавливают их в пазы. | Намоточный шаблон |
| Пропитка обмотки Бандажирова ние | Пропитывают обмотку якоря лаком в ванне, просушивают в сушильной камере (до и после пропитки); проверяют изоляцию обмотки на корпус, заготавливают и укладывают изоляцию под бандажи; накладывают шнуровые и проволочные бандажи и запаивают последние | Сушильная камера. Ручные ножницы, комбинированные кусачки |
| Присоединение обмотки якоря к коллектору | Выправляют петушки коллектора, лудят петушки и концы обмотки, разбирают концы согласно схеме и присоединяют их к петушкам, расклинивают петушки, пропаивают и зачищают | Асбестовые полосы толщиной 0,3мм |
Перемотка на другое напряжение и другую скорость вращения обмоток статоров асинхронных двигателей. При пересчете обмоток на другое напряжение число эффективных проводников в пазу изменяют прямо пропорционально фазному напряжению.Если при перемотке изменяется число параллельных ветвей обмотки, нужно полученное число эффективных проводников умножить на отношение нового числа параллельных ветвей к старому числу. Если старая обмотка имела три параллельные ветви, а новая будет выполнена с двумя, то множитель будет равен 2/3, если старая имела 2 ветви, а новая выполняется с тремя, то множитель 3/2.Для удобства пересчета при стандартных фазных напряжениях 220, 380, 500, 660 В используют рис.3.34, а. Число проводников по нему определяют так: на горизонтальной линии старого напряжения находят старое число проводников и от найденной точки проводят вертикальную линию до пересечения с линией нового напряжения. Точка пересечения дает новое число проводников.
Процесс перемотки обмотки полюсных катушек.Таблица 3.25.
| Операция | Проводимые работы | Оборудование, инструмент, приспособление |
| Снятие полюсов с катушками | Снимают изоляцию, распаивают соединения между катушками, отсоединяют выводы обмоток от клеммной панели и маркируют полюса; открепляют и снимают полюса с катушками; снимают катушки и изоляционные прокладки с сердечника | Электропаяльник, плоскогубцы |
| Перемотка обмотки полюсных катушек | Снимают изоляцию с катушки, разматывают катушку, наматывают новую катушку на станке; пропитывают катушку лаком в ванне, просушивают в сушильной камере, покрывают наружную поверхность эмалью вручную | Намоточный шаблон, сушильная камера, пульверизатор, баночка для лака |
| Установка полюсов с катушками | Очищают выводные концы катушек от лака, устанавливают изоляционные прокладки и катушки на сердечник. Устанавливают прокладки и полюса в станину и закрепляют; выверяют диаметральные расстояния между полюсами, запаивают и изолируют соединения между катушками. Выводят концы на клеммную панель и проверяют полярность катушек полюсов | Масштабная линейка, баночка для клея, мегаомметр |
Пример. При фазном напряжении 220 В число проводников в пазу равно 25. Определить, сколько должно быть проводников при фазных напряжениях 380, 500 и 660 В.
На горизонтали 220 В находим точку 25, проводим от нее вниз вертикальную линию и находим число проводников в пазу при других напряжениях: 43 –при 380 В; 57 –при 500 В и 75 –при 660 В.
При изменении числа параллельных ветвей полученное число эффективных проводников в пазу надо умножить на отношение нового числа параллельных ветвей к старому. Так, если старое число ветвей равно 3, а новое число ветвей 2, результат, полученный на рис.3.34, следует умножить на 2/3. Число эффективных проводников в пазу статора изменяют прямо пропорционально напряжению, а сечение провода –обратно пропорционально.
Новый диаметр провода по меди при сохранении числа параллельных ветвей и параллельных проводников находят как произведение старого диаметра на корень квадратный из отношения старого напряжения к новому. Для удобства перерасчета диаметра приведен рис.3.34, б.
Рис.3.34. Определение числа проводников в пазу при перемотке на другое напряжение.
Технологические процессы пропитки, сушки и лакировки обмоток. Пропитку обмоток производят в специальном котле, заполненном лаком, в котором создают и поддерживают давление до 0,8 МПа в течение 5 мин, затем давление снижают до нормального и снова поднимают на 5 мин; эту операцию повторяют до 5 раз. Сведения о пропиточных лаках и рекомендуемых количествах пропиток приведены в табл. 3.26.Сушку обмоток после пропитки лаками разделяют на два этапа. На первом этапе (при 60-80°С) удаляют растворитель. На втором этапе происходит затвердевание лаковой основы при температуре 120-130°С в зависимости от лака и класса нагревостойкости изоляции. Если обмотки подвергают повторной пропитке, то их охлаждают на воздухе до 60-70°С и затем снова погружают в лак.
Пропиточные лаки и число пропиток.Таблица 3.26.
| Вид обмотки | Рекомендуемый лак | Число пропиток |
| Обмотки всыпные статоров, якорей и роторов (пропитка в узле; провода ПБД, ПЭЛБО, ПЭЛШО): нормальное исполнение;влагостойкое исполнение | БТ-988 321Т БТ-987 321Т | 3-5 3-5 |
| Обмотки шаблонные якорей, статоров и роторов (пропитка витковой изоляции):нормальное и влагостойкое исполнение (провод ПБД) | БТ-988 | |
| Пропитка корпусной изоляции шаблонных обмоток:нормальное исполнение (провода ПБД, ПЭВП)влагостойкое исполнение (провод ПСД) | БТ-988 БТ-987 | |
| Пропитка обмотанных статоров с шаблонной обмоткой:нормальное исполнение (провода ПБД, ПЭВП)влагостойкое исполнение (провода ПБД, ПЭВП) | БТ-988 БТ-987 | |
| Пропитка обмотанных роторов со стержневой обмоткой:нормальное исполнение влагостойкое исполнение | 321Т 321Т | |
| Пропитка шунтовых катушек машин постоянного тока:нормальное исполнение (провода ПБД,ПЭЛБО, ПЭВ-2) влагостойкое исполнение (провода ПБД,ПЭЛБО, ПЭВ-2) | БТ-987 321Т БТ-987 321Т | 2-3 |
Примечания: 1. Способ пропитки для шунтовых катушек под вакуумом и давлением, для остальных –горячее погружение. 2. Класс изоляции для нормального и влагостойкого исполнения –А
Лакировку обмоток производят непосредственно за сушкой пропитанных обмоток после их укладки в пазы. Рекомендуемая температура обмотки при лакировке 50-60°С. Толщина пленки лака или эмали не более 0,05- 0,1 мм. Обмотки, покрытые лаком или эмалью воздушной сушки, охлаждают на воздухе до исчезновения липкости (обычно 12-18 ч). Для сокращения времени лаковое покрытие можно сушить в печи при 70-80°С в течение 3- 4 ч. Покровные лаки и эмали печной сушки сушат при 100-180°С в зависимости от вида эмали и класса нагревостойкости изоляции (табл.3.27).
Режимы лакировки и сушки обмоток.Таблица 3.27.
| Обмотки | Способ лакировки | Тип покровного лака или эмали | Температура сушки, °С | Время сушки, ч |
| Статоров машин переменного тока нормального исполнения | Пульве ризация | БИ-99, ГФ- 92ХС, ГФ- 92ХК | 15-25 | 6-24 |
| Якорей и роторов нормального исполненя | » | БТ-99, ГФ- 92ГС | 20; 80-110 | 4 и более |
| Статоров машин переменного тока с влагостойкой изоляцией | Погру жение Пульве ризация | БТ-99, ГФ- 92ХС ГФ-92ГС | 110-120 | 6-24 3-10 |
| Якорей и роторов с влагостойкой изоляцией | Погру жение Пульве ризация | 460, БТ-99 ГФ-92ГС | 120-140 110-120 | 8 и более 4-12 |
| Статоров машин переменного тока изоляцией класса Н | Погру жение Пульве- ризация | ПКЭ-15,ПРКЭ-13 ПКЭ-19илиПКЭ-14 | 120-180 - | 8-12 – - |
При капитальном ремонте, как правило, производится полная замена обмотки и изоляции машины. Обмотки, изготовленные из круглого провода, и многовитковые обмотки, изготовленные из прямоугольного провода небольшого сечения, как правило, не восстанавливают, а изготовляют вновь. Обмотки, изготовленные из прямоугольного провода большого сечения, используют повторно, заменяя витковую и корпусную изоляцию. Во всех случаях ремонта обмотки подлежит замене вся изоляция. Обмотку из круглого провода укладывают вручную, так как механизация процесса сдерживается низким качеством сердечников после извлечения обмоток, большой номенклатурой и малыми количествами однотипных машин.
Неисправностиэлектрическихмашин. Повреждения электрических машин бывают механические и электрические. К механическимповреждениям относятся:выплавкабаббитав подшипниках скольжения;разрушениесепаратора,кольца,шарика или роликавподшипниках качения;деформация валаротора(якоря); образованиеглубокихвыработок(дорожек)наповерхностиколлекторов; ослаблениекрепления полюсов илисердечникастаторак станине, прессовки сердечника ротора (якоря); разрыв или сползание проволочныхбандажейроторов(якорей) идр.
Электрическими повреждениями принято называть:пробойизоляциинакорпус;обрыв проводниковв обмотке;замыканиемежду витками обмотки;нарушениеконтактов и разрушениесоединений, выполненных пайкой илисваркой; недопустимоеснижениесопротивления изоляциивследствие еестарения,разрушения илиувлажненияидр.
Вчислопредремонтныхоперацийповыявлениюнеисправностей электрических машин входят: измерениесопротивления изоляции обмоток (с цельюопределениястепениее увлажнения);испытание электрической прочности изоляции;проверканахолостомходу машины целостиподшипников,величины осевогоразбегаротора (якоря),вибрации,правильностиприлегания (притертости)щеток к коллектору и контактнымкольцам; определениезазоров между вращающимися и неподвижными частямиэлектрическоймашины,а такжеконтроль состояния крепежных деталей, плотности посадки подшипниковых щитов назаточкахстаниныиотсутствия повреждений(трещин, сколов и др.)уотдельныхчастейидеталеймашины.
Работа по предремонтному выявлению неисправностей и по вреждений электрических машин называется дефектацией.
Дефектацию производят внешним осмотром и испытаниями при частичной или полной разборке электрической машины.
Однако такая дефектация не всегда позволяет выявить и точно определить характер и размеры ее повреждений, а вследствие этого нельзя определить и объем предстоящих ремонтных работ. Наиболее полное представление о состоянии и требуемом ремонте электрической машины дает дефектация, производимая после ее разборки.
Все обнаруженные после разборки электрической машины не- исправности и повреждения отмечают в дефектационной карте и на их основании составляют маршрутную карту ремонта с указанием работ, подлежащих выполнению по каждой ремонтной единице или по отдельным частям ремонтируемой машины.
В состав основных работ по ремонту электрических машин входят разборка, ремонт обмоток и механической части, сборка и испытания
отремонтированных машин.
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.
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.
