Обмотчик электрических машин — Ремонт обмоток статоров

Содержание материала

§ 83. РЕМОНТ ОБМОТОК СТАТОРОВ

Ремонт обмоток из круглого провода.

На все двигатели отечественного производства на ремонтных предприятиях должна быть техническая документация, содержащая полные обмоточные данные и чертежи обмоток. По этим данным заранее рассчитывают размеры шаблонов для намотки заготовок катушек. Если техническая документация отсутствует, все обмоточные данные и размеры обмотки определяют при разборке машины.
После того как обмоточные данные установлены, из пазов статора удаляют старую обмотку.
Обмотка из круглого провода укладывается в пазы через шлицы пазов. Если попытаться вынуть проводники старой обмотки также через шлицы пазов, то неизбежно повредятся тонкие усики зубцов, так как сцементированные лаком проводники будут отгибать их вверх.
Чтобы обмотку из круглого провода вынуть из пазов, ее лобовые части вначале обрезают с одной стороны статора вровень с торцовой поверхностью сердечника. В небольших машинах эту операцию делают на токарных станках, в машинах больших размеров — с помощью пневматического зубила. Более производительно использовать специальные установки, оборудованные устройством для закрепления статора и фрезой для обрезки лобовых частей обмоток. После этого статор очищают, продувают сжатым воздухом и для ослабления цементирующего действия пропиточных лаков помещают в ванну с раствором кальцинированной соды, подогретым до 80—90°С. Хорошие результаты дает также метод «выжигания» изоляции в печи при 350—360°С. За несколько часов при такой температуре пазовые клинья и изоляция обмотки почти полностью утрачивают механическую прочность и обмотка легко вынимается из пазов.

Рис. 190. Вытягивание всыпной обмотки из пазов с помощью лебедки

На специализированных электроремонтных заводах применяют также метод индукционного нагрева статоров перед выемкой старой обмотки. Статор с отрезанными с одной стороны лобовыми частями обмотки из круглого провода помещают в индуктор. Магнитный поток, создаваемый индуктором, замыкается по сердечнику статора и нагревает его. Теплота от сердечника передается обмотке (в первую очередь крайним, прилегающим к стенкам пазов, слоям изоляции и проводам). После нагрева обмотка легко удаляется из пазов. Этот способ используют при ремонте статоров с относительно небольшими диаметрами сердечников.
Для удаления обмотки применяют электрические или ручные лебедки с крючьями (рис. 190). Лебедка 4 имеет упор 5, который устанавливается к торцу статора и препятствует отгибу крайних листов 1 при вытягивании обмотки из пазов. Крюк 2 захватывает лобовую часть 6 одной или нескольких катушечных групп обмотки и с помощью троса 3 вытягивает обмотку. Если предварительно не уменьшить механическую прочность изоляции, то при вытягивании могут либо оборваться проводники, либо деформироваться зубцы статора.
В прочищенных и промытых статорах осматривают и проверяют крепление стали и устраняют мелкие дефекты, например выправляют погнутые кромки пазов, удаляют оплавления листов стали, образовавшиеся в местах замыкания обмотки на корпус, и т. п. Выправленные и очищенные статоры поступают на обмоточный участок для укладки обмотки.
Технология заготовки изоляции, изолировки пазов и укладки всыпных обмоток во время капитального ремонта такая же, как при изготовлении новых машин. Отличительной особенностью этих работ является значительно меньшая, чем на электромашиностроительных заводах, механизация обмоточных работ. Это объясняется, в первую очередь, разнообразием типов и конструкций машин, поступающих в капитальный ремонт. Кроме того, значительная их часть — это машины старых серий, в пазы которых обмотка не может быть уложена механизированным способом. Поэтому и изолировку пазов и укладку как двухслойной, так и однослойной обмотки производят в основном вручную.

Ремонт обмоток из прямоугольного провода.

Обмотку из прямоугольного провода демонтируют также после предварительного ослабления механической прочности изоляции катушки. Катушки вынимают из пазов поочередно в последовательности, обратной их укладке. Если несмотря на ослабление изоляции катушки с трудом выходят из пазов, их приподнимают длинными клиньями, которые забивают с торцов статора под пазовые части катушек. Сильно деформировать катушки при выемке из пазов нельзя, так как перекрученные проводники обмотки могут застрять в пазу и работа по демонтажу обмотки усложнится.
После того как вся обмотка вынута, статор очищают от остатков изоляции, продувают сжатым воздухом и тщательно осматривают. Устраняют все замеченные неисправности активной стали. Тщательно очищенный и осмотренный статор подается на обмоточный участок.
Обмотка из прямоугольного провода, состоящая из подразделенных катушек, как правило, изготовляется на ремонтном предприятии по той же технологии, что и при производстве новых машин.
В условиях ремонтного предприятия или на ремонтном участке могут быть также выполнены катушки с гильзовой изоляцией для обмоток машин на напряжение 3 и 6 кВ. Для опрессовки и запечки гильз применяют различные ручные или пневматические прессы с водяным или электрическим подогревом, конструкция которых описана в гл. VII.
Обмотки с компаундированной изоляцией в ремонтных условиях не могут быть сделаны из-за сложности компаундных установок, которые должны быть рассчитаны на различные размеры катушек. Комплекты катушек обмотки с компаундированной изоляцией обычно заказывают на предприятиях, изготовляющих данный тип машин.
Все операции по укладке обмотки, креплению ее пазовых и лобовых частей, а также приемо-сдаточные испытания проводятся так же и в таком же объеме, как и при производстве новых машин.

Ремонт обмоток статора.

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.