Меню сайта

загрузка...

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Обмотока машин постоянного и переменного тока

Материалы и конструкции обмоток

КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О МАТЕРИАЛАХ ДЛЯ ОБМОТОК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Металлы

Медь. Для обмоток электрических машин применяется исключительно электролитическая отожженная красная медь. Удельное сопротивление обмоточной меди, приведенное к температуре 20° С, должно быть не более 0,01784 ом-мм2/м.

Следует иметь в виду, что прямоугольная обмоточная медь отличается от другой меди не только высокой проводимостью, но и закругленными краями, что очень важно для сохранения витковой изоляции на углах.

Медь для обмоток электрических машин употребляется как голая, так и изолированная. В электромашиностроении применяются изолированные провода следующих типов или марок согласно ГОСТ 6324—52: ПВО (проволока с одним слоем хлопчатобумажной изоляции), ПБД (с двойной хлопчатобумажной изоляцией), ПЭБО (провод эмалированный с одним слоем хлопчатобумажной изоляции), ПБОО (провод бумажный с одним слоем хлопчатобумажной изоляции плюс хлопчатобумажная оплетка).

В современной электротехнической промышленности используются также провода, изолированные двумя слоями бесщелочной стеклонити с применением теплостойких лаков: глифталевых и кремнийорганических (марки этих проводов — ПСД и ПСДК), и полая медь прямоугольного сечения с толщиной стенки 1,3— 1,5 мм, В сечении труб не допускается вогнутость превышающая 0,1 мм. Такая трубка используется для машин с форсированным внутрипроводниковым охлаждением катушек статора.

Кроме указанных марок проводов, применяется и эмалированная медная проволока с шелковой изоляцией ПЭШО (провод эмалированный с одним слоем шелковой изоляции), марки ПЭШД (провод эмалированный с двойной шелковой изоляцией), а также марки ПЭТСО (провод эмалированный, теплостойкий, изолирован одним слоем стеклянного бесщелочного волокна), ПЛК (провод лакированный карбомидным лаком), ПЭВП (провод эмалированный с винифлексовой изоляцией, прямоугольный) и ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПЭВ-3 (круглый провод эмалированный с винифлексовой изоляцией, однослойный, двухслойный, трехслойный). Иногда используется проводник, называемый литцей; он имеет обычно прямоугольную форму и обладает большой гибкостью, так как состоит из нескольких скрученных тонких медных проводников. Размеры обмоточной меди и вес ее стандартизованы.

Алюминий. В настоящее время алюминиевые провода во многих случаях начинают находить применение в качестве заменителей медных. Это вполне возможно в ряде случаев без ухудшения качества машин и экономически целесообразно.

Технологические задачи, которые связаны с применением алюминиевых проводов, успешно разрешаются промышленностью. В массовом производстве небольших асинхронных машин с ко-роткозамкнутым ротором мощностью до 50 квт обмотку роторов выполняют часто путем заливки алюминием.

Оловянные припои. Для пайки соединений обмоток электрических машин применяются так называемые припои. Различают припои мягкие и твердые, отличающиеся по температуре плавления. Мягкие припои представляют собой сплав олова и свинца с некоторым количеством сурьмы. Приняты наименования припоев в зависимости от содержания в них олова. Так, например, применяются припои ПОС-61, ПОС-40, ПОС-30 (ГОСТ 1499—54), где цифры показывают процентное содержание олова. Содержание сурьмы в них колеблется до 2,5%, а остальное составляет свинец.

Чем выше содержание олова в припое, тем он является более текучим и легче проникает в зазоры между спаиваемыми поверхностями. Область применения и физические свойства припоев даны в табл. 3-1.

Лужение перед пайкой должно производиться тем же припоем, что и пайка или припоем с более высоким содержанием олова.

Медно-фосфористый припой. Относится к так называемым твердым припоям и представляет собой сплав 7—8% фосфора и 92—93% меди (обозначается ПМФ-7). Этот припой является самофлюсующимся и не требует при пайке буры.

Фосфористый припой применяется в виде тонких пластин, изготовленных следующим способом. Припой расплавляется в тигельной электропечи при t — 800 /850° С и отливается в виде пластин толщиной около 1,5 мм, а затем эти заготовки прокатываются в валках в нагретом состоянии, при t = 500/600° С. В случае, если после прокатки на поверхности ленты остается окалина, ее удаляют травлением. Ленту нарезают на пластины требуемых размеров. Готовые пластины должны иметь температуру плавления 705—810° С.

Другой способ получения медно-фосфористого припоя заключается в том, что тонкую медную пластину погружают в расплавленный медно-фосфористый припой, который остается на ней в виде тонкого слоя.

Серебряные припои. Используют для пайки обмоток.крупных машин, например катушек роторов синхронных машин, стержней короткозамкнутых обмоток асинхронных машин, демпферных клеток синхронных машин, а также для припайки головок в виде полых наконечников к выводным концам катушек, изготовленных из медных трубок. Примером такого припоя может служить сплав ПСр-45 по ГОСТ 8190—56, состоящий из 45% серебра, 30% меди и 25% цинка. Температура плавления такого припоя 660—720° С. Сплав ПСр-15 состоит из 15% серебра, 80% меди и 5% фосфора. Этот сплав применяется в качестве припоя как заменитель припоя ПСр-45. Температура плавления припоя ПСр-15 635—800° С 1.

Изоляционные материалы

Изоляция обмотки электрической машины является одним из наиболее важных ее элементов. Материалы, идущие на изготовление изоляции, не должны проводить ток и разрушаться (пробиваться) под действием напряжения, которое может возникнуть между изолируемыми друг от друга частями машины.

Кроме этого основного условия, изоляционные материалы должны обладать определенной теплостойкостью. Известно, что обмотка машины нагревается под действием протекающего в ней тока, причем этот нагрев передается также и изоляции. Чем больше плотность тока в проводниках обмотки, тем выше температура, развивающаяся в машине. При расчете и конструировании машины всегда стремятся достигнуть наивысших плотностей тока, так как при этом можно взять меньшее сечение проводников и, следовательно, получить экономию меди, т. е. сделать машину дешевле. Применяемая изоляция должна выдерживать темпера-ТУРУ> развивающуюся при работе машины.

Стабильность свойств изоляции при длительном воздействии высокой температуры определяет надежность и срок службы электрических машин. Большое значение имеет правильный выбор изоляции.

1 Как и припой ПМФ-7, припой ПСр-15 является самофлюсующимся и не требует применения буры при пайке меди.

Классификация изолирующих материалов на электрические машины, данная в ГОСТ 183—41, значительно устарела и не охватывает ряда материалов, применяемых в трансформаторах и аппаратах.

В настоящее время в области электроизоляционной техники появились новые виды изоляции, которые уже освоены и широко применяются в последние 10 лет.

В ГОСТ 183—66 (взамен ГОСТ 183—55) классификация изоляции не указывается. Вследствие этого выявилась необходимость создания специального ГОСТ 8865—58 на современную классификацию основных материалов, применяемых для изоляции электрических машин, трансформаторов и аппаратов.

По ГОСТ 8865—58 все изоляционные материалы, применяемые в электрических машинах, трансформаторах и аппаратах по нагревостойкости разделяются на семь классов:

Класс У — не пропитанные и не погруженные в жидкий электроизоляционный материал, волокнистые материалы из целлюлозы и шелка, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов. Предельно допустимая температура 90° С.

Класс А — пропитанные или погруженные в жидкий электроизоляционный материал волокнистые материалы из целлюлозы или шелка, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов. Предельно допустимая температура 105° С.

К л а с с Е — некоторые синтетические органические пленки, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов. Предельно допустимая температура 120° С.

Класс В — материалы на основе слюды (в том числе на органических подложках), асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов. Предельно допустимая температура 130° С.

Класс Г — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов. Предельно допустимая температура 155° С.

Класс Н — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические эластомеры, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов. Предельно допустимая температура 180° С.

Класс С — слюда, керамические материалы, стекло, кварц, применяемые без связующих составов или с неорганическими или кремнийорганическими связующими составами, а также соответствующие данному классу другие материалы и другие сочетания материалов. Предельно допустимая температура более 180° С. Ниже наряду с новым обозначением классов электроизоляционных материалов по нагревостойкости приводятся соответствующие им старые обозначения.

В ГОСТ 8865—58 отмечается, что указанная классификация не является обязательной, так как предельно допустимые температуры могут быть окончательно установлены лишь на основании опыта эксплуатации или соответствующих испытаний.

Рассмотрим вкратце некоторые изоляционные материалы, применяемые в современном электромашиностроении по классам.