Паяння, ізолювання та ув'язування схеми обмотки електродвигуна. Ремонт обмоток електричних машин. Бандажування та балансування роторів та якорів. Складання та випробування електричних машин Ремонт полюсних котушок
Сторінка 1 з 5
Виявлення та усунення несправностей електричних машин
У електричних машинах можливі такі види несправностей:
- іскріння щіток;
- перегрів обмоток;
- короткі замикання в обмотках;
- ненормальна напруга генератора;
- положення, коли генератор не збуджується;
- неприпустимі коливання частоти обертання двигуна.
Іскріння щітоксупроводжується підвищеним нагріванням колектора та щіток. Причиною цього може бути забруднення щіток і колектора, зношування щіток, підгоряння колектора, нещільне прилягання пружин, заїдання щіток у щіткотримачі.
Бруд зі щіток і колектора видаляють стисненим повітрям, а в деяких випадках ганчіркою, змоченою в бензині. Зношені більш ніж 60% чи поламані щітки замінюють новими. Нові чи погано притерті щітки притирають до колектора. Для цього смужку шліфувальної паперової шкурки (мал. 185 а) кілька разів протягують між щіткою і колектором. Шліфувальна шкірка абразивною поверхнеюмає бути звернена до щітки. Після притирання колектор та щітки продувають стисненим повітрям.
Застосовувати наждачне або карборундове полотно для шліфування щіток не можна. Для правильного притирання щіток кінці шліфувальної шкірки потрібно відігнути вниз (див. рис. 185, а), оскільки при відгинанні шкірки вгору (рис. 185, б) краї щіток будуть обпиляні і зменшиться активна ширина щіток, що може викликати іскріння на колекторі.
Рис. 185 - Схеми притирання щіток: правильна (а), неправильна (б)
За наявності нагару, раковин та інших місцевих дефектів колектор проточують на токарному верстатіабо шліфують дрібнозернистими шліфувальними колами. Колектор повинен мати поліровану поверхню, тому після проточування та шліфування його полірують, внаслідок чого усуваються подряпини, що утворилися в результаті обробки колектора (різцем або каменем). Полірують колектор при номінальній частоті обертання (ротора двигуна), застосовуючи паперову шліфувальну шкірку № 00.
Для полірування колектора шліфувальну шкірку прикріплюють до дерев'яної колодки (рис. 186), яку приганяють точно діаметром колектора; ширину бруска вибирають такою, щоб він міг вільно поміщатися між двома сусідніми траверсами. Колодку притискають до колектора, що обертається. При отриманні гладкої поверхні колектор очищають і продувають повітрям стисненим.
Рис. 186 - Колодка для полірування колектора
Натискання на щітку, що створюється пружиною щіткотримача, має відповідати певному тиску. Для зменшення механічних втрат на колекторі рекомендується встановлювати мінімальне натискання, у якому щітки працюють без искрения. Слід враховувати, що більше частота обертання, тим більше натискання встановлюють, щоб щітки задовільно працювали при можливих вібраціях щіткотримачів. Різниця в натисканні на окремі щітки не повинна перевищувати 10% його середнього значення.
Перевірку сили натискання щіток проводять динамометром (1) (рис. 187), закріпленим за важіль щіткотримача (2), що притискає щітку (3) до колектора (4). Для визначення сили натискання необхідно між щіткою та колектором прокласти аркуш паперу (5) та поступово відтягувати динамометр. У момент вільного витягування паперу з-під щітки динамометр показуватиме величину натискання щітки на колектор.
Рис. 187 - Вимірювання зусилля натискання щітки динамометром
Правильність встановлення щіток треба обов'язково перевіряти після кожного проточування колектора. При неправильному положенні щіток машина починає іскрити при неповному навантаженні. При неодруженому ході машина не іскри. У міру зростання навантаження може спостерігатись круговий вогонь по колектору.
Перевірку правильного положення траверси проводять індуктивним методомпри нерухомій машині. До відключеної обмотки збудження через реостат від акумулятора підводять постійний струм. Величина струму в обмотці має перевищувати приблизно 5...10% номінального. До затискачів якоря приєднують мілівольтметр на 45...60 мВ з нулем посередині шкали. У моменти замикання та розмикання струму збудження в якорі індукується електрорушійна сила (е. д. с.) і стрілка приладу відхиляється в ту чи іншу сторону залежно від положення щіток. При щітках, що у потрібному становищі (на нейтралі), е. д. с. повинна дорівнювати нулю. Траверсу зі щітками пересувають доти, доки буде досягнуто необхідне положення щіток. Рекомендується перевіряти правильність положення траверси за різних положень якоря. Якір слід повертати в тому самому напрямку, щоб уникнути впливу на показання приладу можливого переміщення щіток у щіткотримачах. Остаточно правильне положеннятраверси перевіряють під час випробувань машини на стенді.
Крім того, причиною іскріння щітокможе бути неоднакова відстань по колу колектора між щітками окремих бракетів. Необхідно перевірити положення щіток на колекторі за допомогою паперової стрічки та встановити бракети так, щоб щітки сусідніх бракетів перебували на однаковій відстані по колу колектора.
Іскріння може викликатися застосуванням вугільних щіток невідповідної марки (занадто м'яких або занадто твердих). При ремонті необхідно замінювати всі щітки та встановлювати ті марки, які рекомендує завод-виробник електричних машин.
Підвищений нагрів (перегрів) обмотокелектричної машини встановлюють під час передремонтних випробувань. Рівномірне перегрів усієї машини за відсутності інших ознак несправності свідчить про її перевантаження. У цьому випадку слід спочатку перевірити відповідність фактичного навантаження номінальному режиму роботи машини. Погіршення умов вентиляції внаслідок засмічення вентиляційних каналівкрильчатки вентилятора може викликати перегрів машини.
Ушкодження в обмотках полюсів призводять до їх нерівномірного нагрівання. В обмотках полюсів найчастіше ушкоджуються переходи, вивідні кінці котушок та місця проходу вивідних кінців через корпус. До найпоширеніших дефектів слід віднести замикання обмоток на корпус, обрив або поганий контакт в обмотках, з'єднання між витками.
Після виявлення пошкоджень обмотки перемотують. Для цього видаляють стару обмотку, очищають пази від задирок, забарвлюють їх лаком та ізолюють електрокартоном, пресшпаном та лакотанням.
Способи усунення дефектів в обмотках полюсів залежить від характеру ушкодження. Обрив, а також поганий контакт у зовнішніх доступних для ремонту місцях усувають паянням. Щоб знайти замикання на корпус, котушку з дефектом знімають із сердечника полюса та оглядають місця зіткнення з полюсом та станиною.
Замикання в обмоткахполюсів, якщо вони знаходяться не на вивідних кінцях, усувають частковою або повною перемоткою. З котушки відмотують витки і водночас оглядають. Якщо ізоляція котушок, за винятком місць з'єднання з корпусом або замикання між витками, не пошкоджена і знаходиться у задовільному стані, то ізолюють лише пошкоджені місця, а повне перемотування котушки не проводиться.
Якщо пошкодження в обмотках полюсів спричинені вологою ізоляцією, котушку просушують.
При коротких замикання в обмотці якоря генератор погано збуджується, двигун не розвиває номінальних оборотів, у деяких випадках якір обертається поштовхами. При збудженні генератора від стороннього джерела струму якір відразу після підключення обмотки збудження сильно нагрівається і з'являється дим. Пластини колектора, з'єднані з дефектною обмоткою якоря, що нагріває, обгорають. У цьому випадку можуть відбутися короткі замикання: частини витків однієї секції і всієї секції між двома секціями, що лежать в одному пазу, в лобових частинах обмотки, між будь-якими двома точками обмотки, наприклад у разі пробою обмотки на корпус у двох точках.
Для знаходження замикань витків однієї секції, між сусідніми колекторними пластинами або між сусідніми секціями, що знаходяться в одному шарі обмотки, використовують метод падіння напруг, що не вимагає спеціального обладнання. Він застосовується як для петльової, так і для хвильової обмоток і особливо зручний під час перевірки якоря з зрівняльними з'єднаннями. Метод полягає в тому, що до двох суміжних колекторних пластин (1) (рис. 188) підводять постійний струм за допомогою щупів (2), а щупами (3) вимірюють падіння напруги на цій парі колекторних пластин. Як джерело струму зручно застосовувати акумуляторну батарею, що забезпечує через послідовно включений з якорем реостат струм 5...10 А. Тоді у разі петльової обмотки за наявності замикання в секції, приєднаної до пари пластин, що перевіряється, опір її буде менше і падіння напруги при одному і тому струмі буде також менше, ніж на іншій парі пластин, між якими немає замикання. Перевіряти якір необхідно при піднятих щітках.
Рис. 188 - Схема знаходження замикань між витками і обмотками якоря
Замикання обмотки якоря або колектора на корпус під час роботи машини не виявляється, якщо немає замикання в одного з проводів мережі. За наявності такого замикання (якщо корпус машини не ізольований від землі) замикання обмотки на корпус утворює замкнутий ланцюг. За відсутності заземлення одного з проводів мережі замкнутий ланцюг може утворитися лише при замиканні обмотки на корпус у двох місцях.
Визначити замикання обмотки на корпус можна мегомметром або контрольною лампою (рис. 189). В останньому випадку один кінець від лампи приєднують до джерела живлення, а інший - до колектора, вал якоря з'єднують з другим провідником джерела живлення. Наявність з'єднання обмотки з корпусом визначають загорання лампи. При цьому способі лампа горить лише при хорошому контакті у місці з'єднання.
Рис. 189 - Схема для знаходження місця з'єднання обмотки якоря з корпусом
Приєднання джерела струму до колектора проводиться у разі петлевої обмотки у двох діаметрально протилежних точках, у разі хвильової - до пластин, що знаходяться на відстані половини колекторного кроку. Один провідник від мілівольтметра приєднують до валу якоря, а кінцем іншого по черзі стосуються всіх колекторних пластин. Якщо перевіряють якір з петлевою обмоткою, то з наближенням до пластини, з'єднаної з корпусом, показання приладу зменшуються. При дотику кінця провідника від приладу з пластиною колектора, з'єднаної з корпусом, показання мілівольтметра дорівнюватиме нулю. Показ буде дуже малим при поганому контакті, а також коли замикання на корпус має не колекторна пластина, а секція, приєднана до цієї пластини.
Так як при перевірці всього якоря найбільша можлива напруга, що діє на прилад, може виявитися рівним напруги, що підводиться до якоря, необхідно застосовувати прилад з межею вимірювання, рівним напруги джерела живлення. Зменшення відхилення стрілки приладу можна досягти регулюванням сили струму шляхом підключення приладу через реостат.
Місце замикання на корпус можна знайти, якщо ворушити по черзі секції в місцях виходу обмотки з пазів і виміряти одночасно опір ізоляції мегомметром. Ворушення секцій створює зміну контакту, отже, і зміна опору. Замість мегомметра можна використовувати контрольну лампу, включаючи її між колектором і валом якоря. Дефект виявляють миготіння лампи.
У тих випадках, коли вищезазначені способи не дають результатів, доводиться шляхом розпаювання обмотки ділити її на частини. Розділивши обмотку на дві частини, перевіряють мегомметром кожну частину окремо. Виявивши замикання на корпус в одній із половин, кінці іншої залишають недоторканими, а пошкоджену половину знову поділяють на дві частини і так доти, доки точно не визначиться секція із замиканням на корпус.
Усувають пошкодження різними способами. Наприклад, обрив або поганий контакт в обмотці (у півнях та хомутиках) та колекторі усувають перепаюванням обмотки у зазначених місцях; якщо ж обрив стався у самому провіднику, то стрижень чи секцію замінюють новими.
Найчастіше замикання на корпус зустрічається у місцях виходу секцій із пазів. Цей дефект усувають установкою під секцією невеликих клинів з ізоляційного матеріалу (фібри, сухого бука) або прокладкою, покритою лаком підкладки з летероїду, електрокартону, слюди і т. д. . Замикання на корпус, викликане зволоженням ізоляції, усувають просушуванням. Якщо замикання на корпус у кількох секціях і, крім того, ізоляція інших секцій погана, то перемотують усю обмотку якоря. У разі з'єднання колектора з корпусом необхідне його розбирання та ремонт.
Замикання в обмотці якоря між несуміжними секціями і взагалі замикання великої кількості секцій зустрічаються рідше замикань усередині самої секції або між кінцями секцій на колекторі. Тому перш ніж приступити до усунення замикань, необхідно ретельно оглянути колектор і переконатися у відсутності з'єднань між пластинами.
У разі короткого замикання в секції її необхідно замінити, тому що при цьому дефекті вся ізоляція секції зазвичай стає непридатною. Переізолюванням місця замикання можна обмежитись лише у випадку неповного контакту в місці замикання. Тривала робота машини при великих короткозамкнутих гілках може привести в непридатність всю обмотку, що вимагатиме повної її перемотування.
В асинхронних електродвигунах можливі такі види несправностей:
- перегрів статора;
- перегрів обмоток статора та ротора;
- ненормальна частота обертання двигуна;
- ненормальний шум у машині.
Перегрів статораможе спостерігатися при напрузі мережі вище від номінального. Для усунення цієї несправності достатньо знизити напругу мережі до номінального або покращити вентиляцію двигуна.
Підвищене місцеве нагрівання при холостому ході двигуна та номінальній напрузі мережі може викликатися задирками, що утворилися при опилюванні або внаслідок торкання ротора об статор під час роботи двигуна. Несправність усувають видаленням задирок; для цього місця замикання обробляють напилком, з'єднані сталеві листироз'єднують, лакують ізоляційним лаком з подальшим сушінням на повітрі.
В обмотках змінного струмуможливі короткі замикання між витками однієї котушки, котушками однієї фази та котушками різних фаз. Основною ознакою, якою можна знайти замикання в обмотках змінного струму, є підвищений нагрівання частини котушки з короткозамкненими витками. У деяких випадках короткозамкнену частину обмотки можна відразу визначити за зовнішньому вигляду- по ізоляції, що обвуглюється.
Для визначення дефекту в статорній або роторній обмотці необхідно включити статорну обмотку на знижену напругу (1 / 3 ... 1 / 4 номінального) при розімкнутому роторі і виміряти напругу на кільцях ротора, повільно провертаючи ротор. Якщо напруги на кільцях ротора (попарно) не рівні між собою і змінюються в залежності від положення ротора по відношенню до статора, це вказує на замикання в обмотці статора. При замиканні в роторній обмотці (при справній статорній) напруга між кільцями ротора буде неоднаковою і не змінюватиметься залежно від положення ротора.
Після того, як встановлено, яка з обмоток (роторна або статорна) має з'єднання між витками, визначають дефектну фазу розглянутими вище способами.
Якщо замикання сталося між двома фазами, місце з'єднання знаходять аналогічно попередньому, роз'єднуючи обмотки пофазно. Котушки однієї з фаз, що має з'єднання, поділяють на дві частини і мегомметр перевіряють наявність сполук кожної такої половини з другою фазою. Потім ту частину, що з'єднана з іншою фазою, знову поділяють на дві частини і кожну з них знову перевіряють і т.д.
Метод послідовного поділу на частинизастосовують при знаходженні замикання в обмотках, що мають паралельні гілки. У цьому випадку необхідно дефектні фази розділити на паралельні гілки і спочатку визначити, між якими гілками є з'єднання, а потім застосувати до них метод. Так як замикання між фазами частіше бувають у лобових частинах обмотки або сполучних провідниках, то іноді вдається відразу знайти місце з'єднання шляхом ворушіння лобових частин з одночасною перевіркою мегомметром.
Перегрів обмотки статора може спостерігатись при перевантаженні двигуна або порушенні його нормальної ізоляції. Зниження напруги на затискачах двигуна нижче за номінальний також викликає перевантаження двигуна струмом. Перегрів обмотки буде у разі неправильного з'єднання статора обмоток за схемою трикутника, а не зіркою.
Причиною сильного місцевого нагріву статора може бути міжвиткове з'єднання в обмотці або коротке замикання між двома фазами. Ознаки несправності: неоднакова сила струму в окремих фазах, двигун сильно гуде і розвиває знижений момент, що крутить.
Ремонт обмоток
При виявленні міжвиткових замикань або замикань на корпус, а також обриву у фазах статора обмоток проводять часткову або повну перемотування статора. Щоб полегшити вилучення дефектних котушок з пазів, статор нагрівають до 70...80° З. Потім з допомогою виколотки і дерев'яного молотка вибивають текстолітові клини, розрізають і знімають з допомогою з'єднань обмотки статора, роз'єднують котушки і виймають їх з пазів. Пази статора очищають від старої ізоляції, перевіряють стан сталевих пакунків.
Намотування котушок роблять ізольованим дротом відповідної марки на каркасі або шаблоні. Якщо відсутня провід необхідної марки, котушку мотають проводом іншої марки, але того ж класу ізоляції.
Котушки намотують на шаблон-човник, що має пристрій для закріплення кінців дротів. Одна із сторін шаблону виконується знімною для зняття котушки після намотування. При намотуванні котушок із тонкого ізольованого дроту з великою кількістю витків використовують автоматичні та напівавтоматичні верстати. Ці верстати мають лічильники оборотів і пристрої для автоматичної зупинки верстата після намотування необхідного числа витків. Верстати мають пристрої для укладання між шарами котушок паперових ізоляційних прокладок і механізми розкладки, що укладають провідники в правильні ряди.
Після закінчення намотування по периметру котушки укладають прокладку з електрокартону і зв'язують котушку в місцях вирізів шаблону. Кінці проводів обрізають з відривом, зазначеному на кресленні.
Корпусну ізоляцію котушок виконують із кількох шарів лакоткані або мікаленти. Для надання необхідної форми і монолітності витки пазової частини котушки перед накладенням корпусної ізоляції змащують гліфталевим або шовковим лаком, що клеїть. Потім пазову частину котушки нагрівають у спеціальному нагрівачі до 110...120°З, після чого закладають у прес-форму.
При опресуванні нагріті сполучні речовини лаку, що клеїть, розм'якшуються і заповнюють пори ізоляції, при охолодженні тверднуть і скріплюють провідники котушки. Котушки кріплять у пазах текстолітовими клинами, що забиваються дерев'яним молотком.
Котушки, закладені в пази, з'єднують пайкою або зварюванням оплавленням. Зварювання оплавленням проводиться через понижувальний трансформатор потужністю 500...600 Вт і напругою 220/24 і 220/12 і може бути застосована для з'єднання проводів діаметром від 0,8 мм і вище. Зварювані кінці проводів попередньо скручують і з'єднують з одним із затискачів трансформатора, до іншого затискача приєднують вугільний електрод.
У електродвигунах, що використовуються на рефрижераторному рухомому складі, найбільшого поширення набули обмотувальні дроти з мідного дроту. У деяких типах електродвигунів застосовують алюмінієві дроти, які за механічною міцністю та електричною провідністю значно поступаються мідним.
Обмотувальні дроти виготовляють з волокнистою, емалевою та комбінованою ізоляцією. Матеріалом для волокнистої ізоляції є папір (кабельний або телефонний), бавовняна пряжа, натуральний та штучний шовк (капрон, лавсан), азбестові та скляні волокна. Їх накладають в один або кілька шарів у вигляді обмотки або обплетення (панчохи). Для емалевої ізоляції використовують різні органічні сполуки (полівінілацетат, кремнійорганічні смоли тощо).
Марки обмотувальних проводів умовно позначаються літерами. У деяких марках після буквеного позначеннястоїть цифра «1» або «2»: цифра «1» вказує на нормальну товщину ізоляції, цифра «2» – на посилену товщину.
Позначення марок обмотувальних проводівпочинається з літери П (провід). Волокниста ізоляція позначається літерами: Б - бавовняна пряжа, Ш - натуральний шовк, ШК і К - штучний шовк, капрон, С - скловолокно, А - азбестове волокно. Літерами О і Д позначається кількість шарів ізоляції (один чи два). Для алюмінієвих обмотувальних дротів наприкінці позначення додається літера А. Наприклад, марка ПБД позначає: провід обмотувальний мідний з ізоляцією з двох шарів бавовняної пряжі.
Емалева ізоляціяобмотувальних проводів позначена так: ЕЛ – емаль лакостійка, ЕВ – емаль високоміцна (вініфлекс), ЕТ – емаль теплостійка поліефірна, ЕВТЛ – емаль поліуретанова, ЕЛР – емаль поліамідно-резольна. Наприклад, марка ПЕЛ позначає: мідний провід, покритий лакостійкою емаллю.
Застосовується також комбінована ізоляція, що складається з емалевої ізоляції та накладеної поверх неї ізоляції з волокнистих матеріалів. Наприклад, марка ПЕЛБО позначає: мідний провід, покритий лакостійкою емаллю і бавовняною пряжею в один шар. Марки обмотувальних проводів, ізольованих скловолокном і просочених у теплостійкому лаку, мають позначення букву К (наприклад, провід марки ПСДК).
Трифазні обмотки статорів машин змінного струму умовно поділяють на одношарові, коли сторона котушки займає весь паз, і двошарові, коли сторона котушки займає половину паза по висоті, тобто в кожен паз закладаються дві сторони котушки.
Двошарові обмотки- Найпоширеніші типи обмоток статорів машин змінного струму. При перемотуванні двошарової обмотки статора спочатку укладають в пази нижні сторони котушок першої фази, а верхні сторони тимчасово залишаються піднятими. Потім послідовно укладають у пази обидві сторони котушок другої та третьої фази. При цьому одну сторону котушки поміщають у нижню частину наступного незаповненого паза, а іншу верхню частину паза, вже наполовину заповненого обмоткою.
Після укладання нижні, а потім верхні обмотки ущільнюють на дні паза за допомогою спеціальної оправки і молотка. Між нижнім та верхнім шарами обмотки поміщають ізоляційну прокладку, верхній шар обмотки закривають ізоляцією та зміцнюють клином. Між лобовими частинами фазних котушок поміщають електрокартон. Укладені котушки з'єднують пайкою, а місця з'єднань ізолюють. Після укладання обмотки перевіряють правильність з'єднання котушок.
Ремонт колекторів
У разі виявлення на поверхні колектора доріжок від спрацьовування щітками колектор проточують, шліфують та полірують. Для шліфуваннязастосовують абразивні кола, до складу яких входить пемза, просочена гасом. Полірують колектордерев'яною увігнутою колодкою, обклеєною скляним папером.
Щоб уникнути виступу міканітових прокладок над поверхнею колектора, його продорожчують. Продорожуванняполягає в тому, що міканітову ізоляцію між колекторними пластинами вирізують на глибину 0,5...1,5 мм, на поверхні колектора утворюються поздовжні доріжки. Продорожження необхідно тому, що міканіт твердіший, ніж колекторна мідь, і при зносі мідних пластин міканіт виступає на поверхню колектора, що погіршує роботу щіток та комутацію машини.
Продорожження колекторів машин малої та середньої потужності (перетворювачів), підвагонних генераторів виробляють вручну за допомогою скребка, виготовленого з ножівочного полотна (рис. 190). Продорожчання колекторів машин великої потужності здійснюють на верстаті фрезою або спеціальною переносною машинкою з гнучким шлангом.
Рис. 190 – Продорожження ізоляції колекторів: 1 – колектор; 2 – фреза; 3 – електродвигун; 4 - супорт поздовжнього переміщення; 5 – супорт вертикального переміщення; 6 – маховик; 7 - ролик
Після фрезерування грані колекторних пластин знімають шабером. Фаски знімають під кутом 45° розміром 0,5 мм (рис. 191) і ретельно очищають колектор від залишків слюди та міді.
Рис. 191 - Зняття фасок із колекторних пластин
Іноді потрібно виїмку однієї або декількох мідних пластин, що мають значні оплавлення або вигоряння міді. Причинами таких ушкоджень можуть бути короткі замикання між пластинами, пробою міканітових пластин, поломка півників поблизу безпосередньо місця з'єднання з пластинами.
Технічними умовами ремонт електричних машин допускається заміна трохи більше п'яти пластин. Заміна колекторних пластин належить до складних видівремонту; виїмка навіть однієї пластини може спричинити порушення монолітності колектора і втрату геометрично правильної форми, якщо не вжити спеціальних заходів і не застосувати відповідні пристосування для скріплення колектора при видаленні пластини. Як один з таких пристроїв може бути стяжний диск.
Биття колектора у відремонтованій машині вимірюють індикатором після обертання якоря з номінальною швидкістю. Биття колектора має бути не більше 0,03...0,04 мм. Перевищення цих норм викликає сильне іскріння щіток. Причинами биття колектора можуть бути ексцентриситет, еліптичність і виступ окремих пластин при ослабленні їх кріплення. Якщо виявляють надмірне биття колектора, машину розбирають і затягують болти, що стягують пластини, спочатку холодному стані, потім з підігрівом до 100...110°С. Після цього поверхню колектора обточують, полірують та продорожчують.
Ушкодження контактних кілець, що найчастіше зустрічаються, такі: знос (спрацьовування) контактної поверхні і порушення ізоляції контактних болтів, оплавлення і вигоряння ділянок контактної поверхні.
Короткозамкнуті кільця з невеликими оплавленими та вигорілими ділянками контактної поверхні можна відновлювати наплавленням на неї латуні або фосфористої міді з подальшою механічною обробкою. Цим самим способом можна відновлювати частково зношені пластини.
Відновлення ізоляції контактних кілець з холодною посадкою на втулку роблять наступним чином. Всередину зібраного на підставці (6) (рис. 192) комплекту кілець (5), укладених з проміжними дистанційними прокладками (4), вставляють кілька шарів електрокартону (3) товщиною 0,1...0,4 мм. Щоб шари ізоляції не збивалися при опресуванні, всередину вставляють гільзу розрізу (2), згорнуту з листової сталі товщиною 1,5 мм. Втулку (1) запресовують в отвір гільзи на гідравлічному пресі.
Рис. 192 - Складання контактних кілець
Для підвищення надійності холодного пресування (посадки), ізоляційний матеріал повинен мати малу усадку, тобто він повинен бути добре просочений і просушений.
При гарячої посадкиконтактних кілець, на відміну від наведеного вище способу ремонту, не втулку впресовують в контактні кільця, а контактні кільця в гарячому вигляді з натягом насаджують на ізольовану втулку.
Для ізолювання втулкивикористовують формувальний міканіт товщиною 0,25...0,35 мм, розрізають смугами, змащують шовковим або гліфталевим лаком, просушують повітря протягом 0,5...1 год і щільно накладають на втулку, підігріту до 80...100 ° С. Смуги накладають з невеликим перекроєм доти, доки діаметр втулки з накладеною на неї ізоляцією перевищить внутрішній діаметр контактних кілець на 1,5...2 мм. Потім ізоляцію обгортають двома-трьома шарами паперу, щільно стягують хомутом зі сталі товщиною 2...3 мм, нагрівають до 120...130° С, підтягують болти хомута і піддають термічній обробці ізоляцію протягом 2...3 годин при 150 ° С - для шеллачного міканіту і при 180 ° С - для гліфталевого.
Після остигання втулки з ізоляції видаляють патьоки лаку і проточують на верстаті. Діаметр проточеної ізоляції повинен перевищувати внутрішній діаметр контактних кілець на величину натягу.
Контактні болти ізолюють мікафолієм або формувальним міканітом завтовшки 0,2...0,3 мм. Для цього поверхню болта очищають від старої ізоляції, змащують глифталевим або шеллачным лаком і просушують на повітрі протягом 0,5...1 години. Мікафолієву або міканітову смугу також покривають лаком, підігрівають до розм'якшення, після чого щільно накладають на болт і обкатують на рівній поверхні, що підігрівається. Потім щільно обгортають ізоляцію болта двома-трьома шарами кіперної стрічки і піддають термічній обробці протягом 2...3 години при відповідній температурі. Після охолодження знімають з ізоляції кіперну стрічку, очищають ізоляцію від нерівностей і патьоків лаку, обробляють до потрібних розмірів вручну або на верстаті і обклеюють одним-двома шарами електрокартону.
Щіткотримачі та траверси ретельно оглядають, перевіряють стан їхньої ізоляції та справність деталей лужного апарату. Під час ремонту щітки повністю замінюють, встановлюючи натомість щітки марок, рекомендованих заводом-виробником електричних машин. У машинах постійного струму щітки невідповідної марки можуть спричинити сильне іскріння на колекторі.
Нові щітки притирають колектором.
Притирання щітоквручну - дуже трудомістка операція, тому при заміні щіток їх притирають поза машиною на спеціальному верстаті (рис. 193). На цьому ж верстаті перевіряють правильність розміщення щіток по колу колектора. Черв'яковий гвинт (7), насаджений на кінець валу електродвигуна (1), обертає через черв'ячне колесо (6) вал (3). Вал спирається на два шарикопідшипники, вставлені в капсулу (8), а вгорі направляється бронзовою втулкою, запресованою в плиті (2). На шийку, проточену в плиті, надягають змінні оправки (4) для установки траверс щіткотримачів машин різних типів. На кінець валу надягають барабан (5), зовнішній діаметр якого на 1 мм менше діаметра колектора. На барабан нанесені ризики, за якими перевіряють розміщення щіток по колу колектора. Потім виймають щітки з обойм щіткотримачів та обгортають барабан скляним папером, який закріплюють стрічкою. Щітки вставляють в обойми, опускають на них пальці натискні щіткотримачів і включають електродвигун. Щітковий пил видаляють за допомогою витяжної вентиляції.
Рис. 193 - Верстат для притирання щіток
Під час перевірки стану траверси щіткотримачів звертають увагу на легкість переміщення натискних пальців під час підйому та опускання: при цьому пальці не повинні торкатися бічних стінок та вирізів щіткотримачів. Ізоляція пальців та ізоляційні шайби не повинні мати пошкоджень. Перевіряють наявність стопорних болтів, болтів кріплення пальців та інших кріпильних елементів. Несправні деталі щіткотримачів (струмні болти, гвинти, натискні пальці, поламані і недостатньо жорсткі пружини) замінюють.
При обертанні колектора щітки вібрують в обоймах та зношують їх. Збільшення зазору між щіткою та обоймою щіткотримача веде до перекосу щітки в обоймі та порушення її контакту з колектором. Розроблені отвори в корпусі щіткотримачів відновлюють гальванічним способом або наплавленням з подальшою обробкою. У разі неможливості відновлення обойму замінюють на нову. Відновлення розмірів обойми обтисканням не допускається.
Причини пошкодження обмоток електродвигунів
При експлуатації електричних машин поступово руйнується ізоляція обмоток внаслідок її нагрівання, впливу механічних зусиль від вібрації, динамічних сил при пусках та перехідних процесах, відцентрових сил при обертанні, впливу вологи та агресивних середовищ, забруднення різним пилом.
Необоротні зміни структури та хімічного складуізоляції називають старінням, процес погіршення властивостей ізоляції внаслідок старіння – зносом.
Головною причиною виходу з ладу ізоляції машин низької напруги є температурні дії. При температурному розширенні ізоляційних матеріалів послаблюється їх структура, виникають внутрішні механічні напруги. Теплове старіння ізоляції робить її вразливою до механічних впливів.
При втраті механічної міцності та еластичності ізоляція не здатна протистояти звичайним умовам вібрації або ударам, проникненню вологи та неоднаковим тепловим розширенням міді, сталі та ізоляційних матеріалів. Усадка ізоляції від впливу теплоти призводить до ослаблення кріплень котушок, клинів, пазових прокладок та інших кріпильних конструкційних деталей, що сприяє пошкодженню обмотки при слабких механічних впливах. У початковий період експлуатації просочувальний лак добре цементує обмотку, але внаслідок теплового старіння лаку цементація погіршується і дія вібрації стає більш відчутною.
У процесі експлуатації обмотка може забруднюватися пилом з навколишнього повітря, олією з підшипників, вугільним пилом під час роботи щіток. У робочих приміщеннях металургійних та вугільних підприємств, прокатних, коксових та інших цехів пил настільки дрібний і легкий, що проникає всередину машини, в такі місця, куди попадання її, здавалося б, неможливе. Вона утворює провідні містки, які можуть викликати перекриття чи пробій на корпус.
Поточний ремонт обмоток електродвигунів
Зовнішню поверхню машини та доступні внутрішні частини у процесі технічне обслуговуванняочищають від пилу сухою серветкою, волосяною щіткою або пилососом.
При ремонті обмоток машину розбирають. Обмотки оглядають, продують сухим стисненим повітрям і за необхідності протирають серветками, змоченими в бензині. При огляді перевіряють надійність кріплення лобових частин, клинів та бандажів. Усувають виявлені несправності. Ослаблені або обірвані бандажі на лобових частинах обмоток статора з круглого дроту зрізають і замінюють їх новими зі скляних або лавсанових шнурів або стрічок.
Якщо покриття обмотки знаходиться у незадовільному стані, то обмотку сушать та покривають шаром емалі. Покривати обмотку товстим шаром емалі не рекомендується, оскільки потовщений шар погіршує охолодження машини. Якість проведеного ремонту перевіряють виміром опору ізоляції до та після ремонту.
Короткозамкнуті обмотки асинхронних двигунівпри поточному ремонті, зазвичай, не ремонтують, лише оглядають. У разі виявлення несправностей ротори відправляють у капітальний ремонт.
Перед ремонтом уважно оглядають обмотки, звертаючи особливу увагу місця виходу обмотки з пазів статора. Замаслені місця обмоток протирають обтиральним матеріалом, змоченим у бензині. Місця обмотки з незначними ушкодженнями ізоляції (відшарування, механічне пошкодження, оголення проводів та ін.) покривають ізоляційним лаком або емаллю повітряного сушіння, завдаючи лак щіткою або пульверизатором.
Обірвані, ослаблені або втратили механічну міцність бандажі обережно знімають і бандажують лобові частини обмоток, використовуючи тафтяну стрічку при ізоляції обмотки класу нагрівальностійкості А і склострічку при ізоляції класів Е, В і F. Бандаж укладають по колу лобових частин спеціального шила (рис 4) із натягом. Потім просочують бандажі одним із лаків або емалей повітряного сушіння.
Місця вивідних дротів обмотки статора електродвигуна з механічними пошкодженнями ізоляції покривають кількома шарами ізоляційної стрічки. Вивідні дроти замінюють новими, якщо їх ізоляція по всій довжині має тріщини, відшарування або механічні пошкодження, що поширюються на мідну жилу. При заміні знімають бандаж з лобової частини обмотки та роз'єднують пошкоджений провід з висновками котушкової групи обмотки статора.
Рис. 4. Інструмент, який застосовується при ремонті обмоток статорів електродвигунів:
в-шило для бандажування лобових частин обмоток; б-ніж; в -- оправлення для вибивання пазових клинів; г - пристрій для забивання пазових клинів.
Рис. 5. З'єднання вивідних проводів із проводами котушкових груп:
а -скручування мідних проводів; б-скручування мідного 1 дроту з алюмінієвим 2;
в-зварювання мідного 2 та алюмінієвого 1 проводів; г -ізолювання місця з'єднання ліноксиновою трубкою.
Якщо обмотка електродвигуна намотана мідним проводом, то на довжині 35-40 мм ножем (рис 4 б) зачищають кінці проводів котушкових груп і вивідного проводу. Зачищені кінці скручують скручуванням, як це показано на малюнку 5а, причому довжина скручування не повинна бути менше 20-25 мм. Місце скручування проводів пропаюють припоєм ПОС-30 або ПОС-40 або зварюють вугільним електродом. При зварюванні один затискач трансформатора приєднують.. до скрутки, а другий - до вугільного електрода (рис5,в). Напруга на дузі має бути 16-18В.
Якщо обмотка електродвигуна виконана алюмінієвим дротом, кінці проводів котушкових груп зачищають на довжині 70-80 мм, а кінець мідного вивідного дроту - на довжині 50 мм. Зачищені кінці з'єднують скруткою таким чином, щоб усі жили мідного дроту знаходилися всередині чотирьох-п'яти витків алюмінієвого дроту і кінець мідного дроту виступав над алюмінієвим на 3-4 мм (рис 5б). Пензликом наносять на торцеву поверхню скрутки флюс (каніфоль-25%, спирт етиловий-75%) і оплавляють вугільним електродом до отримання якісного з'єднання проводів. Оплавлення починають із торцевої поверхні мідного дроту. Після зварювання зі скручування видаляють залишки флюсу.
Місце з'єднання проводів ізолюють, надівши на скручування ліноксинову трубку (рис5, г)або намотавши кілька шарів ізоляційної стрічки. Потім бандажують лобові частини обмотки, розмістивши витки бандажа через один або два пази по колу лобової частини обмотки, і просочують повітряним лаком сушіння.
Ослаблені пазові клини вибивають молотком за допомогою оправлення (рис. 4 ) і замінюють новими з твердих порід дерева (сухий бук, береза та ін.). Для забивання клинів зручно користуватися спеціальним пристосуванням, що складається з напрямної та наставки (рис4, г).
При видаленні та установці пазових клинів дотримуються обережності, щоб не пошкодити пазову ізоляцію та ізоляцію лобових частин обмотки.
Клини, виготовлені в господарстві, на підприємстві або отримані із заводу-виробника, потрібно обов'язково просочити та висушити.
Просочують клини протягом 3-4 год у трансформаторному або в лляному маслі, нагрітому до температури 100-120° С, потім виймають з олії і дають йому стекти протягом 20-30 хв. Сушать клини у вертикальному положенні 5-6 год при температурі 100-110°.
Після забивання кінці пазових клинів, що виступають за статорні торці, обрізають, залишаючи з кожного боку по 5-7 мм.
Для визначення зволоження ізоляції обмоток статора та фазного ротора вимірюють опір ізоляції обмоток щодо корпусу та між обмотками.
Рис. 6. Вимірювання опору ізоляції обмоток електродвигунів.
Рис 7 Шафа для сушіння обмоток електричних машин
Якщо опір ізоляції менше 1 МОм за температури 15°С, обмотки електродвигунів підлягають сушінню. Сушити обмотки електродвигунів рекомендується за умов ділянки технічного обслуговування електрообладнання майстерні господарства чи підприємства.
Застосовується кілька способів сушіння. Найбільш доцільно в умовах ділянки сушити обмотки в сушильній шафі при температурі 80-90 ° С протягом 7-10 год. Для сушіння обмоток електродвигунів можна використовувати шафу ОП-4443 (рис.7). Кришка шафи у відкритому положенні служить майданчиком для установки електродвигунів при зніманні з кран-балки або іншого підйомного засобу, а рольгангна кришці і всередині шафи для подачі двигунів в камеру шафи.
Рис. 8. Схема струмової
сушіння ізоляції обмоток електричних машин (а):
1 обмотка; 2 - потенціал-регулятор
Схема сушіння ізоляції обмоток електричних машин втратами сталі (б):
1 – статор машини; 2 - Обмотка, що намагнічує.
Ізоляція обмоток вважається висушеною, якщо її опір при температурі, що встановилася, не змінюється протягом 2-3 год.
При сушінні обмоток на місці установки електродвигунів зазвичай користуються одним із трьох способів нагріву: зовнішнім нагріванням (терморадіаційний спосіб), нагріванням струмом, що пропускається через обмотки електродвигуна або індукційним нагріванням.
Для сушіння обмоток зовнішнім нагріванням в більшості випадків застосовують лампи інфрачервоного випромінювання типу ЗС потужністю 250, 500, 1000 Вт, звичайні лампи освітлення потужністю 100-250 Вт або трубчасті електронагрівачі типу ТЕН. Лампи та трубчасті електронагрівачі розміщують у розточуванні статора так, щоб обмотка нагрівалася рівномірно. Вчасно сушіння контролюють температуру нагрівання та опір ізоляції обмоток. Температуру нагрівання контролюють термометром зі шкалою 0-150° С, а опір ізоляції - мегомметром на 500 В. На початку сушіння температуру вимірюють через 15-30 хв, а після встановлення температури через кожну годину. Температура обмотки в найбільш нагрітому місці не повинна перевищувати 90 ° С, а час нагрівання обмоток до температури 70-90 ° С має бути не менше 2-2,5 год. Для електродвигунів серії СГдопустима температура обмоток при сушінні становить 110°С. Щоб уникнути розсіювання тепла, статор і ротор при сушінні слід обгородити листами з негорючого матеріалу.
При сушінні струмовим нагріванням заземлюють корпус електродвигуна, обмотки статора з'єднує послідовно або паралельно (рис. 8, а)і підключають до вторинної обмотки понижуючого трансформатора.
Як понижувальний трансформатор для сушіння обмоток електродвигунів потужністю до 10 кВт можна використовувати освітлювальні трансформатори ТБС-2 або ОСО-0,25, а для електродвигунів більшої потужності зварювальні трансформатори. Перед початком сушіння за допомогою реостата або регулятора встановлюють силу струму в обмотках електродвигуна, що дорівнює 60-80% його номінального значення. При сушінні контролюють температуру нагрівання обмоток та опір ізоляції.
Щоб уникнути пробою ізоляції, сушити струмовим методом можна лише обмотки електродвигунів, опір яких не менше 0,1 МОм. Особливо небезпечно сушити постійним струмом обмотки з низьким опором ізоляції, оскільки при сушінні може виникнути електролітична дія струму.
Для сушіння обмоток індукційним нагріванням на станину статора намотують обмотку, що намагнічує (рис.8,б). Обмотки електродвигуна нагріваються за рахунок теплових втрат, що виникають внаслідок нагрівання магнітопроводу.
Ремонт обмоток електричних машин
Обмотка є однією з найважливіших частин електричної машини. Надійність машин в основному визначається якістю обмоток, тому до них пред'являються вимоги електричної та механічної міцності, нагрівальностійкості, вологостійкості.
Підготовка машин до ремонту полягає у підборі обмотувальних проводів, ізоляційних, просочувальних та допоміжних матеріалів.
Технологія капітального ремонтуобмоток електричних машин включає такі основні операції:
розбирання обмотки;
очищення пазів осердя від старої ізоляції;
ремонт сердечника та механічної частини машини;
очищення котушок обмотки від старої ізоляції;
підготовчі операції виготовлення обмотки;
виготовлення котушок обмотки;
ізолювання сердечника та обмоткотримачів;
укладання обмотки в паз;
паяння з'єднань обмотки;
кріплення обмотки у пазах;
сушіння та просочення обмотки.
Ремонт обмоток статорів. Виготовлення обмотки статора починають із намотування окремих котушок на шаблоні. Щоб правильно вибрати розмір шаблону, необхідно знати основні розміри котушок, головним чином їхньої прямолінійної та лобової частин. Розміри котушок обмотки машин, що демонтуються, визначають шляхом вимірів старої обмотки.
Котушки всипних обмоток статорів виготовляють зазвичай на універсальних шаблонах (рис. 5).
Такий шаблон є сталевою плитою 1, яка за допомогою
привареної до неї втулки 2 з'єднується зі шпинделем намотувального верстата. Плита має форму трапеції.
Малюнок 5 - Універсальний намотувальний шаблон:
1 - плита; 2 - втулка; 3 - шпилька; 4 - ролики
У її прорізі встановлені чотири шпильки, закріплені гайками. При намотуванні котушок різної довжини шпильки переміщують у прорізах. При намотуванні котушок різної ширини шпильки переставляють з одних прорізів до інших.
В обмотках статора машин змінного струму зазвичай кілька сусідніх котушок з'єднують послідовно і вони утворюють котушкову групу. Щоб уникнути зайвих пайкових з'єднань, усі котушки однієї котушкової групи намотують цільним дротом. Тому на шпильки 3 надягають ролики 4, виточені з текстоліту або алюмінію. Число жолобків на ролику дорівнює найбільшій кількості котушок у котушковій групі, розміри жолобків повинні бути такими, щоб у них могли поміститися всі провідники котушки.
Котушки двошарової обмотки укладають у пази осердя групами, як вони були намотані на шаблоні. Провід розподіляють в один шар і кладуть сторони котушок, які прилягають до пазу. Інші сторони котушок не укладають у пази доти, доки не будуть укладені нижні сторони котушок у всі пази. Наступні котушки кладуть одночасно верхніми та нижніми сторонами.
Між верхніми та нижніми сторонами котушок у пазах встановлюють ізоляційні прокладки з електрокартону, зігнутого у вигляді дужки, а між лобовими частинами - з лакоткані або листів картону з наклеєними на них шматочками лакоткані.
Виготовлення обмотки з закритими пазамимає низку особливостей. Пазову ізоляцію таких обмоток роблять у вигляді гільз із електрокартону та лакоткані. Попередньо за розмірами пазів машини виготовляють сталевий дорн, який являє собою два зустрічні клини. Дорн повинен бути меншим за паза на товщину гільзи. Потім за розмірами старої гільзи нарізають заготовки з електрокартону та лакоткані на повний комплект гільз і приступають до виготовлення. Нагрівають дорн до 80 - 100 ° С і щільно обгортають заготовкою, просоченою лаком. Зверху на заготівлю повнолисток щільно укладають бавовняну стрічку. Після охолодження дорна до температури довкіллярозводять клини та знімають готову гільзу. Перед намотуванням поміщають гільзи в пази статора, а потім заповнюють їх сталевими прутками, діаметр яких повинен бути на 0,05 - 0,1 мм більше діаметра ізольованого обмотувального дроту. Від бухти відрізають шматок дроту, необхідний намотування однієї котушки. Довгий провід ускладнює намотування, при цьому нерідко ушкоджується ізоляція через часту протяжку його через паз.
Ізоляцію лобових частин обмотки машин на напругу до 660, призначених для роботи в нормальному середовищі, виконують склострічкою ЛЕС, причому кожен наступний шар напівперекриває попередній. Кожну котушку групи обмотують, починаючи від торця осердя. Спочатку обмотують стрічкою частину ізоляційної гільзи, яка виступає з паза, а потім частину котушки до кінця вигину. Середини головок групи обмотують склострічкою вповнолистку. Кінець стрічки закріплюють на головці клеєм або щільно пришивають до неї. Провід обмотки, що лежать у пазі, утримують за допомогою пазових клинів, що виготовляються з бука, берези, пластмаси, текстоліту або гетинаксу. Клин повинен бути на 10 - 15 мм довшим за сердечник і на 2 - 3 мм коротше пазової ізоляції і товщиною не менше 2 мм. Для вологостійкості дерев'яні клини "варять" 3-4год в оліфі при 120-140 °С.
Клини забивають у пази середніх і малих машин молотком і за допомогою дерев'яної надставки, а пази великих машин - пневматичним молотком. Потім збирають схему обмотки. Якщо фаза обмотки намотана окремими котушками, їх послідовно з'єднують у котушкові групи.
За початок фаз приймають висновки котушкових груп, які виходять із пазів, розташованих біля вивідного щитка. Ці висновки відгинають до корпусу статора та попередньо з'єднують котушкові групи кожної фази, скручують зачищені від ізоляції кінці проводів котушкових груп.
Після складання схеми обмотки перевіряють електричну міцність ізоляції між фазами та на корпус, а також правильність її з'єднання. Для цього використовують найпростіший спосіб - короткочасно підключають статор до мережі (127 або 220 В), а потім до поверхні його розточування прикладають сталеву кульку (від шарикопідшипника) і відпускають її. Якщо кулька обертається по колу розточування, то схема зібрана правильно. Таку перевірку можна здійснити за допомогою вертушки. У центрі диска з жерсті пробивають отвір, зміцнюють його цвяхом на торці дерев'яної планки, а потім цю вертушку поміщають у розточку статора, який підключений до електричної мережі. Якщо схема зібрана правильно, диск обертатиметься.
Бандажування роторів та якорів
При обертанні роторів та якорів електричних машин виникають відцентрові сили, які прагнуть виштовхнути обмотку з пазів і відігнути її лобові частини. Щоб протидіяти відцентровим силам та утримати обмотку в пазах, використовують розклинівку та бандажування обмоток роторів та якорів.
Застосування способу кріплення обмоток (клинами чи бандажами) залежить від форми пазів ротора чи якоря. При відкритій формі пазів використовують бандажі чи клини. Пазові частини обмоток у сердечниках якорів та роторів закріплюють за допомогою клинів або бандажів із сталевого бандажного дроту або склострічки, а також одночасно клинами та бандажами; лобові частини обмоток роторів та якорів - бандажами. Надійне кріплення обмоток має важливе значення, оскільки необхідне протидії як відцентровим силам, а й динамічним зусиллям, впливу яких піддаються обмотки при рідкісних змін у них струму. Для бандажування роторів застосовують сталевий луджений дріт діаметром 0,8 - 2 мм, що володіє великим опором на розрив.
Перед намотуванням бандажів лобові частини обмотки осаджують ударами молотка через дерев'яну прокладку, щоб вони розташовувалися по колу. При бандажуванні ротора простір під бандажами попередньо покривають смужками електрокартону, щоб створити ізоляційну прокладку між сердечником ротора і бандажом, що виступає на 1 - 2 мм по обидва боки бандажа. Весь бандаж намотують одним шматком дроту, без пайок. На лобових частинах обмотки, щоб уникнути їх спучування, накладають витки дроту від середини ротора до його кінців. За наявності у ротора спеціальних канавок дроту бандажа та замки не повинні виступати над канавками, а за відсутності канавок товщина та розташування бандажів повинні бути такими, якими вони були до ремонту. Дужки, що встановлюються на роторі, слід розміщувати над зубцями, а не над пазами, при цьому ширина кожної з них повинна бути меншою за ширину верхньої частини зубця. Дужки на бандажах розставляють рівномірно по колу роторів з відстанню між ними не більше 160 мм. Відстань між двома сусідніми бандажами має бути 200-260 мм. Початок і кінець бандажного дроту закладають двома замковими дужками шириною 10-15 мм, які встановлюють на відстані 10 - 30 мм одна від одної. Краї дужок загортають на витки бандажу та. запаюють припоєм ПІС 40.
Повністю намотані бандажі для збільшення міцності і запобігання їх руйнування відцентровими зусиллями, створюваними масою обмотки при обертанні ротора, пропаюють по всій поверхні припоєм ПОС 30 або ПОС 40. Паяння бандажів виробляють електродуговим паяльником з мідним стрижнем . У ремонтній практиці нерідко дротяні бандажі замінюють виконаними склострічками з односпрямованого (подовжньому напрямку) скляного волокна, просоченого термореактивними лаками. Для намотування бандажів зі склострічки застосовують те саме обладнання, що і для бандажування сталевим дротом, але доповнене пристроями ст. вигляді натяжних роликів та укладачів стрічки.
На відміну від бандажування сталевим дротом ротор до намотування на нього бандажів із склострічки прогрівають до 100 °С. Такий прогрів необхідний тому, що при накладенні бандажа на холодний ротор залишкова напруга в бандажі при його запіканні знижується більше, ніж при нагрітого бандажуванні. Перетин бандажа зі склострічки має не менше ніж у 2 рази перевищувати переріз відповідного бандажу з дроту. Кріплення останнього витка склострічки з нижчим шаром відбувається в процесі сушіння обмотки при спіканні термореактивного лаку, яким просочена склострічка. При бандажуванні обмоток роторів склострічкою не застосовують замки, дужки та підбандажну ізоляцію, що є перевагою цього способу.
Балансування роторів та якорів
Відремонтовані ротори та якорі електричних машин піддають статичній, а при необхідності і динамічному балансуванніу зборі з вентиляторами та іншими частинами, що обертаються. Балансування проводять на спеціальних верстатах виявлення неврівноваженості (дисбалансу) мас ротора чи якоря, що є частою причиною виникнення вібрації під час роботи машини.
Ротор і якір складаються з великої кількості деталей і тому розподіл мас в них не може бути рівномірним. Причини нерівномірного розподілу мас - різна товщина або маса окремих деталей, наявність в них раковин, неоднаковий, виліт лобових частин обмотки та ін. обертання. У зібраному роторі та якорі неврівноважені маси окремих деталей залежно від їх розташування можуть підсумовуватися або взаємно компенсуватися. Ротори та якорі, у яких головна центральна вісь інерції не збігається з віссю обертання, називають неврівноваженими.
Неврівноваженість, як правило, складається із суми двох неврівноваженостей - статичної та динамічної. Обертання статично і динамічно неврівноваженого ротора та якоря викликає вібрацію, здатну зруйнувати підшипники та фундамент машини. Руйнівний вплив неврівноважених роторів і якорів усувають шляхом їх балансування, що полягає у визначенні розміру та місця неврівноваженої маси. Неврівноваженість визначають статичним чи динамічним балансуванням. Вибір способу балансування залежить від необхідної точності врівноваження, якої можна досягти на наявному устаткуванні. При динамічному балансуванні виходять вищі результати компенсації неврівноваженості (менша залишкова неврівноваженість), ніж статичної.
Для визначення неврівноваженості ротор виводять із рівноваги легким поштовхом. Неврівноважений ротор (якір) прагнутиме повернутися в таке становище, при якому його важка сторона опиниться внизу. Після зупинки ротора відзначають крейдою місце, що опинилося у верхньому положенні. Прийом повторюють кілька разів, щоб перевірити, чи зупиняється ротор (якір) завжди в цьому положенні. Зупинка ротора в тому самому положенні вказує на зсув центру тяжіння.
У відведене для балансувальних вантажів місце (найчастіше це внутрішній діаметр обода натискної шайби) встановлюють пробні вантажі, прикріплюючи їх за допомогою замазки. Після цього повторюють прийом балансування. Додаючи або зменшуючи масу вантажів, домагаються зупинки ротора у будь-якому, довільно взятому положенні. Це означає, що ротор статично врівноважений, тобто його центр тяжкості поєднаний із віссю обертання. Після закінчення балансування пробні вантажі замінюють одним такого ж перерізу і маси, що дорівнює масі пробних вантажів і замазки і зменшеної на масу частини електрода, яка піде на приварювання постійного вантажу. Неврівноваженість можна компенсувати висвердлюванням відповідної частини металу з важкого боку ротора.
Точнішим, ніж на призмах і дисках є балансування на спеціальних вагах. Балансований ротор встановлюють шийками валу на опори рами, яка може повертатися навколо своєї осі на деякий кут повертаючи ротор, що балансується, домагаються найбільшого показання індикатора J, яке буде за умови розташування центру тяжкості ротора.
Додаванням до вантажу додаткового вантажу-рамки з поділками домагаються врівноваження ротора, яке визначають за стрілкою індикатора. У момент врівноваження стрілка поєднується з нульовим розподілом.
Якщо повернути ротор на 180, його центр ваги наблизиться до осі гойдання рами на подвійний ексцентриситет зміщення центру ротора тяжіння щодо його осі. Про цей момент судять за найменшим свідченням індикатора. Ротор врівноважують пересуванням вантажної рамки по лінійці зі шкалою, відградуйованою в грамах на сантиметр. Про величину неврівноваженості судять за показаннями шкали ваги.
Статичне балансування застосовується для роторів, що обертаються із частотою, що не перевищує 1000 об/хв. Статично врівноважений ротор (якір) може мати динамічну неврівноваженість, тому ротори, що обертаються з частотою вище 1000 об/хв, найчастіше піддають динамічному балансуванню, при якій одночасно усуваються обидва види неврівноваженостей - статична та динамічна.
Закріпивши постійний вантаж, ротор піддають перевірочному балансуванню і при задовільних результатах передають у складальне відділення для збирання машини.
Складання та випробування електричних машин Складання - завершальний етап ремонту електричної машини, в процесі якого з'єднують ротор зі статором за допомогою підшипникових щитів з підшипниками і збирають інші деталі машини. Як правило складання будь-якої машини ведеться в послідовності, зворотній розбиранні.
Складання машини ведуть в такій послідовності, щоб кожна деталь, що встановлюється, поступово наближала її до зібраного стану і в той же час не викликала необхідності переробок і повторення операції.
Технологічна послідовність виконання основних складальних
Складання машини постійного струму П-41 (рис. 6) проводять наступним чином. Надягають на головні полюси котушки збудження, встановлюють полюси з котушками в станині 16 згідно з маркуванням, зробленим при розбиранні, і кріплять їх болтами. Перевіряють шаблоном відстані між полюсними наконечниками, штихмасом – відстані між протилежними полюсами.
Малюнок 6 - Машина постійного струму П-41
Надягають на додаткові полюси 13 котушки, вставляють полюси з котушками в станину 16 згідно з маркуванням, зробленим при розбиранні, і кріплять їх болтами. Перевіряють шаблоном відстані між полюсними наконечниками головних та додаткових полюсів, а штихмасом - відстані між протилежними додатковими полюсами. З'єднують котушки головних та додаткових полюсів згідно зі схемою з'єднань. Перевіряють полярність головних і додаткових полюсів, а також величину вильоту обмотки 12, розташованої в сердечнику 14 якоря. Насаджують на вал 7 вентилятор згідно з позначками, зробленими при розбиранні. Закладають консистентне мастило в лабіринтові канавки. Надягають на вал внутрішні кришки 2 і 20 підшипників. Нагрівають шарикопідшипники в масляній ванні або індукційним методом і насаджують їх на вал за допомогою пристосування, Закладають у підшипники консистентне мастило. Вводять якір у станину, користуючись пристосуванням. Збирають траверсу 6 разом із щіткотримачами на пристрої і притирають щітки. Гвинтують траверсу з щіткотримачами до підшипникового щита 5 і піднімають щітки з гнізд щіткотримачів. Насувають на шарикопідшипник задній щит підшипниковий 18, піднімають якір за кінець валу і насувають підшипниковий щит на замок станини. Ввертають болти підшипникового щита в отвори торця станини, не затягуючи їх вщент. Насувають на шарикопідшипник 3 передній щит підшипниковий 5. Піднімають якір і вводять підшипниковий щит в замок станини. Ввертають болти підшипникового щита в отвори торця станини, не затягуючи їх вщент. Перевіряють легкість обертання якоря, поступово затягуючи болти підшипникових щитів. Надягають кришку 4 шарикопідшипника і стягують кришки 4 і 2 болтами. Закладають консистентне мастило в лабіринтові канавки. Надягають кришку 19 шарикопідшипника і кріплять кришки 19 і 20 болтами. Перевіряють легкість обертання якоря, обертаючи його за кінець валу. Опускають щітки на колектор. Перевіряють відстані між щітками різних пальців по колу колектора та зсув щіток по довжині колектора. Перевіряють відстані між колектором та щіткотримачами. Збирають затискачі 7 на дощечці 9 коробці 8 і кріплять до неї конденсатори 10. Встановлюють зібрану дощечку затискачів на передньому підшипниковому щиті 5. Виробляють електричні з'єднаннязгідно зі схемою. Перевіряють щупами відстані між якорем та полюсами. Підводять до затискачів дроти живлення від мережі. Виробляють пробну обкатку машини. У процесі обкатки перевіряють роботу щіток та підшипників. Щітки повинні працювати без іскріння, підшипники без шуму. Закінчивши обкатку, закривають колекторні люки кришками. Від'єднують дроти живлення та закривають коробку затискачів кришкою. Здають зібрану машину майстру чи контролеру ВТК.
При виконанні складальних робіт електрослюсар повинен пам'ятати, що ротор електродвигуна утримується в центральному положенні магнітним полемстатора, повинен мати можливість переміщення (розбігу) в осьовому напрямку. Це необхідно для того, щоб вал ротора при найменшому зміщенні не стирав своїми заточками торці підшипників і не викликав додаткових зусиль або тертя сполучених частин машини. Величини осьового розбігу, що залежать від потужності машини, повинні бути: 2,5 - 4 мм при потужності 10-40 кВт і 4,5 - 6 мм при потужності 50-100 кВт.
У всіх машин після ремонту перевіряють нагрівання підшипників та відсутність у них сторонніх шумів. У машин потужністю вище 50 кВт при частоті обертання понад 1000 об/хв і в усіх машин, що мають частоту обертання понад 2000 об/хв, вимірюють величину вібрації.
Зазори між активною сталлю ротора та статора, виміряні в чотирьох точках по колу, повинні бути однаковими. Розміри зазорів у діаметрально протилежних точках ротора та статора асинхронного електродвигуна, а також між серединами головних полюсів та якорем машини постійного струму не повинні відрізнятися більш ніж на ±10%.
Випробування електричних машин. У ремонтній практиці зустрічаються головним чином такі види випробувань: на початок ремонту й у його для уточнення характеру несправності; нововиготовлених деталей машини; зібраної після ремонту машини.
Випробування зібраної після ремонту машини проводять за такою програмою:
перевірка опору ізоляції всіх обмоток щодо корпусу та між ними;
перевірка правильності маркування вивідних кінців;
вимірювання опору обмоток постійного струму;
перевірка коефіцієнта трансформації асинхронних двигунів із фазним ротором;
проведення досвіду холостого ходу; випробування на підвищену частоту обертання; випробування міжвіткової ізоляції; випробування електричної міцності ізоляції.
Залежно від характеру та обсягу проведеного ремонту іноді обмежуються виконанням лише частини перерахованих випробувань. Якщо випробування проводять до ремонту з метою виявлення дефекту, достатньо провести частину програми випробувань.
До програми контрольних випробувань асинхронних двигунів входять:
1) зовнішній огляд двигуна та виміри повітряних зазорів між сердечниками;
2) вимірювання опору ізоляції обмоток щодо корпусу та між фазами обмоток;
3) вимірювання омічного опору обмотки в холодному стані;
4) визначення коефіцієнта трансформації (у машинах із фазним ротором);
5) випробування машини на холостому ході;
6) вимірювання струмів холостого ходу по фазах;
7) вимірювання пускових струмів у короткозамкнених двигунах та визначення кратності пускового струму;
8) випробування електричної міцності виткової ізоляції;
9) випробування електричної міцності ізоляції щодо корпусу та між фазами;
10) проведення досвіду короткого замикання;
11) випробування на нагрівання під час роботи двигуна під навантаженням.
У програму контрольних випробувань синхронних машин входять самі випробування крім п. 4, 7 і 10.
Контрольні випробування машин постійного струму включають такі операції:
зовнішній огляд та вимірювання повітряних зазорів між сердечником якоря та полюсами;
вимірювання опору ізоляції обмоток щодо корпусу;
вимірювання омічного опору обмоток у холодному стані;
перевірка правильності встановлення щіток на нейтралі;
перевірка правильності з'єднання обмоток додаткових полюсів з
перевірка узгодженості полярностей котушок послідовного та паралельного збуджень;
перевірка чергування полярностей основних та додаткових полюсів;
випробування машини на холостому ходу;
випробування електричної міцності виткової ізоляції;
випробування електричної міцності ізоляції щодо корпусу;
випробування на нагрівання під час роботи машини під навантаженням.
2.12. Ремонт обмоток електричних машин
Обмотка є однією з найважливіших частин електричної машини. Надійність машин в основному визначається якістю обмоток, тому до них пред'являються вимоги електричної та механічної міцності, нагрівальностійкості, вологостійкості та ін. Усі провідники обмотки повинні бути ізольовані один від одного та від корпусу машини. Роль міжвиткової ізоляції виконує ізоляція самого дроту, яка наноситься на нього в процесі виготовлення на заводі. Ізоляція, яка відокремлює провідники обмотки від корпусу, називається корпусною.
Закриті пази (рис. 2.22 а) застосовують як у фазних, так і в короткозамкнених роторах асинхронних двигунів. У сучасних машинах закриті пази мають прорізи для зменшення пазового розсіювання (ці прорізи не можна використовувати для закладання проводів, тому пази називаються закритими). Провідники такі пази поміщають з торця сердечника.
Рис. 2.22. :
а – закритий; б - напівзакритий; е - напіввідкритий; г - відкритий із бандажом; д - відкритий з клином
Напівзакриті пази (рис. 2.22 б) використовують у статорах машин змінного струму потужністю до 100 кВт і напругою до 660 В, а також в роторах і якорях машин потужністю до 15 кВт. Провідники обмотки круглого перерізуопускають у пази по одному через вузький проріз.
Напіввідкриті пази (рис. 2.22 в) застосовують у статорах машин змінного струму потужністю 120 - 400 кВт і напругою не вище 660 В. У них укладають жорсткі котушки по дві в кожному шарі.
Відкриті пази із кріпленням обмотки дротяним бандажом (рис. 2.22, г) використовують у якорях машин постійного струму потужністю до 200 кВт.
Відкриті пази з кріпленням, обмотки клином (рис. 2.22, д) застосовуються в якорях машин постійного струму потужністю понад 200 кВт, роторах синхронних машин потужністю 15 -100 кВт, статорах асинхронних машин потужністю понад 400 кВт та великих синхронних машин.
Корпусна ізоляція може бути гільзовою або безперервною.
При напіввідкритій та відкритій формах паза прямолінійну частину проводів або котушок з гільзовою ізоляцією обмотують кількома шарами ізоляційного матеріалу, а для скріплення шарів обплітають ізоляційними стрічками. При напівзакритій формі паза гільзи з декількох шарів поміщають у пази перед укладанням обмотки. Гільзова ізоляція проста у виконанні і займає мало місця в пазу, але її можна застосовувати в машинах з робочою напругою не вище 660 В. Це пояснюється тим, що на стиках між гільзами та стрічковою ізоляцією лобових частин котушок може бути пробою ізоляції. Тому обмотки всіх машин напругою вище 1000 мають суцільну ізоляцію.
У цьому випадку котушки або стрижні обмоток обплітають ізоляційною стрічкою по всьому контуру. Матеріал стрічки підбирають залежно від класу нагрівальностійкості обмотки, кількість шарів визначається робочою напругою машини.
Існує кілька способів обмотування провідників та котушок обмотки з ізоляційною стрічкою.
Обмотування стрічкою врозбіг (мал. 2.23, а) - ізоляційний шар не утворюється, тому цей спосіб застосовується тільки для стягування витків котушки або утримування шарів гільзової ізоляції.
Обмотування стрічкою встик (рис. 2.23 б) - безперервний шар ізоляції не виходить, так як в місцях стиків можуть бути оголені ділянки котушки. Таке ізолювання застосовують лише захисту пазових частин котушки.
У 
Рис. 2.23. : а - вразбежку; б - встик; в - внахлестку
Обмотування стрічкою внахлестку (рис. 2.23, в) - утворюється основна ізоляція котушки чи стрижня. При цьому перекривають попередній виток стрічки на 1/3, 1/2 або 2/3 ширини. Найчастіше застосовують перекриття на 1/2 ширини стрічки. При цьому дійсна товщина ізоляції виходить удвічі більшою за розрахункову.
Крім міжвиткової та корпусної ізоляції котушок в обмотках застосовують додаткові ізоляційні прокладки: на дні паза, між шарами обмоток, під дротяними бандажами, між лобовими частинами. Ці прокладки виготовляють з електрокартону, лакової тканини та ізоляційних плівок, а в машинах з нагрівальностійкою ізоляцією зі склотканини, мікафолія, гнучкого міканіту і т.д.
Нагрівостійкість ізоляції одна із найважливіших її властивостей. Залежно від цього параметра ізоляційні матеріали поділяють на сім класів: Y (90 ° С), А (105 ° С), Е (120 ° С), В (130 ° С), F (155 ° С), Н (180 ° С), С (понад 180 ° С).
Діелектричні властивості ізоляції характеризуються її електричною міцністю та величиною електричних втрат. Високу електричну міцність мають матеріали на основі слюди. Наприклад, електрична міцність мікаленти залежно від марки та товщини становить 16 - 20 кВ/мм, непросоченої бавовняної стрічки - лише 6, а склострічки - 4 кВ/мм.
Електрична міцність ізоляційних матеріалів може значно знизитися внаслідок деформацій під час виготовлення обмоток. Після просочення відповідними розчинами електрична та механічна міцність деяких ізоляційних матеріалів підвищується.
Для обмоток електричних машин застосовують дроти з волокнистою, емалевою та комбінованою ізоляцією та голі дроти круглого, прямокутного та фасонного перерізів.
Провід з емалевою ізоляцією круглого та прямокутного перерізувсе більшою мірою використовуються замість проводів з волокнистою ізоляцією, так як емалева ізоляція тонша, ніж волокниста.
Обмотка електричної машини складається з витків, котушок та котушкових груп.
Виток - два послідовно з'єднані між собою провідники, розміщені під сусідніми різноіменними полюсами. Виток може складатися з кількох паралельних провідників. Число витків залежить від номінальної напруги машини, а площа перерізу провідників – від її струму.
Котушка - кілька витків, покладених відповідними сторонами в два пази і з'єднаних між собою послідовно. Частини котушки, що лежать у пазах сердечників, називають пазовими чи активними, а розміщені за пазами – лобовими.
Крок котушки - число пазових поділів, укладених між центрами пазів, які укладаються боку витка чи котушки. Крок котушки може бути діаметральним або укороченим. Діаметральним називають крок, рівний полюсному поділу, а укороченим - трохи менший за діаметральний.
Котушкова група є кілька послідовно з'єднаних котушок однієї фази, сторони яких лежать під двома сусідніми полюсами.
Обмотка - кілька котушкових груп, покладених у пази та з'єднаних за певною схемою.
Обмотки електричних машин поділяють на петлеві, хвильові та комбіновані. За способом заповнення паза вони можуть бути одношаровими та двошаровими. При одношаровій обмотці сторона котушки займає весь паз за його висотою, а при двошаровій - лише половину, другу половину заповнює відповідна сторона іншої котушки.
Основним типом статорної обмотки асинхронних машин є двошарова обмотка з укороченим кроком. Одношарові обмотки застосовуються лише у електродвигунах малих габаритів.
На рис. 2.24 показані розгорнута та фронтальна (торцева) схеми двошарової трифазної обмотки. Сторони котушок у пазовій частині позначають двома лініями - суцільною та штриховою. Суцільною лінією зображують бік котушки, яка укладена у верхню частину паза, а штриховий - нижню сторону котушки, покладеної на дно паза. У розривах вертикальних ліній вказують номери пазів осердя. Нижній та верхній шари лобових частин зображують відповідно штриховими та суцільними лініями.
Початки першої, другої та третьої фаз позначають CI, С2, СЗ (за старим, але широко використовуваним ГОСТом) або Ul, VI, W1 (за новим ГОСТом), а кінці цих фаз - відповідно С4, С5, С6 або U2, V2, W2. На схемі вказується вид обмотки, а також надаються її параметри: z - число пазів; 2р – число полюсів; у - крок обмотки за пазами; а - число пар паралельних гілок у фазі; т – число фаз; спосіб з'єднання фаз - Y - зіркою, Л - трикутником.
Обмотки статорів виконують одношаровими та двошаровими. Намотування одношарових обмоток здійснюють механізованим способом на спеціальних верстатах.
Одношарові обмотки мають різну форму, а лобові частини однієї котушкової групи – однакову форму, але різні розміри (рис. 2.25). Щоб укласти обмотку в пази осердя статора, лобові частини котушок розташовують по колу в два або три ряди. Найбільш поширені одношарові дво- та триплощинні обмотки (лобові частини обмотки розташовуються на двох або трьох рівнях.
Ротори асинхронних двигунів виконують із короткозамкненою або фазною обмоткою. Короткозамкнуті обмотки електричних машин старих конструкцій виготовлялися у вигляді "біличної клітини" з мідних стрижнів, кінці яких були запаяні в отворах, висвердлені в мідних короткозамкнених кільцях (див. рис. 2.3). У сучасних асинхронних електричних машинах потужністю до 100 кВт короткозамкнену обмотку ротора утворюють заливкою його пазів розплавленим алюмінієм.
С1 С6 С2 С4 СЗ С5
Рис. 2.25. (г = 24; р = 2): а - з парним числом пар полюсів; б – розташування лобових частин; в - з непарним числом пар полюсів; г - розташування лобових частин
У фазних роторах асинхронних двигунів найчастіше застосовують хвильові чи петлеві обмотки. Найбільш поширені хвильові обмотки, перевага яких полягає у мінімальному числі міжгрупових сполук. Основним елементом хвильової обмотки є звичайний стрижень. Двошарову хвильову обмотку виконують, вставляючи з торця ротора в кожен закритий або напівзакритий паз по два стрижні. Схема хвильової обмотки чотириполюсного ротора, який має 24 пази, показано на рис. 2.26 а. Крок хвильової обмотки дорівнює числу пазів, розділених на число полюсів. Для схеми, зображеної на рис. 2.26, а, він дорівнюватиме 6. Це означає, що верхній стрижень паза 1 підходить до нижнього стрижня паза 7, який при кроці обмотки, що дорівнює 6, з'єднується з верхнім стрижнем паза 13 і нижнім стрижнем паза 19. Для продовження обмотки кроком, рівним 6 необхідно з'єднати нижній стрижень паза 19 з верхнім стрижнем паза 1, а значить, замкнути обмотку, що неприпустимо. Щоб уникнути цього, вкорочують чи подовжують крок обмотки на один паз. Хвильові обмотки з укороченим кроком однією паз називають обмотками з укороченими переходами, і з збільшеним кроком однією паз - обмотками з подовженими переходами.
На схемі обмотки число пазів на полюс і фазу дорівнює двом, тому необхідно зробити два обходи ротора, а для утворення чотириполюсної обмотки не вистачає з'єднань з протилежного боку ротора, які можна отримати при його обході, але вже у зворотному напрямку.
У хвильових обмотках розрізняють передній крок обмотки з боку висновків (контактних кілець) та задній крок обмотки з боку, протилежної контактним кільцям. Обхід ротора у зворотному напрямку, в даному випадку перехід на задній крок, досягається з'єднанням нижнього стрижня паза 18 з нижнім стрижнем, який відстає від нього на один крок. Далі робиться два обходи ротора. Продовжуючи обхід ротора заднім кроком, нижній стрижень паза 12 з'єднують з верхнім стрижнем паза 6. Подальші з'єднання роблять так. Нижній стрижень паза 1 з'єднують з верхнім стрижнем паза 19, який (як видно зі схеми) з'єднується з нижнім стрижнем паза 13, а той у свою чергу з верхнім стрижнем паза 7. Другий кінець верхнього стрижня цього паза йде на висновок, утворюючи кінець першої фази .
Обмотки фазних роторів асинхронних двигунів з'єднують переважно "зіркою" з виведенням трьох кінців обмотки до контактних кільців. Висновки обмотки ротора позначають PI, Р2, РЗ (за старим ГОСТом) або Kl, LI, Ml (за новим ГОСТом), а кінці фаз обмотки відповідно Р4, Р5, Р6 або К2, L2, М2.
Перемички, які з'єднують початки та кінці фаз обмотки ротора, вказують римськими цифрами, наприклад, у першій фазі перемичка, яка з'єднує початок Р1 і кінець Р4, позначена I-IV, Р2 та Р5 - II-V, РЗ та Р6 - III-VI . 
Для якорів машин постійного струму застосовують петльові та хвильові обмотки. Проста хвильова обмотка якоря (рис. 2.26 б) виходить з'єднанням вивідних кінців секції з двома колекторними пластинами АС і BD, відстань між якими визначається подвійним полюсним розподілом (2т). При виконанні обмотки кінець останньої секції першого обходу з'єднують з початком секції, сусідньої з тією, від якої був початий обхід, і далі продовжують обходи якоря і колектора, поки не будуть заповнені всі пази і не обмотується.
Підготовка обмоток для ремонту. Ремонт обмоток виконується спеціально навченими робітниками на обмотувальних ділянках ремонтного підрозділу чи підприємства. Підготовка машин до ремонту полягає у підборі обмотувальних проводів, ізоляційних, просочувальних та допоміжних матеріалів. Перелік матеріалів, необхідних ремонту обмоток, заносять в експлуатаційну документацію електричної машини.
Для виявлення замикань в обмотці між витками однієї котушки або проводами різних фаз використовують спеціальні прилади. Визначивши характер несправності обмотки, розпочинають її ремонт.
Технологія капітального ремонту обмоток електричних машин включає такі основні операції:
розбирання обмотки;
очищення пазів осердя від старої ізоляції;
ремонт сердечника та механічної частини машини;
очищення котушок обмотки від старої ізоляції;
підготовчі операції виготовлення обмотки;
виготовлення котушок обмотки;
ізолювання сердечника та обмоткотримачів;
укладання обмотки в паз;
паяння з'єднань обмотки;
кріплення обмотки у пазах;
сушіння та просочення обмотки.
Ремонт обмоток статорів. Виготовлення обмотки статора починають із намотування окремих котушок на шаблоні. Щоб правильно вибрати розмір шаблону, необхідно знати основні розміри котушок, головним чином їхньої прямолінійної та лобової частин. Розміри котушок обмотки машин, що демонтуються, визначають шляхом вимірів старої обмотки.
Котушки всипних обмоток статорів виготовляють зазвичай на універсальних шаблонах (рис. 2.27). Такий шаблон є сталевою плитою 1, яка за допомогою привареної до неї втулки 2 з'єднується зі шпинделем намотувального верстата. Плита має форму трапеції. У її прорізі встановлені чотири шпильки, закріплені гайками. При намотуванні котушок різної довжини шпильки переміщують у прорізах. При намотуванні котушок різної ширини шпильки переставляють з одних прорізів до інших.
В обмотках статора машин змінного струму зазвичай кілька сусідніх котушок з'єднують послідовно і вони утворюють котушкову групу. Щоб уникнути зайвих пайкових з'єднань, усі котушки однієї котушкової групи намотують цільним дротом. Тому на шпильки 3 надягають ролики 4, виточені з текстоліту або алюмінію. Число жолобків на ролику дорівнює найбільшій кількості котушок у котушковій групі, розміри жолобків повинні бути такими, щоб у них могли поміститися всі провідники котушки.
Рис. 2.27: 1 - плита; 2 – втулка; 3 – шпилька; 4 - ролики
Іноді при ремонті обмоток двигунів доводиться замінювати відсутні проводи проводами інших марок та перерізів. З тих же причин замість намотування котушки одним проводом використовують намотування двома (і більше) паралельними проводами, сумарний переріз яких еквівалентно необхідному. При заміні проводів двигунів, що ремонтуються попередньо (до намотування котушок) перевіряють коефіцієнт заповнення паза, який повинен бути 0,7 - 0,75.
Котушки двошарової обмотки укладають у пази осердя групами, як вони були намотані на шаблоні. Провід розподіляють в один шар і кладуть сторони котушок, які прилягають до пазу. Інші сторони котушок не укладають у пази доти, доки не будуть укладені нижні сторони котушок у всі пази (рис. 2.28). Наступні котушки кладуть одночасно верхніми та нижніми сторонами. Між верхніми та нижніми сторонами котушок у пазах встановлюють ізоляційні прокладки з електрокартону, зігнутого у вигляді дужки, а між лобовими частинами – з лакоткані або листів картону з наклеєними на них шматочками лакоткані.
При ремонті електричних машин старих конструкцій із закритими пазами рекомендується до початку демонтажу обмотки зняти її реальні обмотувальні дані (діаметр дроту, кількість дротів у пазі, крок обмотки по пазах та ін.), а потім зробити ескізи лобових частин та відмаркувати пази статора (ці дані можуть знадобитися при відновленні обмотки). 
Рис. 2.28. 
Рис. 2.29. : 1 - сталевий дорн; 2 - гільза
Виготовлення обмотки із закритими пазами має низку особливостей. Пазову ізоляцію таких обмоток роблять у вигляді гільз із електрокартону та лакоткані. Попередньо за розмірами пазів машини виготовляють сталевий дорн 1, який є двома зустрічними клинами (рис. 2.29). 2. Потім за розмірами старої гільзи нарізають заготовки з електрокартону та лакоткані на повний комплект гільз і приступають до їх виготовлення. Нагрівають дорн до 80 - 100 ° С і щільно обгортають заготовкою, просоченою лаком. Зверху на заготівлю повнолисток щільно укладають бавовняну стрічку. Після охолодження дорну до температури навколишнього середовища розводять клини і знімають готову гільзу. Перед намотуванням поміщають гільзи в пази статора, а потім заповнюють їх сталевими прутками, діаметр яких повинен бути на 0,05 - 0,1 мм більше діаметра ізольованого обмотувального дроту. Від бухти відрізають шматок дроту, необхідний намотування однієї котушки. Довгий провід ускладнює намотування, при цьому нерідко ушкоджується ізоляція через часту протяжку його через паз.
Намотування в протяжку зазвичай виробляють два обмотувачі, які стоять з двох сторін статора (рис. 2.30). Ізоляцію лобових частин
обмотки машин на напругу до 660, призначених для роботи в нормальному середовищі, виконують склострічкою ЛЕС, причому кожен наступний шар напівперекриває попередній. Кожну котушку групи обмотують, починаючи від торця осердя. Спочатку обмотують стрічкою частину ізоляційної гільзи, яка виступає з паза, а потім частину котушки до кінця вигину. Середини головок групи обмотують склострічкою вповнолистку. Кінець стрічки закріплюють на головці клеєм або щільно пришивають до неї. Провід обмотки, що лежать у пазі, утримують за допомогою пазових клинів, що виготовляються з бука, берези, пластмаси, текстоліту або гетинаксу. Клин повинен бути на 10 - 15 мм довшим за сердечник і на 2 - 3 мм коротше пазової ізоляції і товщиною не менше 2 мм. Для вологостійкості дерев'яні клини "варять" 3-4год в оліфі при 120-140°С.
Рис. 2.30. Намотка в протяжку статорної обмотки електричної машини із закритими пазами
Клини забивають у пази середніх та малих машин молотком та за допомогою дерев'яної надставки, а у пази великих машин – пневматичним молотком (рис. 2.31). Потім збирають схему обмотки. Якщо фаза обмотки намотана окремими котушками, їх послідовно з'єднують у котушкові групи. 
Рис. 2.31. : 1 - клин; 2 – пазова ізоляція; 3 - надставка
За початок фаз приймають висновки котушкових груп, які виходять із пазів, розташованих біля вивідного щитка. Ці висновки відгинають до корпусу статора та попередньо з'єднують котушкові групи кожної фази, скручують зачищені від ізоляції кінці проводів котушкових груп.
Після складання схеми обмотки перевіряють електричну міцність ізоляції між фазами та на корпус, а також правильність її з'єднання. Для цього використовують найпростіший спосіб - короткочасно підключають статор до мережі (127 або 220В), а потім до поверхні його розточування прикладають сталеву кульку (від шарикопідшипника) і відпускають її. Якщо кулька обертається по колу розточування, то схема зібрана правильно. Таку перевірку можна здійснити за допомогою вертушки. У центрі диска з жерсті пробивають отвір, зміцнюють його цвяхом на торці дерев'яної планки, а потім повертають цю вертушку в розточку статора, який підключений до електричної мережі. Якщо схема зібрана правильно, диск обертатиметься.
Правильність складання схеми і відсутність виткових замикань в обмотках машин, що ремонтуються, перевіряють також електронним апаратом Ел-1. Дві однакові обмотки або секції з'єднують з апаратом, а потім за допомогою синхронного перемикача періодично подають імпульси напруги на електронно-променеву трубку апарата. Якщо в обмотках немає пошкоджень, криві напруги на екрані накладаються одна на одну, за наявності дефектів вони роздвоюються. Для виявлення пазів, у яких знаходяться короткозамкнуті витки, використовують пристосування з двома П-подібними електромагнітами на 100 та 2000 витків. Котушку нерухомого електромагніту (100 витків) з'єднують з висновками апарату, а котушку рухомого електромагніту (2000 витків) - з висновками "Сигн. явл.". При цьому середня ручка має бути поставлена в крайнє ліве положення "Робота з пристроєм". Якщо переставити обидва електромагніти пристосування з паза на паз по розточці статора, на екрані з'явиться пряма або крива лінія з малими амплітудами, що свідчить про відсутність у короткостроковому витку. А якщо ні, то на екрані будуть криві лінії з великими амплітудами.
Аналогічно знаходять короткозамкнуті витки в обмотці фазного ротора або якоря машин постійного струму.
Ремонт обмоток роторів. В асинхронних двигунах з фазним ротором використовують два основних типи обмоток: котушкову та стрижневу. Виготовлення всипних та протяжних котушкових обмоток роторів майже не відрізняється від виготовлення таких обмоток статорів.
У машинах потужністю до 100 кВт застосовують переважно стрижневі двошарові хвильові обмотки роторів. У них ушкоджуються не самі стрижні, а їхня ізоляція (внаслідок частих надмірних нагрівів), а також пазова ізоляція роторів.
Зазвичай мідні стрижні пошкодженої обмотки використовують повторно, тому після відновлення ізоляції їх кладуть у пази, в яких вони знаходилися до ремонту.
Складання стрижневої обмотки ротора складається з трьох основних операцій: укладання стрижнів у пази сердечника ротора, згинання лобових частин стрижнів і з'єднання стрижнів верхнього та нижнього рядів пайкою або зварюванням. Ізольовані стрижні, які використовуються повторно, надходять на укладання пази тільки з однією зігнутою лобовою частиною. Інші кінці цих стрижнів згинають спеціальними ключами після укладання пази. Спочатку кладуть у пази стрижні нижнього ряду, вставляючи їх з боку, протилежного контактним кільцям. Уклавши весь нижній ряд стрижнів, їх прямі ділянки поміщають на дно пазів, а зігнуті лобові частини – на ізольований обмоткотримач. Кінці зігнутих лобових частин сильно стягують тимчасовим бандажом з м'якого сталевого дроту, щільно притискаючи їх до обмоткоутримувача. Другий тимчасовий бандаж із дроту намотують на середини лобових частин. Тимчасові бандажі служать для запобігання зсуву стрижнів при подальшому згинанні.
Стрижні згинають за допомогою двох спеціальних ключів (рис. 2.32).
Після укладання стрижнів нижнього ряду переходять до укладання стрижнів верхнього ряду обмотки, вставляючи в пази з боку, протилежної від контактних кілець. Потім кладуть тимчасові бандажі. Кінці стрижнів з'єднують мідним дротом для перевірки відсутності замикання корпусу. Якщо результати випробувань позитивні, продовжують збирання обмотки, кінці верхніх стрижнів згинають у протилежний бік. Зігнуті лобові частини верхніх стрижнів також кріплять двома тимчасовими бандажами. 
Рис. 2.32. :
про - платівка; б - "мова"; в – зворотний клин; г - кутовий ніж; д - вибивання; е - топірець; ок, а - ключі для гнуття стрижнів ротора
Після укладання стрижнів верхнього та нижнього рядів обмотку ротора сушать при 80 - 100 ° С у печі або сушильній шафі. Потім випробовують ізоляцію висушеної обмотки.
Кінцевими операціями виготовлення стрижневої обмотки ротора машини, що ремонтується, є з'єднання стрижнів, забивання клинів в пази і бандажування обмотки. Для підвищення надійності машин застосовують з'єднання стрижнів паянням твердими припоями.
Обмотки фазних роторів асинхронних двигунів з'єднують переважно "зіркою".
Більшість асинхронних двигунів потужністю до 100 кВт виготовляється із короткозамкненим ротором, який виконують із алюмінію методом лиття.
Ремонт литого ротора з пошкодженим стрижнем складається з перезаливання його після виплавлення алюмінію та очищення пазів. Для цього використовують кокілі.
На великих електроремонтних заводах короткозамкнені ротори заливають відцентровим алюмінієм або вібраційним способом, а також використовують лиття під тиском.
Ремонт обмоток якір. Основні несправності обмоток якорів: з'єднання обмотки з корпусом, міжвиткові замикання, обриви в обмотках, механічні пошкодження пайок.
При підготовці якоря до ремонту знімають старі бандажі, відпаюють з'єднання з колектором, видаляють стару обмотку, попередньо записавши всі необхідні для ремонту дані.
У машинах постійного струму застосовують стрижневі та шаблонні обмотки якорів. Стрижневі обмотки якорів виконують так само, як і стрижневі обмотки роторів.
Для намотування секцій шаблонної обмотки використовують ізольовані дроти, а також мідні шини, які ізолюють лакотанням або міколентою. Секції шаблонної обмотки намотують на універсальних шаблонах, які дають змогу робити обмотку, а потім розтяжку невеликої секції, не знімаючи її з шаблону. Розтяжку секцій якір великих машин виконують на спеціальних верстатах з машинним приводом. Перед розтяжкою закріплюють секцію, тимчасово обмотуючи її бавовняною стрічкою в один шар, щоб забезпечити правильне формування секції при розтягуванні.
Котушки шаблонних обмоток ізолюють вручну або на спеціальних верстатах. При укладанні шаблонної обмотки в паз стежать, щоб кінці котушки, які повернуті до колектора, а також відстані від краю осердя до переходу прямої (пазової) частини в лобову були однакові. Після укладання всієї обмотки дроти обмотки якоря приєднують до пластин колектора пайкою з використанням припою ПОСЗО.
Якість паяння перевіряють зовнішнім оглядом, вимірюванням перехідного опору між сусідніми пластинами, пропусканням робочого струму з обмотки якоря. При якісному паянні перехідний опір між усіма парами пластин має бути однаковим. При пропусканні по обмотці якоря протягом 20 - 30 хв номінального струму повинно виникати місцевих нагрівів.
Ремонт котушок полюсів.
Найчастіше пошкодженими виявляються котушки додаткових полюсів, які намотані прямокутною мідною шиною плазом або на ребро. Зазвичай ушкоджується ізоляція між витками котушки. При ремонті котушку перемотують на верстаті намотування (рис. 2.33, а), а потім ізолюють на ізолювальному верстаті (рис. 2.33, б). Ізольовану котушку стягують бавовняною стрічкою та пресують. Для цього надягають на виправлення торцеву ізоляційну шайбу, кладуть на неї котушку і накривають другою шайбою. Потім стискають котушку на оправці, приєднують до зварювального трансформатора, нагрівають до 120 °С і, стискаючи її, знову пресують, після чого охолоджують у запресованому положенні на оправці до 25 °С. Зняту з оправлення охолоджену котушку покривають повітряним лаком сушіння і витримують протягом 10 - 12 год при 20 - 25 °С. 
Рис. 2.33. :
а - для намотування котушок зі смугової міді; б – для ізолювання намотаної котушки; 1, 4 - міканітова та бавовняна стрічки; 2 - шаблон; 3 – мідна шина;
5 - полюсна котушка
Зовнішню поверхню котушки ізолюють азбестовою, а потім стрічкою міканітової і покривають лаком. Готову котушку надягають на додатковий полюс і кріплять дерев'яними клинами.
Сушіння та просочення обмоток. Деякі ізоляційні матеріали (електрокартон, бавовняні стрічки) є гігроскопічними. Тому перед просоченням обмотки статорів, роторів і якорів сушать у спеціальних печах при 105 - 200 ° С. Можна також використовувати інфрачервоні промені, джерелом яких є спеціальні лампи розжарювання.
Висушені обмотки просочують лаком у спеціальних ваннахз підігрівом, які встановлюють у окремому приміщенні, обладнаному припливно-витяжною вентиляцієюта необхідними засобами пожежогасіння.
Для обмоток застосовують просочувальні лаки повітряного чи пічного сушіння, а окремих випадках - кремнийорганические лаки. Просочувальні лаки повинні мати малу в'язкість і велику проникаючу здатність і протягом тривалого часу зберігати ізоляційні властивості.
Обмотки електричних машин просочують один, два або три рази в залежності від умов експлуатації та вимог, що висуваються до них. У процесі просочення необхідно постійно перевіряти в'язкість і густоту лаку, так як розчинники випаровуються і загустіває лак. При цьому значно знижується його здатність проникати в ізоляцію проводів обмотки, розташованих у пазах осердя статора або ротора. Тому в просочувальну ванну періодично додають розчинник.
Обмотки електричних машин після просочення сушать у спеціальних камерах з природною або примусовою вентиляцієютеплове повітря. Підігрів може бути електричним, газовим, паровим. Найбільш поширені сушильні камери з електричним підігрівом.
На початку сушіння (1 - 2 год), коли втримувана в обмотках волога швидко випаровується, відпрацьоване повітря повністю випускається в атмосферу. У наступні години сушіння частина відпрацьованого теплого повітря, що містить невелику кількість вологи та парів розчинника, повертається до камери. Максимальна температура в камері не перевищує 200°.
Під час сушіння обмоток постійно контролюють температуру в камері і повітря, що виходить з неї. Обмотки мають так, щоб вони краще обдувалися гарячим повітрям. Процес сушіння складається з розігріву обмоток (для виведення розчинника) та запікання лакової плівки.
При підігріві обмоток підвищувати температуру вище 100 - 110 ° С небажано, оскільки передчасно може утворитися лакова плівка.
У процесі запікання лакової плівки короткочасно (не більше ніж на 5-6 годин) можна підвищувати температуру сушіння обмоток з ізоляцією класу А до 130-140 °С.
На великих електроремонтних підприємствах просочення і сушіння виконують на спеціальних просочувальних-сушильних конвеєрних установках.
Після ремонту електричні машини надходять на випробування.
1. Які способи обмотки котушок стрічками використовують при їх ізолюванні?
2. Як поділяються ізоляційні матеріали за класами нагрівальностійкості?
3. Що таке виток, котушка, котушкова група та обмотка?
4. Які типи обмоток застосовують у статорах асинхронних двигунів?
5. Які пази використовують у електричних машинах?
6. Як влаштований універсальний обмотувальний шаблон?
7. Як укладають у пази шаблонну обмотку?
8. Як виготовляють стрижневу обмотку?
9. Які пристрої застосовують при виконанні котушок якоря?
10. Як ізолюють лобові частини обмоток?
11. Які несправності бувають у полюсних котушках?
12. Чому сушать обмотки?
13. Процес просочення обмотки.
