Загальні відомості про обмотування
Обмотка електричної машини є її основною частиною. Надійність машин, головним чином, визначається якістю обмоток. Тому до них пред'являються високі вимоги електричної та механічної міцності, вологостійкості та нагрівальностійкості.
Обмоткою електричної машини є система провідників, з'єднаних між собою за певною схемою та вкладених у пази осердя. Обмотка складається з витків, котушок та котушкових груп, провідники яких ізолюють від корпусу машини корпусною ізоляцією та між собою міжвітковою ізоляцією.
Виток обмотки складається з двох послідовно з'єднаних між собою провідників, покладених у два пази сердечника. Число витків обмотки визначається залежно від номінальної напруги машини, а площа їх перерізу від потужності машини.
Котушка обмотки є кілька послідовно з'єднаних витків і покладених відповідними сторонами в два пази сердечника. Ті частини котушки, що лежать у пазах сердечника, називають пазовими (активними), а розташовані поза пазами — лобовими частинами котушок. Котушки можуть бути м'якими (намотаними з ізольованого дроту круглого перерізу) або жорсткими (намотаними або зігнутими з дротів прямокутного перерізу).
Котушкова група складається з кількох послідовно з'єднаних котушок однієї фази, розташованих у сусідніх пазах сердечника.
Для обмоток застосовують дроти, виготовлені з електротехнічної відпаленої червоної міді ММ (мідна м'яка) та МТ (мідна тверда). Проводи ізолюють бавовняною пряжею, лаками, скловолокном та ін. Найчастіше застосовують мідні дроти, вкриті емалевою ізоляцією. Наприклад, дроти: ПЕЛ - емальовані лаком на олійній основі, ПЕЛБО - емальовані олійним лаком і покриті одним шаромниток із бавовняної пряжі, ПЕЛЛО — ізольований масляним лаком та одним шаром лавсанових ниток. Застосовуються також обмотувальні алюмінієві дроти марок АПВ, АП БД, ПЕТВА та ін.
В якості пазової ізоляції та прокладок застосовують електроізоляційні картон (марок ЕВ, ЕВС, ЕВТ) та лакоткані.
Для захисту обмоток від механічних пошкоджень найчастіше використовують бавовняні стрічки, плівкові матеріали (мелінекс та ін), склострічку.
Для просочення виготовлених обмоток використовують різні лаки на основі смол, бітумів, висихаючих масел і т. д. Так, для просочення обмоток застосовують масляно-бітумні лаки, наприклад, БТ-987 (колишній № 447). Вони створюють міцність, підвищують вологостійкість та теплопровідність обмоток.
Покривні лаки БТ-95 (масляно-бітумний) та КФ-95 (масляно-смоляний) створюють на поверхні обмоток захисні вологостійкі, маслостійкі та термостійкі покриття.
Після ремонту обмотки електричних машин покривають емаллю для підвищення вологостійкості або маслостійкості обмотки. Для цього використовують різновиди емалі ГФ-92ХС (гліфталемасляна), які добре цементують обмотку, підвищують її механічну міцність.
Обмотки електричних машин поділяються на петлеві, хвильові та комбіновані. Найбільшого поширення у статорних обмотках набули петлеві обмотки, а фазних обмотках асинхронних машин — хвильові. Комбіновані обмотки, що складаються з елементів петлевих та хвильових обмоток, застосовуються найчастіше для якорів електричних машин постійного струму.
За способом виконання обмотки електричних машин поділяють на всипні та протяжні. Всипні обмотки виконують при намотуванні із напівзакритими пазами, протяжну обмотку — із закритими пазами. Способи укладання обмотки в пази залежать від форми пазів (мал.102).
Закриті пази використовують у фазних та короткозамкнених роторах асинхронних двигунів. Провід в пази вставляють з торця сердечника (рис. 102 а). Напівзакриті пази - в статоpax машин змінного струму потужністю до 100 кВт і роторах і якорях машин потужністю до 15 кВт: проводи круглого перерізу всипають по одному через вузький проріз паза (рис. 102, (5).
Напіввідкриті пази застосовують також у статорах машин змінного струму потужністю 120 - 400 кВт: у пази вкладають жорсткі котушки, розділені в кожному шарі на дві (рис. 102, в).
Відкриті пази використовують у якорях машин постійного струму потужністю понад 200 кВт, роторах асинхронних машин потужністю до 100 кВт та статорах асинхронних (потужністю понад 400 кВт) та великих синхронних машинах. У пази вкладають жорсткі котушки з утриманням їх клинами з дерева чи інших ізоляційних матеріалів (рис. 102 г).
За способом заповнення пазів обмотки електричних машин можуть бути одношаровими та двошаровими. При одношаровій обмотці сторона котушки займає весь паз за його висотою, а при двошаровій - лише половину паза, тоді як іншу половину цього паза заповнює відповідний бік іншої котушки.
Роль міжвиткової ізоляції грає ізоляція самого дроту. Ізоляція, що відокремлює дроти обмотки від корпусу, співається корпусний. Її конструкція залежить від форми паза та напруги машин і може бути гільзовою або безперервною. Гільзова ізоляція складається з кількох шарів ізоляційного матеріалу, покладених у напівзакриті пази перед укладанням обмотки. При напіввідкритих і відкритих формах паз прямолінійну частину проводів або котушок з гільзовою ізоляцією обгортають кількома шарами.ізоляційний матеріал. Шари обмоток та лобові частини скріплюють ізоляційними стрічками.
Обмотки машин напругою вище 1000 В виконують із безперервною ізоляцією, обраною залежно від класу нагрівальностійкості. Кількість шарів визначається робочою напругою машини.
Іноді при ремонті обмоток електричних машин доводиться використовувати наявні дроти замість відсутніх дротів необхідних марок і перерізів. У цьому випадку намотування котушок замість одного проводу проводять двома і більше паралельними проводами, сумарний переріз яких еквівалентний розрахунковому перерізу.
Коефіцієнт заповнення паза проводами має бути в межах 0,7 - 0,75. При коефіцієнті більше 0,75 укладання проводів буде скрутним, а при коефіцієнті менше 0,7 — дроти вільно розмістяться в пазах, але не буде використано потужність двигуна.
Ремонт обмоток проводить обмотувач на обмотувальних ділянках ЕРЦ, які мають готові елементи обмоток, які отримують із заводів-виробників або виготовляються силами ЕРЦ. Після визначення характеру несправності обмоток приступають до їхнього ремонту.