Сушка электрических машин

§ 41. Обмотчик элементов электрических машин 3-го разряда

Характеристика работ. Обмотка элементов электрических машин средней сложности. Последовательное формирование лобовых частей обмоток. Установка межфазных прокладок. Соединение концов обмотки с изолирующими трубочками. Скрутка и пайка мест соединений. Увязка выводных концов и лобовых частей обмоток. Установка обмоткодержательных колец с выверкой по секции. Соединение секции для подогрева током. Закрепление уложенной обмотки и увязка секций обмоткодержательными кольцами. Крепление дистанционных прокладок к лобовым частям обмотки. Соединение обмотки якоря с коллекторами. Клиновка петушков деревянными и контактными клиньями.

Должен знать: устройство, правила эксплуатации и способы подналадки обслуживаемых станков; допускаемую плотность тока при нагреве секций; устройство универсальных и специальных приспособлений; круговые и развернутые схемы соединения обмоток; температуры размягчения и плавления компаунда; способы пайки; виды припоев и их свойства; наименование, маркировку и свойства изолировочных материалов; чертежи изоляционных деталей; схемы укладки обмоток на станке.

Примеры работ

1. Статоры электрических машин для встраиваемых двигателей — обмотка проводов с теплостойкой и маслостойкой изоляцией.

2. Статоры машин с полузакрытым пазом — обмотка полужесткими секциями.

3. Статоры электрических машин с полузакрытым пазом, встроенные в корпус специальных водозапущенных исполнений, — обмотка проводом со специальной тонкостойкой изоляцией.

4. Якори генераторов и статоров — обмотка проводом.

§ 42. Обмотчик элементов электрических машин 4-го разряда

Характеристика работ. Обмотка сложных элементов электрических машин. Разметка шага по пазам сердечника и коллектору для смешанной (лягушечьей) обмотки. Протяжка одно-, двухслойной обмотки статора в пазы. Укладка обмотки и уплотнение. Соединение обмоток статоров по сложным схемам. Установка соединительных шин и пайка. Загибка концов секций с числом параллельных проводников до 2.

Должен знать: устройство и принцип действия сложных приспособлений и контрольно-измерительного инструмента; способы крепления обмоток; круговые и развернутые схемы многопараллельных соединений обмоток статоров; способы проверки сложных обмоток на витковое замыкание.

Примеры работ

1. Потенциал-регуляторы — полная обмотка.

2. Роторы и статоры двигателей переменного и постоянного тока — полная обмотка.

3. Роторы и якори высокооборотных электрических машин — обмотка.

5. Статоры погружных электродвигателей — обмотка в протяжку.

6. Якори тяговых двигателей — обмотка неразрывными секциями.

7. Якори электрических машин — волновая обмотка.

§ 44. Обмотчик элементов электрических машин 6-го разряда

Характеристика работ. Полная обмотка и соединение уникальных элементов электрических машин. Разметка по схеме, подгонка, укладка, уплотнение, заклиновка обмоток и соединение. Монтаж системы водяного охлаждения. Установка соединительных шин. Укладка уравнителей и термопар.

Должен знать: устройство и правила сборки обмоток уникальных элементов электрических машин; конструкцию и назначение технологической оснастки и оборудования; регулировку, подгонку каналов и методы испытания обмоток по электрическим параметрам и на гидроплотность.

Примеры работ

1. Роторы турбомоторов — полная обмотка и охлаждение.

2. Роторы турбогенераторов и крупных электрических машин с водяным охлаждением — полная обмотка.

3. Статоры турбо- и гидрогенераторов и крупных электрических машин с водяным охлаждением — полная обмотка.

4. Статоры и роторы турбо- и гидрогенераторов с водяным форсированным охлаждением — полная обмотка.

5. Турбо- и гидрогенераторы — установка термосопротивлений.

6. Якори бесщеточного, диодного, синхронного генератора переменного тока — полная обмотка.

7. Якори электрических машин со смешанной (лягушачьей) обмоткой или обмоткой с уравнительными соединениями — полная обмотка.

ПЕЧЬ ТУПИКОВАЯ ДЛЯ СУШКИ РЕМОНТИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ МЕТОДОМ КОНВЕКЦИОННОГО НАГРЕВА.

Сушильная печь с тупиковой камерой и электрообогревом предназначена для сушки роторов, статоров и якорей электродвигателей до и после ­пропитки. В ней также может производиться сушка изделий после окраски.
Печи такой конструкции широко распространены на электрома­шиностроительных заводах для сушки изделий методом конвекцион­ного нагрева.
Печь, показанная на рисунке, обогревается воздухом, проходя­щим через трубчатый электрокалорифер. Она рассчитана на темпе­ратуру 200° для сушки изделий, пропитываемых кремнийорганическим лаком.

Печь с тупиковой камерой для сушки электродвигателей:
1 — шлаковата; 2 — пеношамотный кирпич; 3 — диатомитовый кирпич; 4 — цементный слой толщиной 20 мм; 5 — короб соединительный; 6 — электрокалорифер с трубчатыми электронагревателями; 7 — вентилятор; 8 — электродвигатель; 9 — механизм подъема дверей; 10 — дверцы камеры; 11 — патрубок калорифера; 12 — бетон.

Если установить вместо электрокалорифера парокалорифер, то печь будет иметь более низкие температуры, при которых производится сушка изделий с изоляцией класса А, а также после окраски.
Воздух, прогоняемый через калорифер вентилятором, находящемся внутри воздухопровода, нагревается. При дальнейшем движении, омывая изделия, находящиеся в печи на тележке, он отдает им свое тепло. Охлажденный воздух засасывается тем же вентилятором в циркуляционный воздухопровод через всасывающие окна, рас­положенные по нижнему периметру камеры.
Сушильная печь является высокомеханизированной и автоматизированной установкой. Температурный режим в ней поддерживается автоматически. Также автоматически открываются и закрываются заслонки в окнах воздухопровода для выброса отработанного воздуха.
В первый период сушки, когда происходит наиболее интенсивное выделение паров влаги или растворителя, заслонка поворачивается на наибольший угол. При дальнейшей сушке величина открытия заслонок уменьшается, а затем, во второй период сушки, когда про­исходит запекание лака, заслонка закрывается. Печь в это время работает без выброса воздуха, т. е. в режиме рециркуляции.
Нажатием кнопок производят включение автоматического закрывания и открывания дверей и передвижение тележки с изделиями из печи и в печь.

Перед сушкой обмоток машину протрите и очистите сухим воздухом под давлением. Коллектор или контактные кольца, щеточный аппарат, изоляторы, переднюю и заднюю лобовые часта обмоток якоря и доступные части магнитной системы очистите от пыли, грязи и масла. Выбор способа сушки зависит главным образом от местных условий, имеющихся возможностей и степени увлажнения изоляции. Наиболее интенсивной сушкой влажной изоляции является сушка электрическим током, при которой внутренние слои изоляции нагреваются сильнее наружных. Однако следует учитывать, что сушка током, пропускаемым через обмотку с сильно увлажненной изоляцией, может привести к ее вспучиванию. Поэтому в подобных случаях сушку рекомендуется вначале проводить дру

гим способом, например внешним нагреванием либо продуванием через машину горячего воздуха, затем можно сушить током.

Электрическим током обмотки сушите тогда, когда сопротивление изоляции больше 0,05 МОм. При сопротивлении изоляции менее 0,05 МОм возможен пробой изоляции на корпус. Сопротивление изоляции в процессе сушки измеряйте мегаомметром напряжением 500 В, а температуру неподвижных обмоток — термометром, ртутную камеру которого оберните станиолью. Во время сушки обмоток через каждые 15-30 мин, а по достижении установившейся температуры — не реже одного раза в час измеряйте и записывайте в протоколе сушки температуру сопротивления изоляции.

При сушке на время измерения сопротивления изоляции ток выключайте, но при сушке постоянным током не отключайте полный ток во избежание пробоя изоляции; выключение производите постепенным снижением подаваемого напряжения. Обмотку и стальные детали нагревайте постепенно. При быстром нагреве может возникнуть разница температур обмотки и активной стали, что может привести к повреждению (разрыву) изоляции из-за различных коэффициентов их линейного расширения. В процессе 2-3 ч сушки температура обмоток не должна превышать 50-60 ° С, а через.6-8 ч после начала сушки-70 °С.

Во время сушки сопротивление изоляции обмоток сначала понижается вследствие испарения из машины влаги, а затем начинает возрастать и наконец устанавливается постоянным или незначительно повышается. Ни в коем случае нельзя прекращать сушку при продолжении понижения сопротивления изоляции. При установившемся сопротивлении ИЗОЛЯЦИИ сушку продолжайте 2-3 ч; если при этом изменение сопротивления изоляции незначительно, то сушку можно закончить.

Сушка изоляции обмоток продуванием через машину горячего воздуха. При сушке горячим воздухом пользуйтесь вентилятором или воздуходувкой. Воздух, подводимый к машине, подогревайте при помощи специальных подогревателей. Обмотки машин по возможности равномерно обдувайте горячим воздухом, температура которого не должна превышать 90-100 °С.

Сушка внешним обогревом. Для сушки внешним обогревом электрическую машину поместите в сушильную камеру, которая должна быть вентилируемой. Температура воздуха камеры не должна превышать 90-100 °С. Во время сушки все крышки коллекторных камер и вентиляционные отверстия откройте.

Сушка изоляции обмоток электрическим током. Существуют два способа сушки изоляции: от постороннего источника тока и в режиме короткого замыкания. Сушку током от постороннего источника производите тогда, когда не представляется возможным вращать машину и имеется источник постоянного тока низкого напряжения. При этом на время сушки снимите крышки коллекторных камер и откройте венти

ляционные отверстия электрических машин для свободного удаления влаги из машины и обмоток, а также периодически проворачивайте якорь. Сушку током короткого замыкания применяйте в тех случаях, когда возможна работа машины в качестве генератора.

Изоляцию двухмашинного агрегата сушите от постороннего источника тока при номинальном напряжении, если сопротивление изоляции не менее 0,1 МОм. При сопротивлении изоляции ниже этого значения (до 0,05 МОм) сушку изоляции обмоток производите в режиме короткого замыкания или от постороннего источника напряжением 15-20 В. При сушке изоляции в режиме короткого замыкания передвиньте на время сушки траверсу на 2-3 коллекторные пластины по вращению. Ток обмотки выбирайте такой, чтобы предельная температура ее изоляции не превышала 70 °С, что составляет 80-85% номинального значения тока. При сушке электродвигателей серии П током от постороннего источника цепь якоря с обмоткой добавочных полюсов и последовательной обмоткой подключайте к сети с напряжением, равным 3-6% номинального. При этом сила тока, необходимая для нагрева машины до температуры 70 °С, не должна превышать 50-60% номинального тока. Включайте и выключайте обмотки только через реостат.

⇐Двухмашинный агрегат и вспомогательные электрические машины | Тепловозы ТГМ4Б | Уход за электроаппаратурой, шунтами, контактами контакторов и реле⇒

6.7. Сушка изоляции обмоток электродвигателей

При эксплуатации, транспортировании и хранении изоляционные конструкции электрических машин увлажняются под воздействием окружающей среды. При попадании влаги ухудшаются диэлектрические характеристики и машина преждевременно может выйти из строя. Влажность обмоток электрических машин напряжением до 0,5 кВ контролируют по изменению сопротивления изоляции, которое измеряют мегомметром (0,50…1 кВ) между фазами и корпусом.

Если температура обмотки отличается от 75 °С, то допускается пересчет сопротивления изоляции исходя из снижения его в 2 раза на каждые 20 °С повышения температуры. Для проверки состояния изоляции при ревизии с учетом температуры следует результаты измерения сравнить с данными, полученными при вводе в эксплуатацию высушенной машины.

Если перед пуском сопротивление изоляции обмоток окажется ниже нормального, то машину следует подсушить. Существует несколько способов сушки: конвективная (в сушильных шкафах), токовая, индукционная (потерями в стали статора) и др.

Выбор метода сушки зависит главным образом от местных условий, имеющихся возможностей и в некоторых случаях от степени увлажненности изоляции. Наиболее интенсивной сушкой сильно увлажненных обмоток является сушка током, при которой внутренние слои изоляции нагреваются сильнее наружных. Однако сушка током, пропускаемым по обмотке с сильно увлажненной изоляцией, может привести к вспучиванию последней, а сушка такой обмотки постоянным током может оказать и электролитическое действие. Поэтому в подобных случаях рекомендуется сушку производить другими методами, например потерями в активной стали, методом внешнего нагревания и т.п. После предварительной подсушки этими методами можно применить сушку током.

Конвективная сушка производится в специальных шкафах. В качестве источника теплоты используют пар, электроэнергию или газ. Теплота передается от статора к обмотке, поэтому наруж-

ныс ее слои высыхают быстрее, чем внутренние. Для более равномерного удаления влаги из изоляции температуру в сушильном шкафу следует повышать постепенно.

Сушка током от постороннего источника. Для сушки асинхронного двигателя трехфазным током нужно надежно затормозить ротор, а к статору подвести от источника трехфазного тока напряжение не более 15…20 % номинального. При этом сила тока в статоре достигает примерно номинального значения. При слишком быстром повышении температуры следует снизить подводимое напряжение. Источником питания постоянного или переменного тока могут служить стенды МИИСП, УСХА и 13УН-1, а также сварочный трансформатор. Если выведены шесть концов обмотки статора, то все фазы включают последовательно и через них пропускают переменный ток. Если разъединить обмотки фаз не представляется возможным, то сушку производят по определенным схемам. При этом необходимо периодически переключать фазы для равномерного нагревания обмоток. Переключение производится каждые 2…4 ч в зависимости от размеров машины и скорости повышения температуры в начале сушки.

Этим методом можно сушить электрические машины всех типов. Он применяется главным образом тогда, когда не представляется возможным вращать машину и имеется источник низкого напряжения достаточной силы тока. Так как при этом методе сушки машина неподвижна, то это ухудшает условия охлаждения по сравнению с вращающейся машиной, поэтому необходимый для сушки ток обычно значительно меньше номинального и, например, для машин открытого типа составляет не более 50…70 %.

Индукционная сушка происходит при нагревании машины индукционными токами, возникающими при пропускании переменного тока по специальной намагничивающей обмотке, расположенной на статоре. Ее выполняют изолированным проводом. Для регулирования температуры намагничивающую обмотку секционируют.

Чтобы ускорить разогрев статора в начале сушки, увеличивают индукцию до 0,7…0,9 Тл, а при достижении необходимой температуры уменьшают до 0,4…0,5 Тл, переключая обмотку на большее число витков.

Сушка нагревом обмотки током

При сушке двигатель не разбирается. Ротор затормаживается. При фазном роторе кольца ротора закорачиваются накоротко. К статору подводится трехфазный ток такого напряжения, чтобы в обмотке статора получить ток, равный (0,5 – 0,7) × Iном. Больший ток недопустим, так как из-за отсутствия вентиляции (ротор продолжительное время неподвижен) может произойти перегрев обмотки. Полезно периодически растормаживать ротор и давать ему возможность некоторое время вращаться. Благодаря вентиляции машины при вращении ротора происходит интенсивное удаление влаги из обмоток и процесс сушки ускоряется.

Для поддержания тока сушки равным 0,5 × Iном напряжение сушки Uс = (0,08 – 0,12) × Uном, а для тока сушки 0,7 × Iном, Uс = (0,1 – 0,17) × Uном. Для двигателей с номинальным напряжением 380 В напряжение сушки должно поддерживаться в пределах 30 – 65 В. Для получения такого напряжения в обычную трехфазную сеть включают три сварочных трансформатора (рисунок 1). Можно обойтись и двумя сварочными трансформаторами, включив их по схеме открытого треугольника (рисунок 2). Если ток сушки окажется выше 0,7 × Iном и снизить его путем регулировки сварочного трансформатора не удается, то можно первичную обмотку, имеющую номинальное напряжение 380 В, подключить на напряжение 220 В. Для контроля за током сушки необходимо в каждую фазу включить по амперметру, так как при отсутствии приборов можно превысить ток в какой-либо из фаз сверх допустимого и перегреть ее.

Рисунок 1. Схема сушки электродвигателя нагревом током в обмотке с применением сварочных трансформаторов Рисунок 2. Схема сушки двигателя 380 В с применением двух сварочных трансформаторов

Для двигателя мощностью до 28 кВт в качестве источника питания при сушке может быть использован применяемый для местного освещения или электроинструмента трехфазный трансформатор типа ТС-2,5 со вторичным напряжением 40 В. При наличии двух трансформаторов путем их параллельного включения можно высушить электродвигатели мощностью до 55 кВт. Для двигателей с номинальным напряжением 3 кВ напряжение сушки должно поддерживаться в пределах 220 – 380 В. Таким образом, в данном случае сушку можно производить, подключая двигатели непосредственно к сети 220 и 380 В.

Рисунок 3. Схема сушки двигателя 6 кВ с применением сварочных трансформаторов.
1 – первичная и 2 – вторичная обмотки сварочного трансформатора на 220 / 60 В; 3 – обмотка электродвигателя

Для двигателей с номинальным напряжением 6 кВ напряжение сушки должно поддерживаться в пределах 480 – 500 В.

Напряжение 480 – 500 В можно получить путем использования вторичных обмоток сварочных трансформаторов в качестве вольтодобавочных. Для этого первичные обмотки трех сварочных трансформаторов с Uном = 220 В соединяют в звезду и подключаются к сети 380 В. Вторичные обмотки одним выводом объединяются с первичной обмоткой, а вторым выводом присоединяются к обмотке двигателя, подвергающегося сушке (рисунок 3). На электростанциях иногда напряжение 500 В можно получить, применив в схеме сушки автотрансформаторы от электрофильтров (рисунок 4). При отсутствии источников питания нужного напряжения сушку двигателей с фазным ротором можно производить, подав напряжение в обмотку ротора и закоротив обмотку статора (рисунок 5). Напряжение, подводимое при этом к обмотке ротора, должно быть равно Uс = (0,1 – 0,15) × Uном.рот, а ток сушки Iс = (0,5 – 0,7) × Iном. рот.

При наличии двух одинаковых по мощности и исполнению машин, подлежащих одновременной сушке, можно применять одну из следующих схем.

Рисунок 4. Схема сушки двигателя 6 кВ с применением автотрансформаторов от электрофильтров.
1 – автотрансформатор 380 / 500 В; 2 – обмотка электродвигателя
Рисунок 5. Схема сушки двигателя с подачей напряжения на обмотку ротора.
1 – обмотка ротора; 2 – обмотка статора

1. Напряжение сушки Uс = (0,15 – 0,30) × Uном.рот подводится к обмотке ротора первого двигателя. Обмотка ротора второго двигателя закорачивается. Статорные обмотки обоих двигателей соединяются друг с другом (рисунок 6). Ток сушки Iс = (0,5 – 0,7) × Iном.рот.

2. Напряжение сушки Uс = (0,15 – 0,30) × Uном.стат подводится к обмоткам статоров, соединенных последовательно. Обмотки роторов обоих двигателей закорачиваются (рисунок 7). Ток сушки Iс = (0,5 – 0,7) × Iном.стат.

Рисунок 6. Сушка двух двигателей, одинаковых по мощности (по схеме 1).
1 – обмотка ротора 1-го двигателя; 2 – обмотка статора 1-го двигателя; 3 – обмотка статора 2-го двигателя; 4 – обмотка ротора 2-го двигателя
Рисунок 7. Сушка двух двигателей, одинаковых по мощности (по схеме 2).
1 – обмотка статора 1-го двигателя; 2 – обмотка ротора 1-го двигателя; 3 – обмотка статора 2-го двигателя; 4 – обмотка ротора 2-го двигателя

3. Напряжение сушки Uс = (0,15 – 0,30) × Uном.стат подводится к обмотке статора первого двигателя. Обмотка статора второго двигателя закорачивается. Роторные обмотки обоих двигателей соединяются друг с другом. Ток сушки Iс = (0,5 – 0,7) × Iном.стат.

Рисунок 8. Сушка электродвигателя при отсутствии соединения внутри двигателя.
1 – выводной щиток двигателя; 2 – сварочный трансформатор

При отсутствии источников трехфазного пониженного напряжения сушка электродвигателей переменного тока может быть выполнена однофазным током. Применяется этот метод главным образом для электродвигателей 500 В и ниже. Для сушки достаточно иметь один сварочный трансформатор. Если на щитке электродвигателя имеются все шесть выводов обмотки статора, то все три фазы обмотки соединяются последовательно по схеме рисунка 8. Напряжение сушки Uс = (0,2 – 0,3) × Uном.стат. Ток сушки должен быть равен 0,5 – 0,7 × Iном.стат.фазн, где Iном.стат.фазн – фазный ток статора.

Если на щитке имеются только три вывода, а соединение в звезду или треугольник выполнено внутри двигателя, то при соединении в треугольник применяется схема рисунка 9, а при соединении в звезду – схема рисунка 10. При сушке по этим схемам по одной из фаз обмотки статора пойдет ток большой величины, чем по двум другим. Следовательно, нагрев первой фазы обмотки будет большим, чем двух других. Во избежание перегрева какой-либо из фаз и для обеспечения равномерной сушки всех трех фаз в случае соединения обмотки треугольником подводящие провода периодически пересоединяются. Так если вначале питание было подведено к выводам a и b, то через некоторое время питание следует переключить на выводы b и c, а затем на выводы c и a и так далее. Время, через которое производится переключение, определяется опытным путем, по показаниям термометра, установленного на той фазе обмотки, которая обтекается большим током.

Рисунок 9. Сушка электродвигателя при соединении его обмотки в треугольник.
1 – обмотка двигателя; 2 – сварочный трансформатор
Рисунок 10. Сушка электродвигателя при соединении его обмотки в звезду.
1 – обмотка двигателя; 2 – сварочный трансформатор

При соединении обмотки в звезду периодически пересоединяются питающие провода и переставляется перемычка в следующем порядке: питание подано по a и b, перемычка между b и c; питание подано на b и c, перемычка между a и c; питание подано на c и a, перемычка между a и b. Далее пересоединение повторяется. Необходимость переключения питающих проводов во время сушки сильно затрудняет сушку. Поэтому сушка однофазным током при отсутствии всех шести выводов на щитке электродвигателя может быть рекомендована только в тех случаях, когда нет возможности применить другие способы.

При наличии источника постоянного тока, допускающего регулировку напряжения и тока, сушку электродвигателей переменного тока любого напряжения можно выполнить подачей в обмотку двигателя постоянного тока. При этом, если на щитке двигателя имеются все шесть выводов обмотки статора, фазы обмотки соединяются последовательно, как указано на рисунке 8, а при наличии только трех выводов применяются схемы рисунков 9 и 10, как было указано для однофазного переменного тока. Как и при сушке однофазным током, при наличии на клеммном щитке только трех выводов при сушке постоянным током необходимо периодически переключать подводящие провода.

Если двигатель имеет только три вывода, то ток сушки в подводящих проводах должен быть в пределах 0,43 – 0,6 × Iном при соединении в треугольник и 0,5 – 0,7 × Iном при соединении в звезду.

Сушка индукционными потерями

Как и при сушке генераторов, для создания индукционных потерь в стали на статор электродвигателя наматывается временная намагничивающая обмотка (смотрите рисунок 1 в статье «Методы сушки синхронных генераторов и компенсаторов»). Ротор из машины вынимается. Основное достоинство этого способа состоит в том, что для сушки не требуется источник пониженного напряжения (для двигателей 380 – 500 В) или повышенного напряжения (для двигателей 6 кВ), так как число витков намагничивающей обмотки можно подобрать на имеющееся напряжение сети – 220 или 380 В.

Однако необходимость разбирать двигатель, выполнять расчет и намотку намагничивающей обмотки несколько усложняет и затрудняет сушку. Поэтому практически методом потерь в стали электродвигатели сушат в том случае, если нет возможности применить другие методы. При этом метод потерь в стали применяется главным образом для сушки крупных электродвигателей (свыше 100 кВт).

Расчет намагничивающей обмотки производится по методу, изложенному в статье «Методы сушки синхронных генераторов и компенсаторов».

Если двигатель имеет выносные подшипники, то сушка его может быть выполнена без разборки. В этом случае один из подшипников изолируется от фундаментной рамы и вал ротора используется в качестве намагничивающего витка.

Пример. Расчет витков для сушки электродвигателя типа ДАМСО-185-4, 680 кВт, 1480 об/мин, 6000 В.

Путем обмера устанавливаем геометрические размеры активной стали, приведенные на рисунке 3, в статье «Методы сушки синхронных генераторов и компенсаторов»:

l = 43 см; lкан = 1 см; nкан = 9 шт.;
Dвнутр = 45 см; Dвнешн = 80 см; hзуб = 7,5 см.

Определяем осевую длину активной стали

lс = k × (l – nкан × hкан) ,

где k – коэффициент заполнения для лакированной стали, равный 0,93,

lс = 0,93 × (43 – 9 × 1) = 0,93 × 34 = 30,7 см;

высоту спинки статора

поперечное сечение спинки статора

Q = lс × hсп = 30,7 × 10 =307 см2 .

Принимая индукцию B = 1 Тл и напряжение сушки Uс = 220 В, определяем число витков намагничивающей обмотки

Для индукции B = 0,5 Тл и того же напряжения (установившийся режим) число витков

а F0 для индукции B = 1 Тл и динамной стали выбираем, как указано выше F0 = 5 А.

Диаметр активной стали, соответствующей середине спинки статора:

D0 = Dвнешн – hсп = 80 – 10 = 70 см .

Полная намагничивающая сила

F = π × D0 × F0 = 3,14 × 70 × 5 = 1100 А .

Ток намагничивания

Полная мощность, необходимая для сушки:

Сечение провода намагничивающей обмотки выбираем для тока

По справочнику находим, что сечение провода марки ПР должно быть равно 10 мм2.

Намагничивающую обмотку выполняем с 65 витками. Для ускорения прогрева двигателя на обмотке делаем отпайку от 32-го витка.

Все указания, приведенные в статье «Методы сушки синхронных генераторов и компенсаторов» по выполнению намагничивающей обмотки, по использованию вала ротора в качестве намагничивающего витка, сохраняются и для случая сушки электродвигателей.

Сушка внешним нагревом

Методом внешнего нагрева можно сушить все электрические машины. Для сильно отсыревших машин постоянного тока этот метод является единственно возможным, а для электродвигателей переменного тока наиболее целесообразным.

Сушка внешним нагревом наиболее просто и эффективно может быть выполнена при помощи одной или нескольких воздуходувок. Воздуходувка состоит из вентилятора и камеры или патрубка с электронагревателем. Воздух, засасываемый вентилятором, направляется в камеру с нагревателем и, соприкасаясь с раскаленным электронагревателем, интенсивно подогревается до высокой температуры.

Воздуходувки выпускаются различных размеров и мощностей. Подогреватели в них изготовляются из зигзагообразных чугунных элементов или в виде спиралей из нихрома, фехраля.

Для сушки электрических машин нужно иметь одну или несколько воздуходувок с электронагревателями мощностью 10 – 30 кВт. Такую воздуходувку нетрудно изготовить и весьма полезно иметь в электроцехе любого, в том числе и небольшого, предприятия. Достаточно иметь вентилятор типа Ц № 3 с двигателем 0,25 кВт, 1440 об/мин и 50 – 60 м провода из нихрома. Для нагревателя мощностью 10 кВт необходимо изготовить три спирали из нихрома сечение 1 мм2 длиной по 16 м. Для нагревателя мощностью 30 кВт следует намотать три спирали из нихрома сечением 3 мм2 длиной по 18 м. Спирали при напряжении сети 380 В соединяются в звезду, а при напряжении 220 В – в треугольник. После изготовления воздуходувки окончательная длина спиралей устанавливается опытным путем. Для надежной длительной работы спирали при обдувке их воздухом от вентилятора должны накаляться только до вишневого цвета (перекал недопустим). Если нагрев воздуха недостаточен, следует уменьшить длину спиралей. При недостаточно интенсивном обдуве или слишком малой длине спиралей они могут перегреваться до недопустимой температуры и это приведет к быстрому перегоранию их (предельная рабочая температура для нихрома 1100 °С и для фехраля 850 °С). Спирали при помощи фарфоровых роликов закрепляются на каркасе из полосовой стали 4 × 30 мм, который вставляется в кожух из листовой стали толщиной 1 мм (рисунок 11). Во избежание провисание спиралей и появления короткого замыкания каждая спираль должна крепиться к каркасу не менее чем на 9 – 13 роликах.

Рисунок 11. Общий вид воздуходувки
1 – вентилятор; 2 – нагревательный элемент; 3 — кожух

Схема соединения воздуходувки показана на рисунке 12. Корпус воздуходувки следует надежно заземлить.

Рисунок 12. Схема соединения воздуходувки.
1 – двигатель вентилятора или вентиляторов; 2 – нагревательный элемент; 3 – автоматический выключатель; 4 – магнитный пускатель (контактор)
Рисунок 13. Сушка воздуходувкой

При сушке воздуходувкой термометры устанавливаются (рисунок 13) на выходе горячего воздуха из воздуходувки (который обычно подается в нижнюю часть тепляка), на лобовых частях обмоток, ближайших к воздуходувке, и на активной стали статора. Температура горячего воздуха, обмотки и активной стали не должна превышать 90 °С. В случае невозможности устройства тепляка для крупных машин, а также при сушке мелких и средних электромашин ограничиваются укрытием электрической машины брезентом. Для удобного контроля за температурой сушки термометры выводят через брезент наружу.

Электрические машины открытого исполнения при сушке воздуходувкой могут полностью не разбираться. Жалюзийные решетки в корпусе машины, если они есть, на время сушки целесообразно снять.

В электрических машинах закрытого исполнения необходимо снять торцевые крышки с обеих сторон, так как при закрытых крышках высушить машину будет невозможно.

Для наиболее равномерной сушки обмоток поток горячего воздуха направляется на наиболее массивные металлические части машины, от нагрева которых нагревается обмотка.

Направление горячего воздуха непосредственно на обмотку не рекомендуется, так как это может привести к неравномерным нагревам обмотки. Если температура воздуха при выходе из воздуходувки 80 °С и ниже, то горячий воздух целесообразно подавать в корпус машины непосредственно на активную сталь статора через проемы, предназначенные для выброса нагретого воздуха.

В некоторых случаях для создания нужной для сушки температуры воздуходувку приходится укрывать брезентом вместе с электрической машиной. В этом случае необходимо принять меры к тому, чтобы брезент нигде непосредственно не касался воздуходувки, так как при повреждении вентилятора корпус воздуходувки может нагреться до опасной температуры и брезент при касании может загореться.

Температуру сушки регулируют путем увеличения или уменьшения отверстия в тепляке или в брезенте, предназначенного для вытяжки влажного воздуха.

Рисунок 14. Сушка электролампами

Если воздуходувка отсутствует, то электрические машины небольшой и средней мощности (до 100 кВт) могут быть высушены при помощи электроламп (рисунок 14).

Машина для сушки разбирается (вынимается ротор). Внутри статора кладется металлический лист, на который с двух сторон помещаются патроны с двумя лампами накаливания. Статор утепляется досчатым коробом, обитым внутри асбестом или брезентом. Для машин мощностью до 28 кВт достаточно установить две лампы по 300 Вт; для машин до 75 кВт – две лампы по 500 Вт; для машин до 100 кВт – две лампы по 1000 Вт. Ротор электродвигателей с фазным ротором и якорь машин постоянного тока необходимо уложить и закрепить на статоре. При совместной сушке статора и ротора время сушки удлиняется примерно на 12 – 20 часов (из-за более длительного времени сушки ротора).

При наличии на производстве сушильных шкафов для разных технологических целей, в том числе камер с инфракрасными лампами, их можно использовать для сушки электромашин. В этом случае электрическую машину помещают в сушильный шкаф или камеру, включают нагревательные элементы печи или инфракрасные лампы и сушат, контролируя температуру. При этом открытые электрические машины можно не разбирать, а в закрытых машинах необходимо обязательно снимать торцевые крышки. Температура в сушильных шкафах должна поддерживаться в пределах 90 – 100 °С. Из сравнения рассмотренных методов можно сделать следующие выводы.

Метод нагрева током применим как для крупных, так и для средних и мелких двигателей. Чаще всего он применяется для крупных и особенно высоковольтных двигателей. Достоинство его состоит в том, что при этом не требуется разбирать двигатель.

Метод нагрева индукционными потерями применяется для крупных электродвигателей в тех случаях, когда метод нагрева током по каким-либо причинам не применим, требует разборки двигателя и намотки намагничивающей обмотки.

Методом внешнего нагрева могут быть высушены двигатели любой мощности. Чаще всего он применяется для средних и мелких машин. Он часто применяется также в сочетании с индукционным методом или методом нагрева током.

Источник: Алякртский И. П., Мандрыкин С. А., «Сушка электрических машин и трансформаторов» – Москва: Энергия, 2-ое издание, 1974 – 72с.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *