Техническое обслуживание обмоток электродвигателей. Ремонт обмоток электродвигателя, их пропитка и сушка Замена катушки с поврежденной изоляцией

Страница 1 из 5

Выявление и устранение неисправностей электрических машин

В электрических машинах возможны следующие виды неисправностей:

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 186 - Колодка для полировки коллектора

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

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

Рис. 187 - Измерение усилия нажатия щетки динамометром

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В асинхронных электродвигателях возможны следующие виды неисправностей:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Ремонт обмоток

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Ремонт коллекторов

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

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

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

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

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

Рис. 191 - Снятие фасок с коллекторных пластин

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

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

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

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

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

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

Рис. 192 - Сборка контактных колец

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

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

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

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

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

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

Новые щетки притирают по коллектору.

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

Рис. 193 - Станок для притирки щеток

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

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

Условия работы электрических машин. Условия, в которых работают электрические, машины э. п. с., и в первую очередь тяговые двигатели весьма тяжелые. В отличие от стационарно устанавливаемых машин они подвержены воздействиям окружающей среды, динамическим ударам со стороны рельсового пути и работают в условиях широко, а иногда и резко изменяющихся значений тока, напряжения.

Несмотря на принимаемые меры, из окружающей среды в машины попадают влага и пыль. Влага проникает в поры изоляции обмоток машин, что приводит к снижению ее электрической прочности, создает условия для возникновения электрического или теплового ее пробоя, приводит к ускоренному ее старению. В сочетании с низкими температурами влага способствует появлению инея и обледенению коллектора и щеточного аппарата, что приводит к повышенному искрению под щетками. Повышенное искрение возникает и от загрязнения коллектора и щеточного аппарата пылью, попадающей в машину через неплотности люков и с охлаждающим воздухом.

Температура окружающей среды может доходить до - 40 °С зимой и до + 50 °С летом. Высокая температура ухудшает охлаждение электрических машин, способствует их чрезмерному иагреву, а низкая вызывает загусте-вание смазки в подшипниках, отпотевание машин при установке э. п. с. в депо.

При прохождении неровностей пути колесные пары э. п. с. воспринимают значительные динамические силы (особенно при высоких скоростях движения) . Эти удары, частично сглаженные системой рессорной подвески, передаются тяговым двигателям. Наиболее чувствительны они для тяговых двига телей с опорно-осевым подвешиванием, почти половина массы которых не подрессорена.

От действия динамических сил в элементах машин могут возникать трещины, изломы, повышенная выработка трущихся поверхностей, усиливаться искрение на коллекторе, слабнуть узлы соединений.

Напряжение в контактном проводе, а следовательно, напряжение, подводимое к тяговым двигателям (и другим электрическим машинам), могут отличаться от номинального значения (/ном на 10-12%. В отдельных случаях (например, при рекуперативном торможении) напряжением на зажимах тяговых двигателей может доходить до 1,25 Ь т ы- Заметно повышается напряжение на тяговых двигателях, связанных с боксующими колесными парами. При отрыве токоприемника от контактного провода происходит резкое снижение напряжения на тяговых двигателях, а при грозовых разрядах - его резкое повышение.

Всякое отклонение напряжения от номинального значения ухудшает работу тягового двигателя и снижает его тяговые свойства. Но особенно опасно повышенное напряжение, которое может вызвать потенциальное искрение на коллекторе и образование кругового огня, пробой изоляции обмоток, проводов, изоляции кронштейнов щеткодержателей, выводных кабелей.

При трогании или движении по затяжному подъему тяжеловесных составов или при движении с неполным числом работающих на локомотиве тяговых двигателей токи в них могут значительно превысить их допускаемые значения. Такие даже кратковременные перегрузки могут вызвать повышенное искрение под щетками, нарушить коммутацию, а при определенных условиях привести к образованию кругового огня на коллекторе.

Круговой огонь может возникнуть также и в результате быстрого нарастания тока при переходных процессах, протекающих в тяговых двигателях. Наиболее опасны переходные режимы, возникающие в результате образования кругового огня на соседнем параллельно включенном двигателе или при пробое плеча выпрямительной установки. Не менее опасными являются и режимы ударного включения полного напряжения на предварительно обесточенный тяговый двигатель, например при повторной подаче напряжения на двигатель в тот момент, когда главная рукоятка контроллера машиниста не возвращена на нулевую позицию.

Работа электрических машин с токами, превышающими допускаемые значения, приводит, кроме того, к их чрезмерному нагреву, что ускоряет старение изоляции и ограничивает полное использование их мощности.

При боксовании колесной пары частота вращения якоря тягового двигателя резко возрастает. При этом возникают большие центробежные силы, которые могут вызвать повреждение валов якорей тяговых двигателей, соединительных эластичных муфт, вентиляторов, ослабление или повреждение якорных бандажей. Кроме того, при повышенной частоте вращения якоря заметно усиливается искрение под щетками, ухудшается коммутация машины и создаются условия для возможного возникновения кругового огня на коллекторе. В момент восстановления сцепления боксующей колесной пары частота ее вращения (а следовательно, и связанного с ней якоря двигателя) мгновенно уменьшается. При этом запас кинетической энергии вращающегося якоря превращается в удар, передающийся на зубчатую передачу, вал якоря, подшипники и другие элементы двигателя, вызывая их повышенный износ, а иногда и поломку.

Статистикой установлено, что около 30-40% случаев отказов э. п. с. в эксплуатации связано с неисправностями, возникающими в электрических машинах. В целях повышения их надежности Правилами ремонта тяговых дви-ателей и вспомогательных машин элек троподвижного состава ЦТ 2931 (далее Правила ремонта) предусматриваются соответствующие профилактические мероприятия и устанавливаются конкретный порядок и сроки их проведения.

Так, Правилами ремонта предусматривается ремонт тяговых двигателей и вспомогательных машин трех видов: деповской, заводской I объема (средний) и заводской II объема (капитальный), а также устанавливается периодичность их проведения. При этом одновременно оговаривается возможность отклонения от установленных общесетевых межремонтных пробегов на 20% в обе стороны в целях облегчения заводам и депо более равномерного в течение года планирования ремонтов. Главному управлению локомотивного хозяйства МПС предоставлено право изменять сроки ремонта по отдельным типам электрических машин.

При ремонте электрических машин не допускается подмена их основных узлов, поэтому подшипниковые щиты, буксы моторно-осевых подшипников, якорные подшипники, траверсы и другие детали маркируют. Якорь желательно устанавливать в свой же остов. Эти требования обязательны, так как обеспечивают максимальное снижение затрат труда при соблюдении необходимых характеристик и параметров электрической машины после сборки.

Все отремонтированные или новые детали перед установкой на машину проверяют, испытывают и предъявляют к приемке мастеру или приемщику локомотивов.

Каждую выпускаемую из ремонта электрическую машину подвергают контрольным испытаниям согласно государственным стандартам и требованиям Правил ремонта тяговых и вспомогательных электрических машин э. п. с.

Предварительная подготовка машин к разборке. После разборки колесно-моториого блока с вала тягового двигателя электровоза спрессовывают шестерни, а с вала тягового двигателя электропоезда - фланец упругой муфты, используя для этого механические, пневматические или масляные съемники.

Рис. 3.1. Подготовка вала двигателя для снятия шестерни

Наименьшую степень возможного повреждения посадочных поверхностей шестерни, полумуфты и вала обеспечивают масляные съемники. Однако их применение требует предварительной специальной подготовки валов (рис. 3.1). На шейке 4 вала посередине, посадочной поверхности делают кольцевую незамкнутую канавку 3, немного не доходящую своими концами до шпоночной канавки 2. Центровое отверстие вала соединяется с канавкой 3 каналом 5. Через центровое отверстие масляным насосом нагнетают масло в канавку 3, плотность посадки шестерни 1 значительно уменьшается, и она легко снимается с вала.

Затем снимают шапки моторно-осевых подшипников, вынимают вкладыши подшипников и подбивку, удаляют смоченной в бензине ветошью остатки масла с внутренних поверхностей гор-

Рис. 3.2. Двухкамерная машина для наружной обмывки и сушки тяговых двигателей перед разборкой ловины и шапок и устанавливают шапки на их прежние места, (но без вкладышей и подбивки).

Снятые с э. п. с. электрические машины и в первую очередь тяговые двигатели обычно сильно загрязнены (при очистке из двигателя удаляют до 15-20 кг различных отходов, в том числе около 10-12 кг консистентной смазки и масла из моторно-якорных и мо-торио-осевых подшипников). Такое загрязнение затрудняет выявление дефектов при осмотре и приводит к снижению качества последующего ремонта.

Очистку тягового двигателя выполняют перед установкой его на первую позицию поточной линии разборки.

Предварительно двигатель очищают снаружи вручную с помощью скребков и ветоши. Для окончательной очистки двигатель обмывают в специальных моечных (одно- или двухкамерных) машинах.

Двухкамерная моечная машина (рис. 3.2) состоит из двух герметически закрывающихся камер. В камере 1 двигатель обмыва"ют горячей (80- 90 °С) водой 9, которую насосом 1 подают во вращающееся, от привода 5 душевое устройство 2. Чтобы внутрь двигателя не попала влага, все вентиляционные и другие отверстия в остове тщательно закрывают специальными заглушками и крышками, а на место крышки верхнего коллекторного люка прикрепляют специальный патрубок 3, через который в двигатель подают от вентилятора 4 воздух, создавая внутри него избыточное давление. После обмывки поднимают промежуточную дверь 8 и перемещают двигатель на самоходной тележке в камеру //, где при закрытой двери 7 в течение 15-20 мин сушат его потоком нагретого от калорифера 6 воздуха.

Частота вращения душевого и сушильного устройств 2 об/мин. Обе камеры могут работать одновременнб.

Очищенную машину устанавливают на позицию 1 поточной линии ремонта (рис. 3.3), где ее тщательно осматривают.

Осмотр по выявлению внешних дефектов осуществляют визуально. Одновременно сверяют номера остова,

Рис. 3.3. Поточная линия ремонта тяговых двигателей:

1 - линия разборки; II- пропиточное отделение; III- линия сборки; IV- линия ремонта якорей; 1, 17- позиции дефектировки; 2- позиция разборки; 3- обдувочная камера; 4- кантователь; 5- позиция ремонта механической части; 6, 23- транспортировочная тележка; 7- сварочный пост; 8- позиция проверки электрической прочности изоляции; 9- позиция сборки; 10- позиция установки щеткодержателей; II- позиция сборки двигателя; 12- стенд испытания двигателя иа холостом ходу; 13- испытательная станция; 14- якорь двигателя; 15- продувочная камера; 16- кантователь; 18- балансировочный станок; 19- станок для пайки петушков коллектора; 20, 22, 26, 28- накопители; 21, 27- позиции соответственно ремонта и проверки электрической части якоря; 24, 25- станки для шлифовки и продорожки коллекторов подшипниковых щитов и шапок моторно-осевых подшипников.

Затем измеряют электрические параметры машины, определяют осевой разбег якоря, биение и износ коллектора, радиальные зазоры якорных подшипников и биение наружных колец.

Для выполнения перечисленных измерений ремонтная позиция 1 оснащена необходимыми измерительными приборами, статическим преобразователем с колонкой выводов и индукционным нагревателем для снятия внутренних колец подшипников и лабиринтных колец.

Сопротивление изоляции тяговых двигателей измеряют мегаомметром на 2,5 кВ. (Для исключения дополнительной погрешности сопротивление изоляции следует измерять мегаомметрами на соответствующее напряжение.)

При измерении сопротивления изоляции соединяют начало (или конец) цепи главных полюсов с началом (или концом) другой цепи - добавочных полюсов и якорной обмотки. К этим выводам подсоединяют зажим «Л» мегаомметра. Второй его зажим «3» соединяют с корпусом машины. В процессе измерения необходимо следить, чтобы выводные концы контролируемых обмоток не касались пола или корпуса двигателя, в противном случае показания прибора будут неправильными. У исправных тяговых двигателей сопротивление изоляции должно быть не менее 5 МОм. Если оно окажется меньше, следует измерить сопротивление отдельных цепей (главных и добавочных полюсов, обмоток якоря) и выявить поврежденное место, имея в виду, что снижение сопротивления могло быть вызвано увлажнением или неисправностью кронштейнов, межкатушечных соединений.

Сопротивление изоляции измеряют до обмывки двигателя.

Сопротивление изоляции вспомогательных машин должно быть не менее 3 МОм. Способы проверки и выявления дефектных мест в изоляции для вспомо-

5 ис. 3.4. Установка индикатора для измерения іиения коллектора

Рис. 3.5. Приспособление для замера биения коллектора

Рис. 3.6. Измерение выработки коллектора шаблоном гательных машин те же, что и для тяговых двигателей.

Активное сопротивление обмоток электрических машин измеряют обычно мостом МДб (или УМ13) и сравнивают с установленным для машины данного типа значением. Увеличение активного сопротивления может быть вызвано дефектами в полюсных катушках, выплавлением кабелей в патронах или наконечниках, обрывом жил выводных кабелей или межкатушечных соединений и нарушением контакта в этих соединениях.

Для выявления причины увеличения сопротивления подозреваемую обмотку машины подключают к статическому преобразователю и устанавливают в ией ток, равный удвоенному значению ее тока часового режима. Дефектное место выявляют на ощупь по повышенному нагреву.

Затем при вращении двигателя под напряжением 220-400 В без нагрузки проверяют работу якорных подшип-« ников, вибрацию двигателя, биений коллектора и работу щеточного аппарата.

Якорные подшипники проверяют по их нагреву и на слух при вращении якоря двигателя с частотой около 700-750 об/мин в течение 5-10 мин в каждую сторону. Исправный подшипник должен работать без треска, щелчков, заеданий и в режиме холостого хода машины не перегреваться относительно температуры окружающей среды более чем на 10 °С.

Вибрацию двигателя проверяют также при его работе на холостом ходу при частоте вращения 700 об/мин. Измеряют вибрацию ручным вибрографом ВР-1. Место приложения вибрографа к корпусу двигателя может быть любым. Если вибрация двигателя окажется более 0,15 мм, якорь необходимо балансировать.

Биение коллектора измеряют индикатором 1 (рис. 3.4), который подводят к коллектору 4 через коллекторный люк и закрепляют струбциной 2 на кромке остова 3. Биение замеряют по средней части рабочей длины коллектора и на расстоянии 10-20 мм от его наружного среза. Если оно превысит предельно допустимое значение, то коллектор подлежит обточке.

Биение коллектора можно измерять и с помощью приспособления (рис. 3.5), корпус 1 которого закрепляют на кронштейне щеткодержателя. Переместив ползунок 2 на рабочую часть коллектора, устанавливают индикатор 3 на нуль и при вращении коллектора определяют биение.

Выработку (износ) рабочей части коллектора можно измерить, также используя это приспособление. Для этого ползунок вначале отводят на нерабочую часть коллектора, устанавливают индикатор на нуль, а затем при неподвижном коллекторе перемещают ползунок по всей рабочей части коллектора и фиксируют по индикатору наибольшее значение выработки.

При отсутствии описанного приспособления выработку можно измерить шаблоном или щупом и линейкой.

Шаблон (рис. 3;6) устанавливают на коллектор 2 и удерживают рукой так, чтобы колодка 1 приспособления располагалась строго параллельно коллекторным пластинам, а ее торец совпадал с концом коллектора. Вращая поочередно головки микрометров 3, определяют выработку в двух точках по длине коллектора.

Для определения выработки щупом и линейкой (рис. 3.7) линейку 2 устанавливают узким ребром на коллекторную пластину 3 и щупом 1 по всей ее длине измеряют зазор между нижней кромкой линейки и рабочей поверхностью пластины. Такие замеры делают в нескольких местах по окружности коллектора.

Коммутацию машины оценивают по степени искрения* под щетками. Если при визуальной оценке искрение под щетками окажется более г/г балла (см. с. 156), а у щеточно-коллекторного узла дефектов выявлено не будет, то необходима тщательная проверка магнитной системы машины, ее отдельных узлов и настройка коммутации.

Радиальные зазоры якорных подшипников проверяют пластинчатыми щупами на неподвижной машине. Для этого снимают наружные крышки и лабиринтные кольца подшипников щитов и проверяют щупом зазор между роликом и внутренним кольцом подшипника в его нижней части. Для тяговых двигателей большинства типов он должен находиться в пределах 0,09-0,22 мм.

Рис. 3.7. Определение выработки коллектора с помощью линейки и щупа

Биение наружных колец подшипников является следствием их перекосов при установке на двигатели. Такие перекосы приводят к значительному повышению напряжений на краю дорожки качения, повышенному износу и повреждениям сепараторов, к радиальному или осевому защемлению роликов, а иногда и к разрушению подшипников.

Выявить перекос колец можно специальным прибором, разработанным ВНИИЖТом. Прибор (рис. 3.8) имеет кольцо 4, которое надевается иа вал двигателя 5 до упора во внутреннее кольцо подшипника и закрепляется на нем тремя центрирующими винтами 6. На кольце закреплена стойка 2 с индикатором 3. Шток индикатора 3 должен упираться своим концом в наружное кольцо подшипника 1.

Для измерения вертикального перекоса прибор закрепляют на валу и уста-

Рис. 3.8. Установка для измерения перекоса якорных подшипников

навливают индикатор в верхнем положении на нуль. Затем поворачивают индикатор относительно вала на 180° и определяют биение торца (с учетом знака отклонения стрелки). Таким же образом определяют биение и в горизонтальной плоскости. Значение биения определяют как максимальную разность в показаниях индикатора. У правильно установленного подшипника биение торца наружного кольца не должно превышать 0,12 мм.

Осевой разбег якоря измеряют индикатором. Для этого якорь сдвигают до упора в одну сторону, а с противоположной стороны закрепляют на специальной стойке индикатор и прижимают его к торцу вала якоря или коробки (на двигателях электровозов ЧС2) так, чтобы стрелка головки стояла на нуле. Затем якорь перемещают до упора в другое крайнее положение. Отклонение стрелки индикатора укажет осевой разбег. У тяговых двигателей с прямо-и косозубой передачами он должен быть соответственно не более 0,2-0,8 и 5,9-8,4 мм, у вспомогательных машин - 0,6-0,15 мм.

Воздушные зазоры между сердечниками полюсов и якорем машины проверяют щупами. Зазоры не должны превышать значения, установленные Правилами ремонта для машин данного типа.

В противном случае нарушится магнитная симметрия машины, изменятся ее характеристики, снизится коммутационная устойчивость. Недопустимые отклонения значений воздушных зазоров при ремонте машины должны быть устранены, а при ее испытании следует провести тщательную отладку коммутации.

Результаты осмотра электрических машин и проведенных измерений вносят в специальный журнал для использования в дальнейшем при определении необходимого объема их ремонта, после чего двигатель передают на позицию его разборки 2 (см. рис. 3.3).

Разборка электрических машин. Электрические машины разбирают на поточно-конвейерных линиях, а при их отсутствии - на специализированных рабочих местах, укомплектованных со ответствующим оборудованием и инструментом.

Тяговые двигатели отечественных электровозов разбирают в вертикальном положении. С помощью тележки подъемно-транспортной установки (или крана) двигатель устанавливают на стенд разборки коллектором вниз.

Выполняя любые операции, связанные с поворотом двигателя из горизонтального положения в вертикальное, следует помнить, что при этом якорный подшипник воспринимает от якоря ударное воздействие, нагружается его полным весом, причем вся эта нагрузка воспринимается в основном буртами колец подшипников и торцами роликов. Особенно большими эти силы могут быть при значительных осевых разбегах якоря в остове. Поэтому всякую операцию по кантованию электрических двигателей для исключения повреждения подшипников следует выполнять без рывков с соблюдением предельной осторожности.

С двигателя снимают крышки коллекторных люков, вентиляционные сетки, отсоединяют от кронштейнов щеткодержателей подводящие кабели, снимают уплотнительные лабиринтные, кольца, крышки подшипниковых щитов и вынимают щетки из щеткодержателей. Лабиринтные кольца снимают в горячем состоянии электромагнитным съемником. После снятия лабиринтных колец крышки подшипниковых щитов устанавливают на свои места. Вывертывают ключом-трещоткой болт фиксатора траверсы щеткодержателей, развертывают фиксатор на 180°, ослабляют на три-четыре оборота затяжку болтов стопорного устройства и через нижний смотровой люк сжимают траверсу, оставляя в месте разреза щель не более 2 мм.

Пневматическим гайковертом отворачивают болты крепления подшипникового щита со стороны, противоположной коллектору, выпрессовывают с помощью гидравлического пресса подшипниковый щит и транспортируют его к прессу для выпрессовки якорных подшипников или устанавливают в специальную транспортировочную кас сету. При выпрессовке щитов нельзя допускать их перекос в горловине остова, так как это может привести к повреждению посадочных поверхностей.

На вал якоря навертывают рым (или ввертывают, если вал имеет под рым внутреннюю резьбу), цепляют за него крюком крана, плавно и строго вертикально, чтобы не повредить коллектор и подшипник, вынимают якорь из остова и транспортируют на накопитель поточной линии ремонта якорей.

Лабиринтные и упорные втулки, а также внутренние кольца якорных подшипников оставляют на валу якоря и спрессовывают с него только при необходимости их ремонта или замены.

Затем остов двигателя кантуют на 180°, выпрессовывают второй подшипниковый щит, снимают щеткодержатели и кронштейны или с помощью специального захвата и крана извлекают из остова траверсу вместе с щеткодержателями.

Для выпрессовки наружных колец якорных подшипников между опорной плитой 1 (рис. 3. 9) и подшипниковым щитом 2 устанавливают стальное кольцо 5, высота которого несколько больше высоты кольца подшипника, а внутренний диаметр на 3-4 мм больше его наружного диаметра. Усилие пресса Р передается на кольцо 4 подшипника через стальной диск 3, обеспечивающий равномерное распределение усилия по окружности кольца подшипника.

Извлечь карданный вал из якоря двигателя АЬ-4846еТ электровоза ЧС2 можно только после освобождения камеры якорной коробки от смазки. Поэтому эти двигатели разбирают в горизонтальном положении. Вначале с них снимают крышки коллекторных люков, вентиляционные сетки, отсоединяют токоведущие провода и вынимают из щеткодержателей щетки. Затем выпрессовывают подшипниковые щиты, снимают траверсу, открывают масляную камеру якорной коробки, сливают из нее масло, извлекают карданный вал с муфтой и только после этого с помощью специального приспособления - монтажной скобы 3 (рис. 3.10)

Рис. З.9.. Выпрессовка подшипникового щита из остова тягового двигателя вынимают якорь 2 из остова 1 тягового двигателя.

Тяговые двигатели электропоездов разбирают также в горизонтальном положении.

Снятые на поточной линии подшипниковые щиты, крышки, уплотнительные кольца, траверсы с щеткодержателями, а также буксы моторно-осевых подшипников транспортируют на специализированные участки, где их ремонтируют. Отремонтированные узлы и детали передают на поточную линию сборки тяговых двигателей, а остов - на следующую позицию линии ремонта остовов для продувки и очистки его внутренней части.

Вспомогательные электрические машины разбирают, как правило, в горизонтальном положении. При большом объеме ремонта его также следует проводить на поточно-конвейерных линиях.

Перед разборкой машины очищают, продувают и осматривают.

Рис. 3.10. Извлечение якоря двигателя АЬ = = 4846еТ из остова с помощью скобы

Учитывая некоторые конструктивные особенности отдельных вспомогательных машин, порядок разборки их может отличаться. Так, мотор-вентиляторы часто выполняют совместно с генераторами управления (например, электродвигатель НБ-430 с генератором управления ДК-405). При их разборке вначале снимают остов генератора. Чтобы снятый остов не упал на якорь генератора, его предварительно подхватывают крюком крана. Аналогично снимают и остов генератора управления, устанавливаемого на расщепителе фаз НБ-453.

Затем с вала якоря свертывают гайку, крепящую втулку якоря генератора, ввертывают во втулку прессовый стакан приспособления для спрессовки якоря и, вращая головку приспособления, спрессовывают якорь с вала электродвигателя. Для удержания снятого якоря его также предварительно вывешивают на крюке крана.

Если генератор управления связан с электродвигателем вентилятора с помощью клиноременной передачи, то при разборке вначале снимают кожух передачи, ремни, а затем отворачивают болты, крепящие приливы генератора к остову электродвигателя, и снимают генератор.

При разборке мотор-компрессора, двигатель которого не имеет второго подшипникового щита, вначале снимают траверсу или щеткодержатели, отсоединяют от корпуса остов электродвигателя и, поддерживая его веревочными стропами, осторожно снимают с якоря. Затем отвертывают гайку, крепящую шестерню к валу якоря, и вынимают якорь.

Последовательность разборки мотор-генераторов также зависит от конструкции их остовов. Если остов разъемный, то вначале снимают верхнюю его половину, затем вынимают якорь с подшипниковыми щитами, снимают траверсы щеткодержателей и сами щеткодержатели. При этом замечают, где и сколько дистанционных колец у него установлено. Эти кольца должны быть установлены при сборке машины после ремонта, чтобы не нару шить проведенную ранее регулироьь подшипников.

С электродвигателей П11, П21 и ДМК спрессовывают шкивы или полу-муфты, снимают крышки коллекторных люков, вынимают щетки, снимают крышки коробок выводов, наружные крышки подшипников и, нанося легкие удары молотком через деревянную прокладку по краям подшипникового щита, вынимают щит из остова. Извлекают якорь, спрессовывают с него подшипники. На переднем подшипниковом щите отвертывают болты, крепящие траверсу, и снимают ее.

У делителя напряжения вначале снимают генератор управления (эту операцию выполняют так же, как и при снятии генератора с вала электродвигателя вентилятора), снимают вентилятор, отсоединяют провода щеткодержателя, ставят делитель напряжения концом вала со стороны генератора вверх, выпрессовывают подшипниковый щит и за рым с помощью крана вытаскивают якорь. Затем устанавливают остов делителя напряжения в горизонтальное положение и выпрессовывают второй подшипниковый щит. Вынутый из остова якорь помещают на стеллаж и винтовой стяжкой спрессовывают с него подшипник.

У трехфазных асинхронных двигателей снимают защитные сетки, вывинчивают маслопроводы, отвертывают болты, крепящие к остову подшипниковый щит со стороны свободного конца вала, и снимают его с помощью отжимных болтов. Аналогично снимают и второй подшипниковый щит.

Для предотвращения возможного повреждения статорной и роторной обмоток при извлечении ротора его приподнимают и подкладывают под него прессшпан толщиной 0,3-0,4 мм. Затем на свободный конец вала ротора надевают рычаг, приподнимают краном или талью так, чтобы он мог свободно перемещаться внутри статора, извлекают ротор из машины и укладывают на деревянные бруски. Аналогично, предварительно сняв реле оборотов, разбирают расщепитель фаз НБ-455А.

У асинхронных электродвигателей АП-81-4 специальным приспособлением снимают рабочее колесо вентилятора, а у электродвигателей АП-81-6 винтовым прессом - полумуфту. Затем снимают крышки подшипников, спрессовывают подшипниковые щиты. Роторы извлекают из статоров вместе с подшипниками. Подшипники спрессовывают и передают в роликовое отделение.

Правила техники безопасности при разборке электрических машин. Большинство операций по разборке связано с использованием кранов, талей и других подъемных средств. Зачаливать электрические машины или их отдельные элементы разрешается только специально обученным лицам, имеющим соответствующее удостоверение. Прежде чем использовать кран или таль, следует убедиться, что рамы, тросы и чалочные приспособления исправны. Перемещенные кранами машины или детали должны быть подняты над полом на установленную высоту, а в подкрановом поле не должны находиться посторонние лица.

Очистка элементов электрических машин. В зависимости от их конструкции и примененных в них материалов ее выполняют различно. Так, остовы и якоря машин вначале очищают от пыли и других загрязнений, обдувая их в продувочной камере сжатым воздухом. Чтобы при этом не повредить изоляцию, наконечник шланга не следует подносить к ней ближе, чем на 150 мм. В ряде депо применяют специальные камеры (рис. 3.11). В них якорь 1 машины размещается на роликовых опорах 2 и при обдувке вращается электроприводом (на рисунке не показан), передающим якорю вращающий момент через обрезиненный прижимной ролик 3. Сжатый воздух подводится по воздухопроводу 4 с форсунками, обеспечивающими направленный обдув якоря. Вся установка закрыта кожухом, который с одной стороны соединен с фундаментом на шарнирах, позволяющих его откидывать. При установке или снятии якоря на опоры его откидывают, поворачивая вокруг оси шарнира 5. Для отсоса пыли камеру соединяют воздухопроводом с вентиляционной системой.

Рис. 3.11. Схема обдувочной камеры для якорей электрических машин

После обдувки якорь и остов подвергают ручной очистке, протирая их техническими салфетками или ветошью, смоченными в бензине (при протирке изоляции) или в керосине (при очистке металлических элементов). Для очистки якорей можно применять и химический способ. Якорь устанавливают в специальной камере, приводят во вращение с частотой около 30 об/мин и подают на него под давлением около 150 кПа (15 кгс/см 2) подогретый до 90 °С обмывочный состав.

Обмытый якорь устанавливают на тележку и подают в сушильную печь (рис. 3.12). Установив тележку 8 с якорем в камеру печи 7, закрывают дверь 9, включают электродвигатель 5 вентилятора. Воздух, поступающий к ротору вентилятора 6 из камеры через воздухопроводы 1, вновь подается в камеру. При этом механическая энергия воздуха, движущегося в достаточно узких нижнем и верхнем воздухопроводах 1 со скоростью до 25/"м/с, превращается в тепловую. Регулируя приводом 4 площадь сечения решетки 3 и поступление воздуха через заборник 2, можно устанавливать в камере любой заданный температурный режим. Обычно сушку ведут не более 15 ч при температуре около 120 °С. Конкретные режимы сушки принимают отдельно для машин различных типов в зависимости от класса примененной в них изоляции.

Рис. 3.12. Схема печи для сушки якорей

Подшипниковые щиты, их крышки, буксы моторно-осевых подшипников и другие части электрических машин, изготовленные из черных металлов и не имеющие элементов из кожи или резины, вываривают в ваннах со щелочным раствором, промывают в теплой воде и просушивают. Моторно-якорные подшипники промывают в специальной моечной машине мыльной эмульсией, нагретой до температуры 90 °С в течение 25-30 мин. Затем эти подшипники протирают техническими салфетками и промывают бензином или уайт-спиритом с добавлением 7% индустриального масла марок 12, 20 или 30.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Технология ремонта обмоток электрических машин

Многолетняя практика эксплуатации отремонтированных электрических машин с частично замененными обмотками показала, что такие машины, как правило, выходят из строя после непродолжительного времени. Это вызвано рядом причин, в том числе нарушением при ремонте целости изоляции неповрежденной части обмоток, а также несоответствием качества и сроков службы изоляции новой и старой частей обмоток. Наиболее целесообразной при ремонте электрических машин с поврежденными обмотками является замена всей обмотки с полным или частичным использованием ее проводов.

1. Обмотки статоров

Изготовление обмотки статора начинают с заготовки отдельных катушек на шаблоне. Для правильного выбора размера шаблона необходимо знать основные размеры катушек, главным образом размеры их прямолинейной и лобовой частей.

Длину прямолинейной части катушки определить нетрудно, более сложным является определение точной длины лобовой части, зависящей не только от шага обмотки, но и от конструкции ремонтируемой машины.

Размеры катушек обмотки ремонтируемых машин могут быть определены замером старой обмотки. Однако при этом способе не всегда удается получить точные данные, а в случае сильного повреждения и тем более полного отсутствия обмотки он вообще неприменим. Не всегда требуемые обмоточные данные можно найти в типовых альбомах. Поэтому в ремонтной практике наиболее приемлемым являемся определение размеров катушки ремонтируемой машины с помощью приведенных ниже несложных расчетов, а затем изготовления по результатам расчета одной-двух катушек и уточнения их размеров по месту после укладки в пазы сердечника.

При расчете прежде всего определяют среднюю длину (см) полувитка () по формуле:

где - длина пакета активной стали, см;

Длина половины лобовой части, включающая два прямолинейных участка, являющихся продолжением пазовой части катушки, и два изогнутых участка, см.

Для приближенного определения необходимо предварительно определить ширину катушки фпо дуге, проходящей через середины пазов, в которые катушка укладывается:

где в - коэффициент укорочения шага;

D- диаметр расточки, см;

h - высота паза (знак « + » в скобке - для статора, знак «-» для ротора).

По величине ф можно приближенно определить длину.

Для двухслойной катушечной обмотки

ф (3)

где коэффициент К принимается в зависимости от числа полюсов, 2р = 2; 4; 6; 8; К = 1,3; 1,35; 1,45; 1,55 (соответственно).

Для однослойной концентрической обмотки приближенную величину определяют, умножая результаты подсчета из формулы (3) на коэффициент 1,12.

Уточнение размеров вылета лобовых частей пробной катушки по месту необходимо для обеспечения минимально допустимого зазора между лобовыми частями новой обмотки и подшипниковыми щитами ремонтируемой, машины. Это следует делать до пропитки и сушки обмотки. Попытка изменить подбивкой величину вылета лобовых частей уже пропитанной и высушенной обмотки в аксиальном или радиальном направлении недопустима, так как это приведет к нарушению монолитности обмотки и повреждению ее изоляции.

Катушки всыпных обмоток наматывают на простых или универсальных шаблонах с ручным или механическим приводом.

Для ручной намотки катушек на шаблоне предварительно разводят обе части колодок 1 (рис. 1) шаблона на расстояние, определяемое размерами обмотки, и закрепляют их в вырезах диска 3, насаженного на вал 2.

Рис. 1 Станок для ручной намотки катушек:

1- колодки шаблона

4- счётчик обротов

5- рукоятка

Один конец обмоточного провода закрепляют на шаблоне и, вращая рукоятку 5, наматывают требуемое число витков катушки.

Число витков в намотанной катушке показывает счетчик 4, установленный на раме станка и связанный с валом 2. Окончив намотку одной катушки, переносят провод в соседний вырез шаблона и наматывают следующую катушку. Катушки желательно наматывать из одного отрезка медного провода d=1.81 мм (не более) или алюминиевого d=2,26 мм (не более): применение проводов больших размеров усложнит их укладку в пазы, повредит собственную изоляцию и вылеты пазовых коробочек. При отсутствии проводов требуемых диаметров катушки наматывают двумя параллельными проводами эквивалентными требуемому по суммарному сечению.

Ручная намотка катушек на простом шаблоне требует больших затрат труда и времени. Чтобы ускорить процесс намотки, а также уменьшить число паевой соединений, применяют механизированную намотку катушек на станках со специальными шарнирными шаблонами, позволяющими последовательно наматывать все катушки, приходящиеся на одну катушечную группу или на всю фазу.

Для намотки катушечной группы на шарнирном шаблоне с механическим приводом заводят конец провода в шаблон 8 (рис. 2) и включают станок.

Рис. 2. Механизированная намотка катушечной группы:

а- шарнирный шаблон б-принципиальная схема механического привода; / - оправка, 2 - зажимная гайка, 3 - фиксирующая планка, 4 - шарнирная планка, 5 - пневматический "цилиндр, 6 - передача, 7 - ленточный тормоз, 8 - шаблон, 9 - шарнирный механизм шаблона, 10 - механизм зацепления автоматического останова станка, 11 - электродвигатель, 12 - педаль включения станка

Намотав требуемое число витков, станок автоматически останавливается. Для съема намотанной катушечной группы станок оборудован пневматическим цилиндром 5, который через тягу, проходящую внутри полого шпинделя, действует на шарнирный механизм 9 шаблона. При этом головки шаблона сдвигаются к центру и освободившаяся катушечная группа легко снимается с шаблона.

На ряде крупных электроремонтных предприятий применяют более совершенные намоточные станки, позволяющие полностью автоматизировать весь процесс намотки обмоток роторов и статоров электрических машин.

Перед намоткой катушек или катушечных групп обмотчик должен тщательно ознакомиться с обмоточно-расчетной запиской ремонтируемой электрической машины.

В записке указывают: мощность, номинальное напряжение и частоту вращения ротора электрической машины; тип и конструктивные особенности обмотки; число витков в катушке и число проводов в каждом витке; марку и диаметр обмоточного провода; шаг обмотки; число параллельных ветвей в фазе и катушек в группе; порядок чередования катушек; класс применяемой изоляции по нагрево-стойкости, а также различные сведения, относящиеся к конструкции и способу изготовления обмотки.

Нередко при ремонте обмоток двигателей приходится заменять отсутствующие провода требуемых марок и сечений имеющимися проводами. По этим же причинам намотку катушки одним проводом заменяют намоткой двумя и более параллельными проводами, суммарное сечение которых эквивалентно требуемому. При замене проводов обмоток ремонтируемых электродвигателей предварительно (до намотки катушек) проверяют коэффициент заполнения паза по формуле

где n - общее число проводов в пазу;

d - диаметр изолированного провода (по изоляции), мм;

S П -площадь сечения паза, мм 2 ;

S- суммарная площадь сечения изоляции (прокладок, пазовой коробочки и клина), мм 2 .

Коэффициент заполнения паза должен быть в пределах 0,7-0,75. При коэффициенте более 0,75 будет затруднена укладка проводов обмотки в пазы, а менее 0,7 провода неплотно разместятся в пазах и неполностью будет использована мощность электродвигателя.

Катушки двухслойной обмотки укладывают в пазы сердечника группами так, как они были намотаны на шаблоне. Укладку катушек производят следующим образом. Провода распределяют в один слой и вкладывают стороны катушек, прилегающие к пазу (рис. 3); другие стороны этих катушек оставляют не вложенными в пазы до тех пор, пока не будут вложены нижние стороны катушек во все пазы, охватываемые шагом обмотки. Следующие катушки укладывают одновременно с нижними и верхними сторонами. Между верхними и нижними сторонами катушек в пазах устанавливают изоляционные прокладки из электрокартона, согнутые в виде скобочки, а между лобовыми частями - из лакоткани или листов картона с наклеенными на них кусками лакоткани.

Рис. 3. Укладка в пазы сердечника статора проводов катушки всыпной обмотки

При ремонте электрических машин старых конструкций с закрытыми пазами рекомендуется до начала демонтажа обмотки снять с натуры ее обмоточные данные (диаметр провода, число проводов в пазу, шаг обмотки по пазам и др.), а затем сделать эскизы лобовых частей и замаркировать пазы статора. Эти данные могут оказаться необходимыми при восстановлении обмотки.

Выполнение обмоток электрических машин с закрытыми пазами имеет ряд особенностей.Пазовую изоляцию таких машин выполняют, как правило, в виде гильз из электрокартона и лакоткани.

Для изготовления гильз предварительно по размерам. пазов машины изготовляют стальной дорн 1, представляющий собой два встречных клина (рис. 4). Размеры дорна должны быть меньше размеров паза на толщину гильзы 2.

Рис. 4 Способ изготовления изоляционных гильз электрических машин с закрытыми пазами сердечника: 1-стальной дорн, 2- изоляционная гильза

Затем по размерам старой гильзы нарезают заготовки из электрокартона и лакоткани на полный комплект гильз и приступают к их изготовлению. Дорн нагревают до 80-100 °С и плотно обворачивают заготовкой, пропитанной бакелитовым лаком. Поверх заготовки туго накладывают слой хлопчатобумажной ленты вполнахлеста. По истечении времени, необходимого для охлаждения дорна до температуры окружающей среды, разводят, клинья и снимают готовую гильзу. До того как приступить к намотке, вставляют гильзы в пазы статора, а затем заполняют их стальными спицами, диаметр которых должен быть на 0,05-0,1 мм больше диаметра изолированного обмоточного провода.

От бухты обмоточного провода отмеряют и отрезают кусок провода, необходимого для намотки одной катушки. Применение слишком длинных кусков провода усложняет намотку, требует большей затраты времени и нередко бывает причиной повреждения изоляции провода из-за частой протяжки его через паз.

Намотка впротяжку является трудоемкой ручной работой; ее обычно выполняют два обмотчика, стоящие с двух сторон статора (рис. 5).

Рис. 5. Намотка катушек обмотки статора электрической машины с закрытыми пазами сердечник

Процесс намотки состоит из операций протяжки провода через загильзованные пазы, предварительно очищенные от грязи и остатков старой изоляции, и укладки провода в пазах и лобовых частях. Намотку начинают обычно со стороны, где будут соединяться катушки, и ведут в последовательности, приведенной ниже.

Первый обмотчик зачищает конец провода на длине, превышающей 10-12 см длину паза, а затем, вынув первом пазу спицу, вставляют вместо нее зачищенный конец провода и проталкивает его до выхода из паза на противоположной стороне сердечника. Второй обмотчик захватывает пассатижами выступающий из паза конец провода и протаскивает провод на свою сторону, а затем, вынув спицу из соответствующего паза, по шагу обмотки вставляет вместо нее конец вытянутого.провода и проталкивает его в сторону, первого обмотчика. Дальнейший процесс намотки представляет собой повторение описанных выше операций до полного заполнения паза.

Протяжка проводов последних витков катушек представляет из вестные трудности, так как приходится протаскивать провод через заполненный паз с большим усилием. Чтобы облегчить протяжку проводов марок ПЛД, ПБД, ПЛБД с волокнистой изоляцией, их натирают тальком. В ремонтной практике нередко обмотчики вместо талька применяют парафин. Применять парафин не рекомендуется, так как покрытая слоем парафина хлопчатобумажная изоляция провода плохо впитывает пропиточные лаки, вследствие чего ухудшаются условия изоляции пазовой части проводов обмотки, что может привести к витковым замыканиям в обмотке отремонтированной машины.

При намотке катушек впротяжку первой наматывают внутреннюю катушку, лобовую часть которой укладывают по шаблону, а для намотки остальных катушек на намотанную лобовую часть ставят дистанционные прокладки из электрокартона. Эти прокладки необходимы для создания между лобовыми частями зазоров, служащих для изоляции, а также для лучшего обдувания головок охлаждающим воздухом впроцессе работы машины.

Изоляцию лобовых частей.обмотки машин на напряжение до 500 В, предназначенных для работы в нормальной среде, выполняют хлопчатобумажной лентой, причем каждый последующий слой полуперекрывает предыдущий. Каждую катушку группы обматывают, начиная от торца сердечника, придерживаясь следующего порядка. Сначала обматывают лентой часть изоляционной гильзы, выступающую из паза, а затем часть катушки до конца изгиба, после чего закрепляют ленту клеящим составом. Середины головок группы обматывают общим слоем ленты вполнахлеста.

Конец ленты закрепляют на головке клеящим составом или прочно пришивают к ней. Лежащие в пазу провода обмотки должны прочно удерживаться в нем. Для этого применяют пазовые клинья, изготовляемые главным образом из сухого бука или березы.

Клинья делают также из различных изоляционных материалов соответствующей толщины, например из листовой фибры, текстолита или гетинакса.

Клинья изготовляют на специальных станках, один из которых показан на рис. 6.

Рис. 6. Станок для изготовления пазовых клиньев:

1-корпус, 2- фреза, 3,7- верхняя и нижняя плиты, 4- диафрагменная

камера, 5- гребенка, 6- возвратная пружина, 8- заготовка.

Заготовка 8 заводится под гребенку 5, а затем поворотом рукоятки подается сжатый воздух, который, воздействуя на диафрагму и систему штоков, опускает гребенку на заготовку. Заготовка разрезается при продольном механическом перемещении стола фрезерного станка относительно вращающейся фрезы 2. За каждый проход стола нарезается пять клиньев, форма и размеры которых зависят от формы и размеров режущих частей фрезы, а также от высоты подъема стола относительно нее. При выходе фрезы из пазов гребенка возвращается в исходное положение под действием пружины 6.

Длина клина должна быть больше длины сердечника статора на 10-20 мм и равна или на 2-3 мм меньше длины гильзы. Толщина клина зависит от формы верхней части паза и его заполнения. Деревянные клинья должны быть толщиной не менее 2 мм. Чтобы придать клиньям влагостойкость, их проваривают в течение 3-4 ч в олифе при 120-140 °С, а затем в течение 8-10 ч сушат при 100-110 °С.

Клинья забивают в пазы мелких и средних машин молотком и деревянной надставкой, а в пазы крупных машин - пневматическим молотком. Окончив укладку катушек в пазы статора и расклиновку обмотки, собирают схему. Если фаза обмотки намотана отдельными катушками, сборку схемы начинают с последовательного соединения катушек в катушечные группы.

За начала фаз принимают выводы катушечных групп, выходящие из пазов, расположенных вблизи выводного щитка. Эти выводы отгибают к корпусу статора и предварительно соединяют катушечные группы каждой фазы, скручивая зачищенные от изоляции концы проводов катушечных групп.

После сборки схемы обмотки приложением напряжения проверяют электрическую прочность изоляции между фазами и на корпус, а также правильность соединения схемы. Для проверки правильности схемы кратковременно подключают статор к cети 120 или 220 В, а затем к поверхности его расточки прикладывают стальной шарик (от шарикоподшипника) и отпускают его. Если шарик вращается по окружности расточки, схема собрана верно. Эту проверку можно произвести также с помощью вертушки или специального аппарата. Диск из жести пробивают в центре и укрепляют гвоздем на торце деревянной планки так, чтобы он мог свободно вращаться, а затем сделанную таким образом вертушку помещают в расточку статора, Подключенного к сети. При правильной сборке схемы диск будет вращаться. Наиболее совершенным прибором для проверки правильности сборки схемы и отсутствия витковых замыканий в обмотке ремонтируемой машины является аппарат ЕЛ-1.

Рис. 7. Электронный аппарат ЕЛ-1 для контрольных испытаний обмоток (а) и его приспособление для обнаружения паза с короткозамкнутыми витками (б)

Аппарат ЕЛ-1 (рис. 7, а) предназначен для выявления витковых замыканий и обрывов в обмотках электрических машин, нахождения паза с короткозамкнутыми витками в обмотках статоров, роторов и якорей, проверки правильности соединения обмоток по схеме, а также для маркировки выводных концов фазных обмоток электрических машин.

Аппарат обладает высокой чувствительностью, позволяющей выявлять наличие одного короткозамкнутого витка на каждые 2000 витков.

Переносной аппарат ЕЛ-1 помещен в металлический кожух с ручкой для переноски. На передней панели аппарата расположены ручки управления, зажимы для присоединения испытываемых обмоток или приспособлений для нахождения паза с короткозамкнутыми витками и экран электронно-лучевого индикатора. На задней стенке размещены предохранитель и колодка для присоединения шнура и подключения аппарата к сети.

В нижней части передней панели имеются пять зажимов. Крайний правый зажим служит для присоединения заземляющего провода, зажимы «Вых.имп.» - для присоединения последовательно соединенных испытываемых обмоток или возбуждающего электромагнита приспособления, зажимы «Сигн.явл.» - для подключения подвижного электромагнита приспособления или соединения средней точки испытываемых обмоток. Масса аппарата 10 кг.

Испытание обмоток аппаратом ЕЛ-1 производят по прилагаемой инструкции. Для выявления дефектов к аппарату присоединяют две одинаковые обмотки или секции, а затем с обеих испытуемых обмоток с помощью синхронного * переключателя подают. периодически импульсы напряжения на электронно-лучевую трубку аппарата: если в обмотках нет повреждений и они одинаковы, то кривые напряжений на экране электронно-лучевой трубки будут накладываться друг на друга, а при наличии дефектов кривые напряжений будут раздваиваться.

Для выявления пазов, в которых находятся короткозамкнутые витки обмотки, пользуются приспособлением с двумя П-образными электромагнитами на 100 и 2000 витков (рис. 7, б). Для этого катушку неподвижного электромагнита (100 витков) присоединяют к зажимам «Вых.имп.» аппарата, а катушку подвижного электромагнита (2000 витков) - к зажимам «Сигн. явл.», при этом средняя ручка должна быть поставлена в крайнее левое положение «Работа с приспособлением».

При перестановке обоих электромагнитов приспособления с паза на паз по расточке статора на экране электронно-лучевой трубки будут наблюдаться прямая или кривая линия с малыми амплитудами, свидетельствующая об отсутствии в пазу короткозамкнутых витков, или две кривые линии с большими амплитудами, вывернутыми по отношению друг к другу и указывающие на наличие в пазу короткозамкнутых витков. По этим характерным кривым находят паз с короткозамкнутыми витками обмотки статора. Подобным образом, переставляя оба электромагнита приспособления по поверхности, фазного ротора или якоря машин постоянного тока, находят в них пазы с короткозамкнутыми витками.

При выполнении обмоточных работ наряду с обычными инструментами (молотками, ножами, пассатижами и др.) применяют и специальные инструменты (рис. 8), облегчающие выполнение таких работ, как укладка и уплотнение проводов в пазах, обрезка выступающей из паза изоляции, гнутье медных стержней обмоток якорей и др.

Рис. 8. Набор инструмента обмотчика:

а - фибровая пластинка, б - фибровый язык,

в - обратный клин, г - угловой нож,

д 4- выколотка, е - топорик,

ж, з - клюки для гнутья роторных стержней

2. Обмотки роторов

В асинхронных двигателях с фазным ротором распространены два основных типа обмоток: катушечная и стержневая. Способы намотки обмоток роторов практически мало отличаются от описанных выше способов намотки таких же обмоток статоров. При намотке обмоток роторов необходимо равномерно располагать лобовые части обмотки для обеспечения сбалансированности масс ротора особенно у быстроходных электродвигателей.

В средних и крупных по мощности машинах наиболее распространенными являются стержневые двухслойные волновые обмотки роторов. В этих обмотках, выполненных из медных стержней, повреждаются не сами стержни, а только их изоляция вследствие частых и чрезмерных нагревов, при которых нередко оказывается поврежденной и пазовая изоляция роторов.

При ремонте роторов со стержневыми обмотками медные стержни поврежденной обмотки, как правило, используют повторно, поэтому стержни из пазов вынимают таким образом, чтобы сохранить каждый стержень и.после восстановления изоляции уложить его в тот же паз, в котором он находился до разборки. Для этого ротор эскизируют и делают записи по следующим элементам обмотки:

бандажам - числу и расположению бандажей, витков и слоев бандажной проволоки, диаметру бандажной проволоки, числу скрепок (замков). и слоев, материалу подбандажной изоляции;

лобовым частям - длине вылетов, направлению изгиба стержней, шагу обмотки (передний и задний), переходам (перемычкам), к пазам которых относятся начала и концы фаз;

пазовым частям - размерам стержня (изолированного и неизолированного), длине стержня в пределах паза и полной длине прямолинейного участка;

изоляции - материалу размерам и числу слоев изоляции, из влеченных из пазов стержней, пазовой коробочке, прокладкам в пазу, в лобовых частях, исполнению изоляции обмоткодержателя и т. д.

балансировочным грузам - числу и расположению балансировочных грузов;

схеме - эскизу полной схемы обмотки с нумерацией пазов и указанием ее отличительных особенностей.

Эти эскизы и записи особенно тщательно должны быть сделаны при ремонте машин старых конструкций.

При выемке стержней обмоток роторов надо разогнуть замки бандажей и удалить бандажи, набить (в соответствии с нумерацией пазов на чертеже схемы обмотки) номера на пазах, к которым относятся начала и концы фаз, а также переходные перемычки и удалить клинья из пазов ротора. Далее надо распаять пайки в головках, снять соединительные хомутики и зачистить стержни и хомутики от наплывов припоя.

Специальным ключом (см. рис. 8, з) следует разогнуть со стороны контактных колец отогнутые лобовые части стержней верхнего слоя, вынуть эти стержни из паза, при этом на каждом стержне надо выбить номер паза, слоя и в таком же порядке вынуть стержни нижнего слоя. Затем надо очистить стержни от старой изоляции, выправить (отрихтовать) их, удаляя заусенцы и неровности, и зачистить концы металлической щеткой.

В конце операции надо очистить пазы сердечника ротора, обмоткодержатель и нажимные шайбы от остатков изоляции и проверить состояние пазов. Если есть неисправности, устранить их.

Извлеченные из пазов ротора стержни, изоляцию которых не удалось удалить механическим способом, обжигают в, специальных печах при 600-650 °С, не допуская превышения температуры обжига выше 650 °С. Изоляцию с медных стержней можно удалять химическим способом, погрузив их на 30-40 мин в ванну с 6%-ным раствором серной кислоты. Вынутые из ванны стержни следует промыть в щелочном растворе и воде, а затем обтереть тряпками и просушить. Концы стержней облуживают припоем ПОС 30.

У свободных от старой изоляции и отрихтованных стержней изоляцию восстанавливают. Новую изоляцию стержней пропитывают лаком и сушат.

Пазовую изоляцию также восстанавливают, вставляя прокладки на дно пазов и пазовые коробочки так, чтобы обеспечивался их равномерный вылет из пазов с обеих сторон сердечника ротора. По окончании подготовительных операций приступают к сборке обмотки.

Сборка стержневой обмотки ротора состоит из трех основных видов работ - укладки стержней в пазы сердечника ротора, гибки лобовой части стержней и соединения стержней верхнего и нижнего рядов пайкой или сваркой.

Стержни поступают на укладку в пазы только с одной изогнутой лобовой частью. Гибку вторых концов этих стержней производят специальными ключами после укладки в пазы. Вначале укладывают ц пазы стержни нижнего ряда, вставляя их со стороны, противоположной контактным кольцам. Уложив весь нижний ряд стержней, осаживают их прямые участки на дно пазов, а изогнутые лобовые части - на изолированный обмоткодержатель. Концы изогнутых лобовых частей прочно стягивают временным бандажом из мягкой стальной проволоки, плотно прижимая их к обмоткодержателю. Второй временный бандаж из проволоки наматывают посредине лобовых частей.

Временные бандажи служат для предотвращения смещения стержней во время дальнейших операций их гибки.

После закрепления стержней временными бандажами приступают к гибке лобовых частей. Стержни гнут с помощью двух специальных ключей (см. рис. 8, ж, з) сначала по шагу, а затем по радиусу, обеспечивая требуемый осевой вылет и плотное прилегание их к обмоткодержателю. Чтобы согнуть стержень, берут в левую руку ключ (см. рис. 8, ж) и зевом надевают его на прямую часть стержня, выходящую из паза сердечника. Держа в правой руке ключ (см. рис.8, з), надевают его зевом на лобовую часть стержня и подводят вплотную к ключу (см. рис. 8, ж), а затем ключом (см. рис. 8, з) изгибают стержень под требуемым углом.

Изогнуть первые стержни сразу на требуемый угол не позволяют прямые части соседних стержней, поэтому первый стержень удается изогнуть только на расстояние между стержнями, второй - на двойное расстояние, третий - на тройное и так до изгиба стержней, занимающих два-три шага обмотки, после чего можно изогнуть стержень на требуемый угол. Последними (дополнительно) изгибают те стержни, с которых была начата гибка.

С помощью специальных ключей загибают также концы стержней, на которые затем будут надевать соединительные хомутики, после чего снимают временные бандажи и на лобовые части накладывают межслоевую изоляцию, а в пазы - прокладки между стержнями верхнего и нижнего слоев. Фазный ротор асинхронного электродвигателя в процессе сборки стержневой обмотки показан на рис. 9.

Рис. 9. Фазный ротор асинхронного электродвигателя в процессе сборки стержневой обмотки: 1 - стойка поворотного устройства, 2 - ролик, 3 - нижний ряд стержней, 4, 5 - изоляция между верхним и нижним рядами стержней

Описанный способ гибки стержней обмоток с помощью специальных ключей требует больших затрат труда и времени. В ряде электроремонтных цехов для выполнения этой операции применяют простое приспособление (рис. 10), состоящее из двух, плит и системы рычагов.

Рис. 10. Приспособление для гибки стержней обмотки ротора

Гибку стержня в приспособлении выполняют в такой последовательности. Сначала вставляют выправленный стержень с облуженными концами в щель 2, образованную плитами 1 и 3, доводят до упора 6, а затем поворотом рычага А из положения I в положение II загибают конец этого стержня на заданный угол. Далее поворотом рычага Б, перемещающегося в наклонной плоскости из положения I в положение II , выгибают второй угол стержня, возвращают рычаги А и Б в исходное положение II и вынимают из приспособления загнутый стержень. Возврат рычага в исходное положение осуществляют толкателем 4, отжимаемым пружиной 5.

По окончании укладки стержней нижнего ряда переходят к установке стержней верхнего ряда обмотки, вставляя их в пазы со стороны, противоположной контактным кольцам ротора. После укладки всех стержней верхнего ряда накладывают на стержни временные бандажи, а их концы соединяют медной проволокой для проверки изоляции обмотки (отсутствия замыканий на корпус).

При удовлетворительных результатах испытаний изоляции, продолжая процесс сборки обмотки, изгибают концы верхних стержней, применяя приемы, аналогичные приемам изгибания стержней нижнего слоя, но в противоположную сторону. Изогнутые лобовые части верхних стержней также крепят двумя временными бандажами. После укладки стержней верхнего и нижнего рядов обмотку ротора сушат при 80-100 °С в печи (или в сушильном шкафу), оборудованной приточно-вытяжной вентиляцией. Высушенную обмотку испытывают, присоединяя один электрод от высоковольтного испытательного трансформатора к любому из стержней ротора, а другой к зачищенному до блеска зубцу сердечника или валу ротора, и, так как все стержни соединены между собой медной проволокой, испытывают одновременно изоляцию всех стержней.

Заключительными операциями изготовления новой обмотки ротора ремонтируемой машины являются соединение стержней, забивка клиньев в пазы и бандажировка обмотки.

Соединение стержней осуществляют пайкой припоем ПОСЗО облуженными хомутиками, надеваемыми на концы стержней. Хомутики могут быть изготовлены из тонкой полосовой меди или тонкостенной медной трубки. Кроме того, применяют запирающиеся хомутики, изготовляемые из медной полосы толщиной 1-1,5 мм. Один конец запирающегося хомутика имеет. фигурный выступ, а другой соответствующий ему вырез. При загибании хомутика выступ входит в вырез и образует замок, препятствующий разгибанию хомутика.

Хомутики надевают (согласно схеме) на концы стержней, забивают между ними по одному медному контактному клину, а затем пропаивают соединение припоем ПОСЗО паяльником или погружают концы стержней собранной обмотки ротора в ванну с расплавленным припоем. В целях экономии дорогостоящего свинцово-оловянистого припоя применяют также соединение стержней сваркой, однако этот способ имеет ряд недостатков, например, снижает ремонтопригодность машины, так как разборка стержней, соединенных сваркой, связана с большими затратами труда на разъединение и зачистку сварных участков. Для повышения надежности машин применяют соединение стержней пайкой твердыми припоями. Обмотки фазных роторов асинхронных электродвигателей соединяют преимущественно по схеме «звезда» в такой последовательности. Из шести свободных концов стержней три соединяют вместе, а остальные три подводят к контактным кольцам ротора.

По окончании сборки и пайки стержней обмотки приступают к бандажировке ротора. При вращении роторов возникают, как известно, центробежные силы, стремящиеся отогнуть лобовые части и выбросить обмотку из пазов. Лобовые части обмоток удерживают от отгибания под действием центробежных сил проволочные бандажи.

Пазовые части обмотки крепят в пазах как бандажами, так и клиньями. Способ крепления обмотки в пазах зависит от формы паза. При закрытых, полузакрытых и полуоткрытых пазах обмотки крепят клиньями из дерева или различных твердых электроизоляционных материалов (текстолита, пластмассы и др.). Обмотки роторов, расположенные в открытых пазах сердечника, крепят клиньями и бандажами.

Бандажировку обмоток роторов производят на специальных станках электродвигательным приводом или на различных приспособлениях. В электроцехах многих предприятий для бандажировки обмоток роторов используют токарные станки в сочетании с приспособлением контролируемого натяжения наматываемой бандажной проволоки.

Простое по конструкции натяжное устройство, разработанное и внедренное на заводе «Электросила», показано на рис. 11.

Рис. 11. Приспособление для натяжения бандажной проволоки при намотке бандажей

Основными его частями являются: основание 1, разъемная станина, состоящая из двух щек 2, механизм прижима, состоящий из штурвала 5, жестко сцепленного с винтом 9 и неподвижной гайкой 7, пружина 4 и два прижимных диска 3, между которыми происходит торможение проволоки. Бандажную проволоку заправляют через систему роликов (пунктирные линии на рисунке) и зажимают штурвалом между дисками, которые не вращаются, но свободно перемещаются относительно друг друга. Натяг проволоки, создаваемый дисками; зависит от усилия сжатия их пружиной, тарированной с циферблатом отсчета динамометра 6. Перемещая винт, воздействуют на упор передаточного рычага 8 динамометра, стрелка которого показывает усилие сжатия, т. е. натяг проволоки.

При отсутствии специальных приспособлений натяжение бандажной проволоки создают с помощью груза. Для этого заготовляют кусок проволоки необходимой длины; Установив бандажируемый ротор в козлах и временно закрепив, один конец проволоки на участке, где должен располагаться крайний виток бандажа, вращают ротор по ходу часовой стрелки и наматывают на него вручную весь бандаж. Второй конец проволоки перебрасывают через блок с грузом и закрепляют его на роторе. После этого вращают ротор против хода часовой стрелки, наблюдая -за грузом. При вращении ротора груз, создавая натяжение проволоки, перемещается вдоль оси ротора от одного крайнего положения до другого (по ширине бандажа), укладывая витки проволоки с необходимым натяжением.

Для бандажировки роторов применяют стальную луженую проволоку D= 0.8-2 мм, обладающую большим сопротивлением на разрыв.

Перед намоткой бандажей лобовые части обмотки осаживают ударами молотка через деревянную прокладку, чтобы они ровно располагались по окружности. При бандажировке ротора пространство под бандажами покрывают полосками электрокартона, чтобы создать прокладку, выступающую на 1-2 мм по обеим сторонам бандажа.

Весь бандаж наматывают одним куском дроволоки, без паек, избежание вспучивания на лобовые части обмотки витки проволоки накладывают от середины ротора к его концам. При наличии на роторе специальных канавок проволока бандажа и замки не должны выступать над канавками, а при отсутствии канавок толщина и расположение бандажей должны быть такими, какими они были до ремонта.

Устанавливаемые на роторе скобки должны «размещаться над зубцами, а не над пазами. При этом ширина скобки должна быть меньше ширины верхней части зубца. Скобки на бандажах расставляют равномерно по окружности ротора; расстояние между ними но быть не более 160 мм. Расстояние между двумя соседними бандажами должно быть 200-260 мм. Начало и конец бандажной проволоки 1 (рис. 12) заделывают двумя замочными скобками 2, которые устанавливают на расстояние 10 мм одна от другой. Края скобок завертывают на витки бандажа запаивают припоем ПОС 30.

Рис. 12 Расположение, витков бандажа и заделка концов бандажной проволоки: 1 - виткибандажной проволоки, 2 - замочные скобки

В отличие от бандажировки стальной проволокой ротор до наматывания на него бандажей из стекловолокна прогревают до 100°С. Необходимость предварительного нагрева ротора вызвана тем, что при наложении бандажа на холодный ротор остаточное натяжение в бандаже при его запекании снижается больше, чем при бандажировке нагретого.

Сечение бандажа из стекловолокна должно не менее чем в 2 раза превосходить сечение соответствующего бандажа из Проволоки. Крепление последнего витка стекловолокна с нижележащим слоем происходит в процессе сушки обмотки при спекании термореактивного лака, которым прописано стекловолокно. При бандажировке обмоток роторов стекловолокном отпадает необходимость применения замков, скобок и подбандажной изоляции.

3. Обмотки якорей

Основными неисправностями обмоток якорей являются пробой на корпус или на бандаж, замыкание между витками и секциями, механические повреждения паек. При подготовке якоря к ремонту с заменой обмотки очищают его от грязи и масла, снимают старые бандажи и, распаяв коллектор, удаляют старую обмотку, предварительно записав все данные, необходимые для ремонта.

В якорях с миканитовой изоляцией часто очень трудно извлечь обмотки из пазов. Если не удается вынуть секции, нагревают якорь в сушильном шкафу до 70-80°С и поддерживают эту температуру в течение 40-50 мин. После этого извлекают секции из пазов, используя, тонкий шлифованный клин, который для поднятия верхних секций вбивают между верхней и нижней, секциями, а для поднятия нижних - между нижней секцией и дном паза. Пазы освобожденного от обмотки якоря очищают от остатков старой изоляции обрабатывают напильниками или стальными дорнами, а затем дно и стенки пазов покрывают изоляционным лаком.

В машинах постоянного тока наиболее широко распространены шаблонные якорные обмотки. Для намотки секций такой обмотки применяют изолированные провода.

Секции шаблонной обмотки наматывают на универсальных шаблонах, которые позволяют производить намотку, а зачтем растяжку небольшой секции, не снимая ее с шаблона. Растяжку секций якорейкрупныхмашин производят на специальных станках с механическим приводом. перед растяжкой секцию скрепляют, временно оплетая ее хлопчатобумажной лентой в один слой, чтобы обеспечить правильность ее формирования при растяжке.

Катушку шаблонных обмоток (рис. 13, а) изолируют вручную, а на крупных ремонтных предпритиях на специальных изолировочных станках. Станок (рис. 13, б) состоит из натяжного ролика 2, ролика 3 с изоляционной лентой 1, упора 4, вращающегося кольца 5 и направляющих роликов 6, установленных на станине 7.

Рис. 13, Изолировка катушки шаблонной обмотки якоря:

а - катушка,подготовленнаякизолировке,

б - изолировка катушки на станке

Станок приводится в движение электродвигателем мощностью 0,6 кВт с круглоременной передачей 8. Вставив изолируемую катушку в станок до упора, включают электродвигатель, который приводит в движение кольцо с укрепленным на нем роликом 3. Ролик обегает вокруг катушки (по ее сечению) и наматывает на нее хлопчатобумажную изоляционную ленту. Для равномерной изоляции всей поверхности катушки ее медленно передвигают слева направо по неподвижному упору 4. Изолированную катушку пропитывают и сушат, после чего вкладывают в пазы сердечника якоря и закрепляют в них клиньями.

Якорь, подготовленный к закладке в его пазы катушки обмотки, показан на рис. 14. При вкладывании шаблонной катушки надо следить, чтобы она ложилась правильно в паз, т. е. ее концы, обращенные в сторону коллектора, а также расстояние от края стали сердечника до перехода прямой (пазовой) части в лобовую, должны быть одинаковыми.

Рис. 14. Якорь машины постоянного тока перед укладкой в него катушки шаблонной, обмотки: 1 - коллектор, 2 - межсекционная изоляция. из полос электрокартона, 3 - сердечник, 4 - пазовая изоляция (коробочки)

После укладки всех катушек контрольной лампой проверяют правильность вывода проводов из пазов, а затем присоединяют провода к пластинам коллектора пайкой припоем ПОС 30.

Присоединение пайкой концов обмотки якоря к пластинам коллектора является одной из ответственных операций, так как некачественно выполненная пайка вызывает местное увеличение сопротивления и повышенный нагрев участка соединения при работе машины.

Для выполнения пайки предварительно устанавливают якорь с коллектором на подставке в наклонном положении, чтобы при пайке не допустить затекания припоя в пространство между пластинами, а также защищают обмотку якоря несколькими слоями асбестовой ткани. Далее вкладывают зачищенные концы проводов обмотки в прорези пластин, посыпают порошком канифоли, нагревают коллектор до 180-200°С паяльной лампой или газовой горелкой и, расплавляя паяльником пруток припоя, припаивают провода обмотки к пластинам.

Качество пайки проверяют внешним осмотром места пайки, измерением переходного сопротивления между соседними парами пластин коллектора, пропусканием нормального рабочего тока по обмотке якоря.

На поверхности пластин коллектора и между. ними не должно быть застывших капель припоя. При качественно выполненной пайке переходное сопротивление между всеми парами пластин коллектора должны быть одинаковым: резкое отличие в сторону увеличения переходного сопротивления в какой-либо паре пластин будет свидетельствовать о низком качестве пайки на этом участке. При пропускании по обмотке якоря в течение 20-30 мин нормального рабочего тока не должны наблюдаться местные повышенные нагревы, свидетельствующие о неудовлетворительно выполненной пайке.

4. Полюсные катушки машин постоянного тока

При ремонте машин постоянного тока наиболее сложной операцией является изготовление новых полюсных катушек, которые изготовляют на специальных станках (рис. 15, а, б). Катушки главных полюсов наматывают на каркасы или шаблоны, руководствуясь обмоточными данными ремонтируемой машины. Каркасы изготовляют из листового электрокартона, а шаблоны - из дерева или листовой стали. Шаблон риз дерева применяют при намотке катушек малых машин, а из встали - при намотке катушек средних и крупных машин.

а) 6)

Рис. 15. Станки для намотки катушки из полосовой меди (а) и изолировки намотанной катушки (6):I - асбестовая лента, 2 - микалента, 3 - шаблон, 4 - изоляционная лента, 5 - полюсная катушка

Намотку катушек главных полюсов выполняют в такой последовательности. Вручную изолируют каркас или шаблон по высоте несколькими слоями микафолия, а затем укрепляют на нем изолированную лакотканью выводную пластину, припаянную к началу обмоточного провода. Каркас (шаблон) устанавливают на станок и наматывают катушку. При этом следят, чтобы провод укладывался равномерно, без зазоров и переходов через витки. Перед намоткой Последнего слоя провода на каркас устанавливают вторую выводную пластину, к которой припоем ПОС 30 припаивают второй конец катушки. Намотанную катушку сушат и пропитывают, а затем покрывают лаком и сушат на воздухе в течение 10 - 12 ч. Готовую катушку 5 (рис. 16) насаживают на полюс 4 и крепят деревянными клиньями 3.

Рис. 16. Полюсная катушка, надетая на полюс: 1 - выводные пластины, 2 - каркас, 3 - клинья, 4 - полюс, 5 - катушка

Полюсные катушки изготовляют и другим способом, при котором провод наматывают не на каркас или шаблон, а непосредственно на изолированный полюс. При этом придерживаются такой последовательности операций. Сначала очищают поверхность полюса и скрывают ее глифталёвым лаком. Далее отрезают полосу лакоткани шириной 80 мм и длиной, равной периметру полюса, а затем наклеивают лакоткань так, чтобы она прилегала к сердечнику полюса половиной ширины. После этого изолируют сердечник полюса, наматывая, него слои микафолия и асбеста, пропитанного лаком. Каждый слой микафолия проглаживают горячим утюгом и протирают чистой сухой тряпкой. Наложив изоляцию требуемой толщины, загибают на сердечник свешивающийся край лакоткани и наклеивают ее на плоский слой микафолия.

На изолированный полюс надевают нижнюю изоляционную шайбу, наматывают катушку и надевают верхнюю изоляционную шайбу. После этого катушку закрепляют на полюсе, расклинивая деревянными клиньями.

Катушки дополнительных полюсов мелких машин наматывают изолированным проводом, а средних и крупных - голым шинным проводом прямоугольного сечения, укладывая витки катушки -плашмя или на ребро. У катушки дополнительных полюсов повреждается не медь, а изоляция, поэтому ремонт катушки практически сводится к восстановлению ее изоляции. Изоляцией между витками служит асбестовая бумага толщиной 0,3 мм, которую нарезают по размеру витков в виде рамок и вкладывают между витками- после намотки. Наружная изоляция катушки состоит из последовательно накладываемых слоев асбестовой ленты и микаленты, закрепляемых хлопчатобумажной лентой. При переизолировке катушку очищают от старой изоляции и надевают на специальную оправку.

Прокладки заготовляют из асбестовой бумаги, электрокартона или миканита. Число прокладок должно быть равно числу витков. Витки катушки на оправке раздвигают, а, затем вкладывают между слоем бакелитового или глифталевого лака. Затем стягивают катушку хлопчатобумажной лентой и прессуют на металлической оправке.

Катушку прессуют следующим образом. На оправку надевают торцевую изоляционную шайбу, устанавливают на ней катушку и накрывают второй шайбой, а затем сжимают катушку. Далее подключают катушку к сварочному трансформатору, нагревают до 120 °С, после чего, дополнительно сжимая, ее прессуют окончательно, а затем охлаждают в запрессованном положении на оправке до 25-30 °С и снимают с оправки. Охлажденную катушку покрывают лаком воздушной сушки и выдерживают в течение 10-12 ч при 20-25 °С.

Наружную поверхность опрессованной катушки изолируют асбестовой, а затем миканитовой лентами, закрепляемыми хлопчатобумажной лентой, которую затем покрывают лаком. готовую катушку насаживают на дополнительный полюс и закрепляют на нем деревянными клиньями.

5. Сушка и пропитка обмото к

Применяемые в обмотках некоторые изоляционные материалы (электрокартон и др.) способны впитывать влагу, содержащуюся в окружающей среде. Такие материалы называют гигроскопичными. Наличие влаги в электроизоляционных материалах препятствует глубокому проникновению пропиточных лаков в поры и капилляры изоляционных деталей при пропитке обмотки, поэтому перед пропиткой обмотки сушат.

Сушка обмоток статоров, роторов и якорей до пропитки производится в специальных печах при 100-120 °С. В последнее время сушку обмоток (до пропитки) стали производить инфракрасными лучами, источниками которых являются специальные лампы накаливания. Эти лампы отличаются от обычных ламп накаливания тем, что на их внутренней поверхности имеется отражательный слой, способствующий большой отдаче и равномерному распределению теплоты.

Просушенные обмотки пропитывают в специальных пропиточных ваннах, устанавливаемых в отдельном помещении оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией и оснащенном необходимыми средствами пожаротушения.

Пропитка осуществляется погружением частей электрической машины в ванну, заполненную лаком, поэтому размеры ванны должны быть рассчитаны на габариты ремонтируемых машин. Ванны (пропитки статоров и роторов крупных электрических машин обжены пневморычажным механизмом, позволяющим поворотом коятки распределительного крана плавно и без усилий открывать закрывать тяжелую крышку.

Для пропитки обмоток применяют масляные, масляно-битумные и полиэфирные пропиточные лаки, а в особых случаях кремний-органические лаки. Пропиточные лаки должны обладать малой вязкостью и хорошей проникающей способностью, обеспечивающей глубокое проникновение во все поры пропитываемой изоляции, лаке не должно быть веществ, оказывающих; вредное воздействие на провода и изоляцию обмотки, а также они должны длительное время противостоять воздействию рабочей температуры, теряя при этом изолирующих свойств.

Обмотки электрических машин пропитывают один, два или три аза в зависимости от условий Их эксплуатации, требований электрической прочности, окружающей среды, режима работы и т. д. пропитке обмоток непрерывно проверяют вязкость и густоту в ванне, потому что растворители лаков постепенно улетучиваются и лаки густеют. При этом сильно снижается их способность сникать в изоляцию проводов обмотки, расположенных в пазах сердечника статора или ротора. Особенно она снижается у густого лака при плотной укладке проводов в пазах. Недостаточная изоляция обмоток при определенных условиях может привести к пробою их изоляции и аварийному выходу электрической машины из строя.

Обмотки, как правило, пропитывают лаками БТ-980, БТ-987, ВТ-988 и др. При скоростных ремонтах и в аварийных случаях обмотки пропитывают и покрывают быстросохнущим лаком воздушной сушки, КО-961П, который высыхает при 20°С в течение 4-5 ч и создает пленку, обладающую значительной влагостойкостью и высокой изолирующей способностью.

Покровные и пропиточные лаки выбирают в зависимости от конкретных условий работы демонтируемой электрической машины, окружающей среды, конструкции машины, класса изоляции.

Лаки и растворители токсичны, пожароопасны и поэтому должны храниться в специальных помещениях при температуре не ниже 8° и не выше 25°С. Склад, где хранятся лаки и растворители, должен быть оборудован вентиляцией и оснащен необходимыми средствами пожаротушения. Всю работу с растворителями и лаками рабочий должен выполнять в брезентовых рукавицах, защитных очках и резиновом фартуке. Лаки разводят в количествах, необходимых только для текущих работ. Запасы разбавленных лаков не. делают.

Обмотки электрических машин после пропитки сушат в специальных камерах подогретым воздухом. По способу нагрева сушильные камеры делят на камеры с электрическим, газовым или паровым подогревом, а по принципу циркуляции подогретого воздуха - с естественной или искусственной (принудительной) циркуляцией. По режиму работы различают сушильные камеры периодического и непрерывного действия.

В целях многократного использования теплоты подогретого воздуха и улучшения режима сушки в камерах используют, способ циркуляции, при котором 50-60% отработавшего горячего воздуха вновь возвращается в сушильную камеру. Для сушки обмоток на большинстве электроремонтных заводов и в электрических цехах промышленных предприятий применяют сушильные камеры с электрическим обогревом.

Сушильная камера с электрическим обогревом представляет. собой сварную каркасную конструкцию из стали, установленную на бетонном полу. Стены камеры выложены кирпичом и покрыты слоем шлаковаты. Воздух, подаваемый в камеру, подогревается электрическим калорифером, состоящим из комплекта трубчатых нагревательных элементов. Мощность калорифера 30-35 кВт, Загрузку и выгрузку камеры осуществляют тележкой, движением которой (вперед и назад) можно/управлять с пульта управления. Пусковые и включающие аппараты вентилятора и нагревательных элементов камеры сблокированы так, что нагревательные элементы можно включать только после запуска вентилятора. Движение воздуха через калорифер в камеру происходит по замкнутому циклу.

В первый период сутки (1-2 ч после начала), когда содержащаяся в обмотках влага быстро испаряется, отработавший воздух полностью выпускается в атмосферу; в последующие часы сушки часть отработавшего воздуха, содержащего небольшие количества влаги и паров растворителя, возвращается в камеру. Максимальная температура в камере 200°С, а полезный внутренний объем определяется габаритами ремонтируемых электрических машин.

Во время сушки обмоток ведется непрерывный контроль температуры в сушильной камере и температуры выходящего из камеры воздуха. Время сушки зависит от конструкции и материала пропитанных обмоток, габаритов изделия, свойств пропиточного лака и применяемых растворителей, температуры сушки и способа циркуляции воздуха в сушильной камере, тепловой мощности калорифера.

Обмотки устанавливают в сушильную камеру таким образом, чтобы они лучше омывались горячим воздухом. Процесс сушки разделяется на разогрев обмоток для удаления растворителей и запекание лаковой пленки.

Подобные документы

Назначение, виды и монтаж устройств защитного заземления. Ремонт обмоток электрических машин, бандажирование и балансировка роторов и якорей. Сборка и испытание электрических машин. Методы оценки увлажненности и сушки изоляции обмоток трансформатора.

контрольная работа , добавлен 17.03.2015


Разборка машин средней мощности. Ремонт статорных обмоток машин переменного тока. Обмотки многоскоростных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Ремонт якорных и роторных обмоток. Ремонт обмоток возбуждения. Сушка и пропитка обмоток.

учебное пособие , добавлен 30.03.2012


Режимы работы и области применения асинхронных машин. Конструкции и обмотки асинхронных машин. Применение всыпных обмоток с мягкими катушками и обмотки с жесткими катушками. Отличительные черты короткозамкнутых и фазных обмоток роторов асинхронных машин.

реферат , добавлен 19.09.2012


Конструкция обмотки статора высоковольтных электрических машин. Дефекты в изоляции высоковольтных статорных обмоток, возникающие в процессе производства. Общие сведения об адгезии. Методы неравномерного отрыва. Характеристика ленты Элмикатерм 52409.

дипломная работа , добавлен 18.10.2011


Характеристика цеха ООО "Статор". Расчет электрических сетей напряжением 0,4 кВ. Технология ремонта электродвигателей. Установка для пропитки статоров асинхронных электродвигателей. Пожарная опасность технологических процессов и меры профилактики.

дипломная работа , добавлен 11.07.2012


Обмотки якорей машин переменного тока, их классификация. Однофазные, синусные и трехфазные обмотки. Шаблонная всыпная однослойная обмотка. Шаблонная цепная обмотка. Трехплоскостная обмотка "вразвалку". Концентрические, стержневые и двухслойные обмотки.

презентация , добавлен 09.11.2013


Виды и характеристика испытаний электрических машин и трансформаторов. Регулировка контакторов и магнитных пускателей, реле и командоаппаратов. Испытания трансформаторов после капитального ремонта. Выдача заключения о пригодности к эксплуатации.

реферат , добавлен 24.12.2013


Роль и значение машин постоянного тока. Принцип работы машин постоянного тока. Конструкция машин постоянного тока. Характеристики генератора смешанного возбуждения.

реферат , добавлен 03.03.2002


Принцип работы и устройство генератора постоянного тока. Типы обмоток якоря. Способы возбуждения генераторов постоянного тока. Обратимость машин постоянного тока. Двигатель параллельного, независимого, последовательного и смешанного возбуждения.

реферат , добавлен 17.12.2009


Понятие электрических машин, их виды и применение. Бытовая электрическая техника и оборудование предприятий. Устройство и принцип действия трёхфазного электрического двигателя, схемы соединения его обмоток. Формулы 3-х фазных ЭДС. Виды асинхронных машин.

Причины повреждения обмоток электродвигателей

При эксплуатации электрических машин постепенно разрушается изоляция обмоток в результате ее нагрева, воздействия механических усилий от вибрации, динамических сил при пусках и переходных процессах, центробежных сил при вращении, влияния влаги и агрессивных сред, загрязнения различной пылью.

Необратимые изменения структуры и химического состава изоляции называют старением, процесс ухудшения свойств изоляции в результате старения - износом.

Главной причиной выхода из строя изоляции машин низкого напряжения являются температурные воздействия. При температурном расширении изоляционных материалов ослабляется их структура, возникают внутренние механические напряжения. Тепловое старение изоляции делает ее уязвимой для механических воздействий.

При потере механической прочности и эластичности изоляция не способна противостоять обычным условиям вибрации или ударам, проникновению влаги и неодинаковым тепловым расширениям меди, стали и изоляционных материалов. Усадка изоляции от воздействия теплоты приводит к ослаблению креплений катушек, клиньев, пазовых прокладок и других крепежных конструкционных деталей, что способствует повреждению обмотки при относительно слабых механических воздействиях. В начальный период эксплуатации пропиточный лак хорошо цементирует обмотку, но вследствие теплового старения лака цементация ухудшается и действие вибрации становится более ощутимым.

В процессе эксплуатации обмотка может загрязняться пылью из окружающего воздуха, маслом из подшипников, угольной пылью при работе щеток. В рабочих помещениях металлургических и угольных предприятий, прокатных, коксовых и других цехов пыль настолько мелка и легка, что проникает внутрь машины, в такие места, куда попадание ее, казалось бы, невозможно. Она образует проводящие мостики, которые могут вызвать перекрытие или пробой на корпус.

Текущий ремонт обмоток электродвигателей

Наружную поверхность машины и доступные внутренние части в процессе технического обслуживания очищают от пыли сухой салфеткой, волосяной щеткой или пылесосом.

При текущем ремонте обмоток машину разбирают. Обмотки осматривают, продувают сухим сжатым воздухом и при необходимости протирают салфетками, смоченными в бензине. При осмотре проверяют надежность крепления лобовых частей, клиньев и бандажей. Устраняют обнаруженные неисправности. Ослабленные или оборванные бандажи на лобовых частях статорных обмоток из круглого провода срезают и заменяют их новыми из стеклянных или лавсановых шнуров или лент.

Если покрытие обмотки находится в неудовлетворительном состоянии, то обмотку сушат и покрывают слоем эмали. Покрывать обмотку толстым слоем эмали не рекомендуется, так как утолщенный слой ухудшает охлаждение машины. Качество проведенного ремонта проверяют замером сопротивления изоляции до и после ремонта.

Короткозамкнутые обмотки асинхронных двигателей при текущем ремонте, как правило, не ремонтируют, а только осматривают. При обнаружении неисправностей роторы отправляют в капитальный ремонт.

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.