Материал: Технология электромашиностроения. Обмоточные работы. Пархоменко Г.А

71

Лобовые

части

от

прямолинейного

положения

1

отжимаются

с

обеих

сторон

конусными

оправками,

2

входящими

во

внутренний

3

диаметр участка лобовых частей.

Однако

этим

не

заканчивается

процесс

изготовления

статора.

Далее

предусматриваются

операции распайки и изолировки

Рис.57. Элемент штыревой

выводов,

опрессовки

и

бандажировки лобовых частей и

оправки

др. В этих работах пока не

удается

выполнить

ручных

операций, что все еще порой удорожает производство.

Рассмотренные

способы механизированной

обмотки

статоров пока еще не могут быть рекомендованы в серийном

производстве из-за высокой стоимости и высокой степени

специализации оборудования. В этих случаях приходится пока

мириться с ручными способами выполнения раздельных

обмоток. Рассмотрим вариант обмотки статора, как более

сложный. Обмоточно-заготовительная операция в случае

ручной обмотки статора с мягкими катушками принципиально

не отличается от рассмотренных.

2

3

4

Некоторыми

1

особенностями

отличаются

равнокатушечные

двухслойные

5

обмотки.

Принцип

устройства

технологической

оправки

для

намотки

катушечной

группы

такой

обмотки

показан

на

рис.58. Здесь на шпинделе

станка закреплена планшайба 1,

Рис.58. Намотка равно-

на

которой

на

равном

катушечной обмотки

расстоянии от оси вращения

72

установлены две рейки 2 с канавками по числу катушек.

При вращении шаблона в эти канавки наматывают катушки 3,

соединенные между собой переходами 4. Длина витка

обеспечивается калиброванным стержнем 5, устанавливающим

расстояние между рейками 2. Этот же стержень воспринимает

нагрузку на указанные рейки, вызванную

натяжением провода. После намотки каждую катушку

перевязывают нитью, после чего ослабляют крепление реек,

сближают их и снимают катушечную группу. Последние

направляют на укладку в пазы.

Различают два способа укладки равнокатушечной

обмотки в пазы: без подъема шага и

с подъемом шага. Суть

этих способов ясна из анализа рисунка 59. Здесь показано:

а)-

без подъема шага; б)- с

подъемом шага.

В

первом

а)

случае

катушки

1

1

2

3

поочередно “всыпают”

в

пазы,

укладывая

каждый

раз

обе

стороны

катушки

на

б)

дно

соответствующих

пазов. Далее, соблюдая

1 2

3

4

порядок

пазов,

закладывают

Рис.59. Способы укладки

поочередно катушки 2.

катушек в пазы

Нетрудно видеть, что левая сторона каждой из этих

катушек попадает в паз, на дне которого уже имеется сторона

ранее уложенной катушки. Поэтому левые стороны катушек 2

размещаются в верхнем слое паза. Вторые же их стороны

попадают в нижние части соответствующих пазов.

Руководствуясь тем же порядком укладки, замечаем, что обе

стороны каждой из катушек 3 оказываются в верхнем слое

паза. Нетрудно заметить, что при таком порядке укладки

каждый раз отверстие расточки статора остайтся свободным от

74

разделить на шаблонные, одновитковые и стержневые. Пазы

для размещения таких обмоток выполняют открытыми или

полуоткрытыми.

Шаблонные обмотки, в которых жесткость

конструкции сочетается с наибольшим числом витков, можно

отнести к наиболее сложным в изготовлении. Это связано с

тем, что катушка такой обмотки имеет сложную

геометрическую форму, а еѐ высокая жесткость не допускает

заметного деформирования в процессе укладки без риска

повредить изоляцию. Пример конструкции такой катушки

показан на рис.60, где хорошо видны еѐ пазовые (1) и

лобовые (2) части. Вверху показан вид на разрез катушки

вдоль оси машины, откуда видно, что еѐ левая и правая

стороны располагаются на разном расстоянии от оси (R1 и R2).

Пазовые

части

развернуты

друг

относительно друга на угол ,

величина

которого

определяется,

R1

R2

как известно, шагом

обмотки по

2

пазам.

Таким

образом,

катушка

3

располагается в двух слоях. Если

предположить, что на рисунке

1

изображена

катушка

статорной

обмотки, то можно сказать: левая

сторона лежит в нижнем, а правая -

в верхнем слое паза. Правая и левая

стороны

катушки

соединены

переходом

3,

который

принято

Рис.60. Жесткая

называть

головкой.

Такую

катушка шаблонной

сложную по геометрии катушку не

обмотки

удается намотать за один прием.

Работа начинается с получения заготовки катушки.

Из-за

своей своеобразной и выразительной формы. заготовка

шаблонной катушки получила название “лодочки” Для еѐ

получения

используется

технологический

шаблон,

конструктивная схема которого представлена на рис.61. Здесь

75

показана заготовка 1 шаблонной катушки, намотанная на

шаблон2. Участки между двумя пунктирными линиями

образуют пазовые части катушки, а остальные - еѐ лобовые

части и головки.

Из рисунка видно, что по форме заготовка

катушки

даже

отдаленно

не

напоминает

требуемую

конструкцию.

1

Задача

решается

выполнением

операции,

получившей

название

2

“растяжки”.

Она

может

выполняться

с

применением

различных

видов

оснастки.

Однако во всех случаях заготовка

пластически деформируется,

как

схематически показано на рис.62.

На столе 1 жестко закреплены

Рис.61. Шаблон “лодочка”

четыре

призмы

2,

между

с заготовкой катушки

которыми размещают заготовку 3

катушки. При этом плоскость

заготовки должна быть перпендикулярна

плоскости стола. С помощью ползуна 4,

перемещаемого в

направлении стрелки

“А”, формируется левая сторона

катушки. Одновременно другой призмой

(не показана) формируется правая

сторона катушки, при этом она

совершает

еще

и

перемещение,

показанное

криволинейной

стрелкой.

В

результате

форма

катушки

Рис.62. Растяжка

приблизилась

к

окончательной, но

еѐ

заготовки

лобовые

части

ещѐ

не

изогнуты

дугообразно

с

радиусами

R1

и

R2 (см. рис.60).

Один

из

возможных вариантов приспособления для выполнения этой

операции показан на рис.63. Лобовую часть катушки

76

помешают в соответствующий желоб 2 приспособления и

опусканием пуансонов 1 выгибают ееѐ по заданному радиусу.

Перемещение

пуансона

можно

обеспечить,

1

установив

приспособление

на пневмопрессе.

Полностью

2

сформированная

катушка

поступает

на

изолировку.

для

изолировки

пазовой

части

лучше

использовать

Рис.63. Приспособление

“простынку”,

а

лобовую

для формовки лобовых

часть

обматывают

частей катушки

изоляционной

лантой

с

перекрытием. В месте стыка этих участков изоляции образуют

сопряжение в виде прямого или обратного конуса.

В машинах мощностью более 100 кВт все чаще для

намотки катушек предполагается использование провода

прямоугольного сечения. При мощности машины более 400

кВт паззы выполняют полузакрытыми, то есть вход в паз со

стороны зазора машины сдвинут от его оси в сторону. По

ширине он равен половине ширины паза. Чтобы в такой паз

можно было заложить сторону шаблонной катушки

приходится последнюю делить на две части - полукатушки.

Полукатушек приходится изготовлять вдвое больше числа

пазов. Это усложняет выполнение обмотки. Пазову часть

каждой полукатушки обматывают изоляционной лентой, а паз

закладывают гильзу. Все это и обеспечивает надежную

изоляцию обмотки относительно корпуса.

В последнее времяв машинах с напряжением до 1000 В

лобовые части шаблонных катушек (и полукатушек) перед

наложением изоляции пропитывают специальным лаком КП22,

что придает им необходимую жесткость и прочность. Для

машин напряжением выше 660 В гильзовая изоляция

недостаточно надежна. Поэтому все высоковольтные машины

78

Рис.64. Гибка пакета медных шин на ребро

показанный пунктиром. Дугообразная форма лобовым частям

катушки придается так же, как и в случае шаблонной катушки.

После завершения формовки катушку направляют на

изолировку. В ззависимости от класса напряжения машины

катушку

изолируют

гильзовой,

непрерывной

или

комбинированной изоляцией. Завершается изготовление

катушки пропиткой еѐ лаком или компаундом согласно

требованиям чертежа.

В крупных электрических машинах каждая катушка

обмотки приобретают значительные размеры и вес и сточки

зрения рассмотренных технологий производства становятся

нетехнологичными. Для упрощения изготовления такие

катушки делят на две части, называемые стержнями, а сами

такие обмотки наззываю стержневыми. Большшое сечение

проводника, занимающее до половины площади паза,

приводит к значительному проявления эффекта вытеснения

тока с паза, в результате

возрастает

активное

сопротивление

и,

как

2

следствие,

потери энергии

1

в обмотке.

Для

уменьшения

эффекта вытеснения тока

стержени

набирают

из

Рис.65. Формовка одновитковой

большого

числа

волновой катушки.

изолированных

проводников с их последующей транспозицией в пазовой

части. Если учесть, что число параллельных проводов в

79

стержне может составить 40 и более, можно понять, что его

изготовление представляет непростую задачу.

К сказанному следует добавить, что длина пазовой

части стержня в современном турбогенераторе может

превышать 6000 мм и имеет очень большой вес. При мощности

машины свыше 100 тыс. кВт статорные обмотки выполняют из

полых проводников и

по образующимся каналам пропускают

охлажающую воду. Поэтому на концах стержней выполняют

специальные наконечники, которые используются не только

для

соединения

токоведддущих

1

частей

обмотки, но

одновременно

служат и для подвода охлаждающей

2

воды.

Поперечный

разрез стержня

торбогенератора

с

водяным

охлаждением представлен на рис.66.

3

Здесь

1 -

сплошные

иолированные

проводники, 2 - полые провода.

Между рядами проводов проложена

асбестовая

бумаги

0,5

мм,

пропитанная битумом. Все провода

стержня обмотаны вполуперекрышку

Рис.66. Разрез

20-ю слоями микаленты толщиной

0,13 мм. Дополнительно

стержня статора

сверху стержень обернут асбестовой

лентой 0,5 мм. Два места в рядах

проводов (нижний в левом ряду и верхний - в правом) не

заполнены проводами. Они нужны для выполнения

транспозиции (переплетения) проводников.

Заготовки для плетения стержня изготавливают на

медерезательном столе. Важно правильно определить длину

заготовки, которая в общем случае всегда оказзывается больше

длины самого стержня. Для этого необходимо полнее

ознакомиться с принципами плетения стержня с