4. 1. 2 Воздушный зазор между статором и ротором

4.1.2 Воздушный зазор между статором и ротором

асинхронный двигатель массивный ротор Ротор этого двигателя представляет собой сплошной ферромагнитный цилиндр (рис. 1). Такой ротор играет одновременно роли магнитопровода и токопровода.

5.3.1 Воздушный зазор

Магнитное напряжение воздушного зазора на один полюс где: kд — коэффициент воздушного зазора, учитывающий влияние зубчатости статора и ротора на магнитное сопротивление. где: kд1 и kд2 — коэффициенты.

2.1 Воздушный зазор под главным полюсом

2.1.1 Величина воздушного зазора под главным полюсом , ,м. 2.1.2 Полюсное деление ,м. 2.1.3 Ширина полюсного наконечника ,м. 2.1.4 Коэффициент воздушного зазора , где м — ширина шлица паза, 2.1.5 Уточнение величины воздушного зазора ,м. Принимаем ,м. 2.1.

2.5 Зазор между полюсом и станиной

2.5.1 Магнитный поток в зазоре между станиной и полюсом , Вб. 2.5.2 Площадь сечения зазора между станиной и полюсом , м2. 2.5.3 Магнитная индукция в воздушном зазоре между главным полюсом и станиной , Тл. 2.5.4 Напряженность магнитного поля в зазоре.

2. Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

1.10 Выбор изоляции между слоями обмоток и между обмотками

При расчете и изготовлении маломощных трансформаторов с напряжениями обмоток до 300 В толщина изоляции между обмотками выбирается в пределах 0,3 — 0,5 мм. Из таблицы 2.8 [1] выбираем материал изоляции. Толщине 0,3 — 0.

1.3 Немагнитный зазор

Относительное значение индуктивного сопротивления пазового рассеяния: (1.28) где ?????????????Вб*м) — магнитная проницаемость вакуума; k???????????коэффициент.

2.1 Устройство асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Двигатель состоит из неподвижной (статора) и вращающейся (ротора) частей. Основными деталями статора являются корпус и сердечник с обмоткой. Корпус отливают из алюминия (для маломощных двигателей) или из чугуна.

2.5 Ремонт асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

При текущем ремонте электрических машин производятся следующие работы: проверка степени нагрева корпуса и подшипников, равномерности воздушного зазора между статором и ротором.

5.1 Воздушный зазор

5.1.1 Расчетная площадь поперечного сечения воздушного зазора (11.60) Sб=бф(?1+2б)=0,66•342,8(401,6+2•0,43)=91056 мм2. 5.1.2 Уточненное значение магнитной индукции в воздушном зазоре (11.61) Вб=Ф•106/Sб=0,072•106/91056=0,79 Тл. 5.1.3 Коэффициент.

5.7 Воздушный зазор в стыке полюса

5.7.1 Зазор в стыке (11.108) бп2=2?п•10-4+0,1=2•475•10-4+0,1=0,195 мм. 5.7.2 МДС для зазора в стыке между сердечником полюса и полюсным наконечником (11.109) Fп2=0,8бп2Вп•103=0,8•0,195•1,53•103=239 А. 5.7.3 Суммарная МДС для полюса и спинки ротора (11.170) Fпс=Fп+Fс2+Fп2+Fз2=40+30+239+26=335 А.

5.2.2Фильтр воздушный

Для очистки всасываемого компрессорами воздуха от механических примесей у каждого компрессора установлены фильтры, имеющие 1 ячейку типа ФЯР с фильтрующей поверхностью 0,22 м2. При загрязнении фильтров и повышении их сопротивления до 500Па(50 мм.

2.5 Воздушный тракт

Таблица№14. Рассчитываемая величина В окружающей среде Перед дутьевым вентилятором Температура воздуха , oC 20 30 Действительная плотность воздуха , кг/м3 1,208 1,165 Действительный расход воздуха, м3/ч — 8902 Рис. 9.

2.1 Воздушный зазор под главным полюсом

Величина воздушного зазора под главным полюсом , ,м. Полюсное деление ,м. Ширина полюсного наконечника ,м. Коэффициент воздушного зазора , где м — ширина шлица паза, Уточнение величины воздушного зазора ,м. Принимаем ,м.

2.5 Зазор между полюсом и станиной

Магнитный поток в зазоре между станиной и полюсом , Вб. Площадь сечения зазора между станиной и полюсом , м2. Магнитная индукция в воздушном зазоре между главным полюсом и станиной , Тл. Напряженность магнитного поля в зазоре ,А/м ,А/м.

ВОЗДУШНЫЙ ЗАЗОР МЕЖДУ РОТОРОМ И СТАТОРОМ РЕМОНТИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

В процессе разборки замеряют воздушный зазор ремонтируемого электродвигателя. Замеренный воздушный зазор сравнивают с каталожными данными ремонтной документации. Если такие сведения отсутствуют, о допустимости зазора можно судить по ориентировочным данным в таблице.

Воздушные зазоры у асинхронных электродвигателей.

Если позволяет конструкция, воздушный зазор замеряют до разборки с каждой стороны электродвигателя в трех — четырех точках через отверстия в торцах щитов. Среднее значение зазора вычисляют как среднеарифметическую произведенных замеров. Особое внимание обращают на замеры зазоров у асинхронных машин. Увеличение воздушного зазора приводит к уменьшению коэффициента мощности cos ф, кпд и мощности машины.
Асинхронные двигатели с зазором, увеличенным более чем на 25%, в ремонт не принимают. Чтобы поднять коэффициент мощности при перемотке двигателей с увеличенным зазором, изменяют обмоточные данные.

Если машина не имеет отверстий в щитах, зазоры измеряют после разборки. Ротор укладывают на внутреннюю поверхность статора и замеряют зазор Q 1 в верхней точке. Затем ротор поворачивают на 90° и вновь замеряют зазор Q 2 в верхней точке. Средняя величина рассчитывается по формуле:

Контроль воздушного зазора

Воздушный зазор – зазор между статором и ротором (индуктором и якорем) играет важную роль в электрических машинах. Его величина и равномерность распределения по расточке статора оказывают большое влияние на основные энергетические показатели машин и ряд других показателей, в том числе на вибрацию, шум, нагрев.

Изменение воздушного зазора вследствие эксплуатационного износа выражается в его равномерном или неравномерном увеличении по расточке статора в машинах переменного тока или под полюсами в машинах постоянного тока.

Повышенный воздушный зазор снижает коэффициент полезного действия машин, увеличивает ток холостого хода.

Неравномерность воздушного зазора вызывает искажение магнитного поля машины. В асинхронных электродвигателях в результате этого увеличивается вибрация и шум. В машинах постоянного тока, кроме того, может ухудшаться коммутация, что приводит к усилению искрения щеток. Особенно ощутимое влияние на качество коммутации имеет воздушный зазор между якорем и дополнительными полюсами. Кроме того, изменение воздушного зазора под этими полюсами влияет на величину тока в коммутирующей секции обмотки якоря. При увеличении этого тока обмотка якоря и щеточный аппарат перегреваются.

В судовых электрических машинах постоянного тока мощностью до 50 кВт величина воздушного зазора составляет от 0,7 до 3,0 мм; при большей мощности – до 10 мм. В синхронных генераторах его величина обычно от 3 до 15 мм, в асинхронных электродвигателях – от 0,25 до 1,5 мм.

Допустимые отклонения величин воздушных зазоров судовых электрических машин приведен в таблице 10.7 [12].

Таблица 10.7 — Допустимые отклонения величины воздушного зазора в судовых электрических машинах

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором имеют наименьший воздушный зазор по сравнению с машинами других видов. Поэтому даже небольшие по абсолютной величине изменения воздушного зазора оказывают существенное влияние на показатели этих машин. Повышение воздушного зазора асинхронных электродвигателей на каждый процент от номинальной величины вызывает увеличение тока холостого хода примерно на 0,6% и уменьшение коэффициента полезного действия на 0,3%. Измерение воздушного зазора в этих машинах требует высокой точности и составляет определенные трудности.

При отсутствии точных величин воздушного зазора асинхронных электродвигателей могут быть использованы ориентировочные данные таблицы 10.8 [10].

Вследствие малых величин воздушного зазора для асинхронных электродвигателей в некоторых случаях нормируется степень неравномерности воздушного зазора ε, которая определяется выражением:

где δmax, δmin – соответственно наибольшее и наименьшее значение зазора .

Таблица 10.8 — Допустимые значения воздушного зазора асинхронных

Проверка воздушного зазора электрических машин производится с помощью обычных пластинчатых шупов или специальных клиновых шупов (рисунок 10.37).

Для проверки воздушных зазоров, не превышающих 1 мм, применяются пластинчатые шупы с толщиной пластин от 0,03 до 1 мм и интервалом толщин 0,01 мм или больше в зависимости от номера набора пластин.

Шупы выпускаются промышленностью длиной 50, 100 и 200 мм. Регистрируемая величина измеряемого воздушного зазора соответствует толщине набора пластин шупа, который входит в воздушный зазор с некоторым усилием. Точность измерения воздушного зазора такими шупами составляет 0,01 мм.

Клиновые шупы применяются при проверке больших воздушных зазоров – в машинах постоянного тока и синхронных генераторах.

На поверхности острия клинового шупа (рисунок 10.37,а) нанесена шкала, по которой перемещается указатель делений. Острие шупа вводят в измеряемый воздушный зазор до упора и указатель перемещают по шкале до соприкосновения с торцевой поверхностью статора или ротора. Затем шуп, не изменяя положения указателя, вынимают из воздушного зазора и его измеренную величину считывают со шкалы против указателя. Точность измерения воздушного зазора такими шупами составляет 0,1мм.

Клиновые шупы с подвижным клином (рисунок 10.37,б) применяются при измерении зазоров величиной 10…20мм.

При проверке воздушного зазора машин, имеющих отверстия в корпусе и подшипниковых щитах, шуп вводится в воздушный зазор сквозь эти отверстия. При отсутствии таких отверстий величина воздушного зазора измеряется после снятия подшипниковых щитов. Для этого ротор ( якорь) опускают на поверхность расточки статора и измеряют в радиальном направлении расстояние между верхней точной точкой ротора (якоря) и поверхностью расточки статора. Затем ротор (якорь) поворачивают на 90° и измерение повторяют. Величину воздушного зазора рассчитывают как половину среднего значения измеренных таким образом величин.

При измерениях шуп должен вводиться в воздушный зазор параллельно оси машины и должен касаться поверхности статора (полюса) и ротора (якоря), не попадая на бандаж или в пазы сердечника.

Величину воздушного зазора в явнополюсных машинах проверяют под каждым полюсом, в неявнополюсных машинах в четырех-восьми точках. При небольшой длине сердечников ( до 300 мм) допускается измерять воздушный зазор с одного конца ротора (якоря), при большой длине эти измерения проводят с обоих концов.

При проверке воздушного зазора синхронных генераторов явнополюсного исполнения следует учитывать, что зазор под центром полюсного наконечника этих машин в 1,5…2 раза меньше, чем у краев. Такое выполнение полюсных наконечников обусловлено необходимостью обеспечения синусоидального распределения магнитной индукции в зазоре и, в конечном итоге, получения синусоидальной ЭДС в обмотке статора.

В машинах постоянного тока также предусмотрено некоторое увеличение воздушного зазора под краями главных полюсов. Это связано с необходимостью уменьшения искажения и ослабления магнитного поля машины действием реакции якоря.

В соответствии с рекомендациями предприятий-изготовителей проверка воздушного зазора электромашинных преобразователей, имеющих в своем составе, например, машины постоянного тока и синхронный генератор, производится следующим образом.

Для проверки зазора между статором и якорем выбирают на окружности статора произвольную точку, вводят шуп в зазор через окно щита и, проворачивая вручную якорь, измеряют величину зазора против указанной точки при разных положениях якоря.

Если результаты измерения будут отличаться друг от друга, то в положении якоря, при котором имеет место наименьший зазор, на поверхности якоря наносят метку, например мелом, против метки статора.

Затем измеряют зазор между статором и якорем в точке, соответствующей его метке, при четырех-шести различных положениях якоря. Углы поворота якоря при этой смене положений должны быть примерно одинаковыми.

Контрольная величина воздушного зазора определяется как среднее значение указанных измерений. Это величина не должна отличаться от номинальной, указываемой в ремонтной документации, более чем на 10%.

После этого проверяют зазор между полюсами и якорем. Для этого вводят шуп в люковое окно и, проворачивая вручную якорь, измеряют величину зазора между якорем и произвольно выбранным полюсом при нескольких положениях якоря. Так же, как и в предыдущем случае, на якоре наносят метку, соответствующую наименьшему результату измерений. Затем измеряют зазор между меткой якоря и каждым полюсом в двух-трех точках.

Контрольная величина воздушного зазора также определяется, как среднее значение указанных измерений, и не должна отличаться от номинальной более, чем на 10%.

Восстановление требуемых размеров воздушных зазоров в машинах постоянного тока производится установкой между станиной и сердечниками полюсов металлических прокладок.

В машинах с подшипниками скольжения изменение воздушного зазора может быть вызвано выработкой подшипниковых вкладышей. В этом случае производится замена вкладышей или их перезаливка .

Возможную причину изменения воздушного зазора асинхронных электродвигателей можно определить путем проведения повторных измерений зазора при нескольких положениях статора. Если измеренные величины зазора по окружности статора различаются между собой, но остаются неизменными при разных положениях ротора, то наиболее вероятными причинами изменения зазора являются повышенный износ подшипников, смещение подшипниковых щитов, деформация пакетов активного железа статора.

В том случае, если измеряемая величина зазора изменяется в зависимости от положения ротора, то причинами изменения воздушного зазора могут быть деформация ( искривление) вала ротора, деформация или повреждения пакетов его активного железа.

Для измерения осевого разбега ротора последний сдвигают в одну сторону до упора. С той же стороны крепят приспособление 2 (рисунок 10.38), на которое устанавливают индикатор 3 так, чтобы его наконечник упирался в торец 4 вала машины 1, а стрелка находилась против нулевого деления шкалы. Затем якорь смещают в сторону индикатора и по его показанию определяют значение осевого разбега, которое должно быть не менее 0,2 мм. Верхний предел разбега определяется конструкцией подшипника.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.004 с) .

Статор электродвигателя: проверка, перемотка. Зазор между ротором и статором электродвигателя

Различные разновидности электродвигателей применяются в современной бытовой и промышленной технике. Создавая небольшие самодельные электроприборы, мастера применяют чаще всего асинхронный тип мотора. Однако существуют и другие разновидности приводов, которые применяются на промышленных производствах. Во всех представленных механизмах есть ротор и статор электродвигателя .

Даже самые надежные конструкции со временем требуют обслуживания или ремонта. Поэтому каждый электрик, который работает с подобным оборудованием, должен знать правила проведения такой процедуры. Даже в домашних условиях можно выполнить перемотку и проверку статора, а также оценить зазор между ним и ротором.

Что собой представляет статор

Статор электродвигателя представляет собой неподвижный элемент механизма. Он является магнитоприводом и несущей конструкцией мотора. Двигатель постоянного тока имеет на статоре индуктор, а работающие от переменного тока агрегаты – рабочую обмотку.

Статор состоит из сердечника и станины. Последняя представляет собой корпус литого или сварного производства. Станину чаще всего создают из алюминия или чугуна. Сердечник имеет форму цилиндра. Его изготавливают из электротехнической стали. Листы материала сначала обжигают, а затем изолируют лаком. Внутри сердечника есть пазы. Они предназначены для укладки статорной обмотки. Это необходимо для ослабления вихревых токов. Обмотка статора состоит из ряда соединенных параллельно и изолированных жил.

Сердечник закреплен на станине при помощи стопорных винтов. Это препятствует его проворачиванию.

Обмотка

Обмотка статора создает магнитное поле вращающегося типа. При этом двигатель может иметь различное число катушек. Они соединяются между собой. Катушки устанавливаются в соответствующих пазах. Такая конструкция может состоять из одного или нескольких витков изолированных проводников.

Обмотка статора может иметь ряд отличий в разных типах моторов. Это в первую очередь касается ее изоляции. На этот параметр влияют величина напряжения при работе, форма и размер паза, предельная температура обмотки, а также ее тип.

Случается, в паз помещается не вся катушка, а только ее одна сторона. В этом случае обмотка называется однослойной. Если в паз установлены сразу две стороны катушки, то конструкция называется двухслойной. Материалом для статорной обмотки чаще всего выбирают медный провод круглого сечения.

Проверка и ремонт

После нескольких лет эксплуатации мастер должен проверять электромотор. Ремонт после проведенного осмотра может быть текущим или капитальным. Это повышает надежность работы мотора.

Капитальный ремонт подразумевает полную разборку конструкции. При этом ротор вынимается, чистится, а также производится проверка и осмотр статора. При необходимости мастер устраняет выявленные дефекты. Также после проведения всех осмотров, замены неисправных деталей мастер производит испытания работы оборудования.

В некоторых случаях не требуется полностью разбирать электромотор. Ремонт текущий предполагает лишь произвести чистку и обдувку статора при снятой задней крышке двигателя. В доступных местах производится осмотр обмоток.

Периодичность и тип ремонта зависит от условий эксплуатации оборудования. На это влияют загрязненность воздуха, температура окружающей среды, а также требования производителя. Капитальный ремонт чаще всего выполняют с периодичностью раз в 3-5 лет, а текущий – раз или два раза в год.

Стоит ли выполнять перемотку самостоятельно?

Ремонтируя статор асинхронного электродвигателя , который чаще всего сегодня применяется в бытовой и промышленной технике, недостаточно опытный мастер может столкнуться с рядом трудностей. В этом случае он может обратиться в сервисные службы, где специалисты за отдельную плату выполнят перемотку в соответствии со всеми правилами.

Обратиться к профессионалам следует в том случае, если у мастера нет даже минимального опыта в проведении ремонтных работ электродвигателя. Если нет достаточного количества времени и желания производить подобную процедуру самостоятельно, также следует доверить перемотку специалистам. В этом случае затраты будут определяться на основе мощности двигателя и количества его оборотов в минуту.

Перемотка электродвигателей, цена которой сегодня установлена сервисными центрами, обойдется около 2-4 тыс. руб. Однако для более мощных двигателей расценки значительно увеличиваются. Процедура может достигать 135 тыс. руб. за перемотку больших промышленных двигателей.

Разборка двигателя

Ремонт статора электродвигателя нужно начинать после отключения прибора от сети. Далее производится демонтаж прибора. В зависимости от типа и габаритов мотора, это можно сделать вручную или при помощи подъемного крана.

Статор требуется перед началом ремонта тщательно очистить от грязи, скопившейся на нем за годы эксплуатации. Для этого применяют специальные моющие растворы. Иногда требуется выполнить продувку под давлением. Для этого применяют то же оборудование, что и на автомойках.

Только после этого статор извлекается из корпуса. При помощи токарного станка (для промышленных двигателей) или зубила (для бытовых моторов) обрезается лобовой участок обмотки. Затем статор нагревают до 200ºС. Это позволит размягчить изоляцию и извлечь обмотку. Пазы тщательно очищаются.

Осмотр статора и его зазора между ротором

После снятия изоляционной полумуфты требуется замерять зазор между ротором и статором электродвигателя. На основе полученных данных вычисляют среднее расстояние. Отклонения показателей в обе стороны не должны составлять более 10%.

Если же зазор неравномерный, будет наблюдаться одностороннее притяжение ротора к статору. Вал и подшипники будут подвергаться повышенному напряжению. Параллельные ветви и фазы обмотки будут загружены неодинаково. Повысится шум, вибрация. Если это отклонение не устранить вовремя, ротор будет задевать статор. Двигатель выйдет из строя.

Далее осматривается сам корпус статора. Активная сталь должна иметь плотную прессовку. Также мастер должен оценить прочность установки в каналах распорок. Если прессовка недостаточно прочная, листы сердечника начинают вибрировать. Такой процесс приводит к разрушению изоляции между ними. В результате в двигателе определяется местный перегрев самой стали, а также обмотки.

Чтобы увеличить плотность листов стали, мастер должен забить гетинаксовые клинья или подложить кусочки слюды с лаком. Помимо этого при выполнении ремонта двигателя необходимо осматривать и другие механизмы (ротор, подшипники).

Перемотка статора

Определенного количества знаний и умений потребует перемотка электродвигателей. Цена такой процедуры достаточно высокая. Поэтому многие мастера решаются произвести всю операцию своими руками.

Для этого необходимо подготовить специальные шаблоны. На них будет наматываться катушка. При проведении размотки мастер должен запомнить (или сфотографировать) количество витков в каждой из них. Также требуется произвести замер длины и ширины образованного мотка.

Мастер может приобрести медный провод с точно таким же сечением, какое применялось в двигателе. Электромеханические характеристики изоляционного материала также должны быть идентичными. При желании мастер может задать новые показатели мощности и скорости вращения ротора. Для этого приобретается медный провод с другим сечением и техническими характеристиками.

Подготовка провода и пазов

Перемотка статора требует выполнения определенных подготовительных работ. В пазы необходимо вставить новые прокладки изоляции. Их вырезают из электротехнического материала с особыми показателями толщины, диэлектрической прочности и термостойкости. Требуемые параметры изоляционного материала можно установить при помощи справочника. Для этого необходимо знать основные параметры двигателя.

Далее необходимо просчитать необходимое количество витков обмотки и самого провода. Правильный тип обмотки можно определить согласно габаритам статора при помощи специальной справочной информации. Если мастер при размотке запомнил эти параметры, можно пропустить этот этап.

Намотка

После проведения всех подготовительных работ производится перемотка статора . В мастерских для этого применяется специальный намоточный станок. В нем установлен счетчик количества витков и специальные колодки. Они придают виткам требуемую форму. В домашних условиях можно создать подобные колодки самостоятельно.

Работу выполняют на столе, покрытом мягкой тканью. Это позволит избежать повреждения изоляционного лака. Моток нужно продеть внутрь статора. Далее укладывают провод в пазы, поддевая их поочередно через специальный зазор.

Направлять провода можно при помощи деревянного инструмента, похожего на тупой нож. После укладки катушечной группы, ее обвязывают и вставляют прокладку. Систему фиксируют при помощи специального колка, который вбивают по всей длине паза. Далее такие же действия производят со следующей катушечной группой.

Завершение обмотки

Статор электродвигателя требует также правильного завершения ремонтных работ. Между мотками необходимо вставить межкатушечные изоляционные прокладки. Они выглядят как полосы из специального материала. Далее необходимо обвязать тыльную часть статора специальной веревкой. Ее продевают крючком через петли.

Формируют лобные части катушки. Ее заливают лаком и сушат при нагреве до 150ºС несколько часов. Проверка осуществляется после полного высыхания двигателя. Перед этим нужно проверить также сопротивление между обмотками и корпусом.

Рассмотрев, что собой представляет статор электродвигателя , а также его особенности, каждый мастер может произвести обслуживание и ремонт подобного оборудования.