АВ-8000/6000У3 электродвигатель - Повышение надежности

В период капитальных ремонтов целесообразно выполнить реконструкцию отдельных узлов электродвигателя, что обеспечит более надежную и длительную работу и увеличит межремонтный период.

Усиление крепления лобовых частей обмотки статора.

Расчеты и исследования показали, что лобовые части обмотки статора мощных электродвигателей могут противостоять электродинамическим силам при жесткой и монолитной системе их крепления. Ниже рассматривается технология монолитной системы крепления лобовых частей ~ обмотки статора электродвигателей АВ-8000/6000У3.
Эти мероприятия выполняют в период полной перемотки обмотки статора. Смысл реконструкции заключается в заполнении формующимся материалом типа препрег возможных зазоров между стержнями обмотки в местах установки дистанционных распорок, между обмоткой и бандажными кольцами и между верхним и нижним рядами стержней (межслоевые прокладки) в местах их прилегания. Шнуровые бандажи из льнопенькового шнура заменяют бандажами из пропитанного лавсанового шнура. Формующийся материал и эпоксидный состав для пропитки лавсанового шнура имеют в своем составе связующие горячего отвердения. В результате последующей запечки лобовым частям обмотки придается монолитность и высокие вибрационные характеристики.
Для получения бандажа, плотно облегающего сопрягаемые детали, необходим эластичный шнур, усаживающийся при нагреве. Этим условиям удовлетворяет лавсановый шнур, усадка которого увеличивается с ростом температуры и достигает 6% при 120°С. Основные свойства шнуров для вязки бандажей по данным  приведены в табл. 3. Эластичный лавсановый шнур позволяет более плотно накладывать шнуровой бандаж. Пропитка лавсанового шнура эпоксидными составами горячего отвердения перед их установкой и последующая термообработка при температуре 100°С повышают механическую прочность бандажа на 50 — 60%.
Усадка лавсанового шнура после 2 ч выдержки при температуре 80°С составляет 1,5%; при 100°С  — 3,0; при 120°С  —  6,0; при 160°С —  13,0%.
Способность препрега формоваться по месту установки при температуре окружающего воздуха и низких давлениях позволяет избежать при укладке обмотки зазоров между стержнями и деталями крепления. После запечки прокладки прочно соединяются с сопрягаемыми поверхностями, способствуя созданию монолитной жесткой системы в лобовой части статорной обмотки.
Таблица 3

В качестве исходного материала используют препрег марки АП-70-151А (автомобильный полимер, 1970 г. разработки, 151-я рецептура) по ТУ 6-11-298-73 с разрушающим напряжением при растяжении не менее 900 кгс/см² (88,2 МПа), при статическом изгибе  —  не менее 1800 кгс/см² (176,4 МПа) и ударной вязкости не менее 70 кгс/см².
Срок гарантии препрега установлен заводами-изготовителями 3 мес со дня изготовления. По истечении указанного срока препрег перед применением подлежит испытанию и считается годным при соответствии всех показателей изложенным в технических условиях.
Механическая прочность препрега ниже, чем стеклотекстолита СТЭФ, но достаточна для применения в конструкции крепления лобовых частей мощных электродвигателей.
Эксплуатация электродвигателей АВ-8000/6000У3 в течение нескольких лет показала, что конструкция с применением новых материалов и технологических процессов обладает необходимой жесткостью, хорошо противостоит электродинамическим силам и исключает опасные вибрации элементов лобовых частей обмотки статора.
По опыту «Харьковэнергоремонта» для усиления крепления
бандажных колец дополнительно с каждой стороны статора устанавливается по пять кронштейнов из стеклотекстолита толщиной 25 мм.
Дистанционные распорки, выполненные из дерева, заменяют стеклотекстолитовыми размером 65X24 мм, не имеющими усадки.
На кронштейны укладывают полосы препрега. Такие же полосы препрега укладывают на места сопряжения плоскости кронштейнов с бандажными кольцами.
На оба бандажные кольца (внутреннее и наружное) накладывают сверху (по внутренней стороне) один слой препрега толщиной 3 мм, завернутого в стеклоткань, пропитанную лаком ЭР 1-30. Эту полоску бандажируют к кольцам стеклолентой вразбежку.
При укладке стержней дистанционные распорки в лобовых частях перед установкой изолируют препрегом и пропитанной лаком ЭР 1-30 стеклотканью. Каждая дистанционная распорка подбирается по толщине таким образом, чтобы она, обвернутая слоем препрега и стеклоткани, плотно входила в зазор между стержнями (рис. 33).

Рис. 33. Установка дистанционных распорок и шнуровых бандажей лобовых частей обмотки статора.
1  —  стержень; 2  —  поперечные нити бандажа; 3  —  продольные нити бандажа; 4  —  препрег; 5  — дистанционная распорка; 6  —  пропитанная стеклоткань.
Бандаж накладывают шнуром, сложенным в две нити. Используемый для бандажей лавсановый шнур предварительно пропитывают эпоксидным составом. Рецептура эпоксидных составов приведена в приложении 3. Шнур сушат после пропитки на воздухе не менее 24 ч.

Работы с препрегом, эпоксидным составом и пропитанным лавсановым шнуром выполняют в перчатках из хлопчатобумажного трикотажного полотна. После работы руки моют теплой водой с мылом.
Сначала накладывают поперечные нити бандажа, а затем продольные. Количество поперечных нитей определяется шириной распорки, а продольных  —  зазором между соседними стержнями. Усилие утяжки должно быть максимально возможным. После укладки нижнего слоя стержней устанавливают клинья на выходе из паза, предварительно обвернув их препрегом, и бандажируют их стеклолентой. Взамен набора заводских дуговых прокладок из электрокартона чередуются слои препрега и стеклотекстолита. Аналогично нижним укладывают верхние стержни.

Рис. 34. Опрессовка пазовой части обмотки статора.
1  —  активная сталь статора; 2  — стержень верхний; 3  — стержень нижний; 4  —
прокладка; 5  —  планка; 6  —  кольцо; 7  —  винт M20.

После укладки и пайки обмотки устанавливают приспособление для опрессовки обмотки в расточке статора (рис. 34). Под планки на стержни прокладывают по одной подклиновой прокладке толщиной 0,5 — 1,0 мм и слегка подтягивают болты. При этом следят за тем, чтобы кольца не касались расточки статора и располагались концентрично. Во избежание соприкосновения колец приспособления с расточкой статора между ними устанавливают прокладки необходимой толщины в нескольких местах равномерно по окружности.
Все фазы статора соединяют последовательно и в течение 3 — 4 ч прогревают обмотку постоянным током, равным номинальному, до температуры 90 — 100°С на поверхности изоляции в лобовых частях, затем отключают ток и опрессовывают обмотку одновременно с обеих сторон расточки, попеременно подтягивая четыре болта, лежащие в плоскости, проходящей через ось вала электродвигателя, т. е. расположенные диаметрально противоположно один относительно другого. Для обеспечения требуемого усилия опрессовки к головке болта необходимо приложить крутящий момент около 10 кгс-м (98 Н-м). После опрессовки обмотку охлаждают до температуры 40°С, убирают приспособление для опрессовки и заклинивают пазы. Во избежание выпадания крайние клинья и прокладки смазывают клеем № 88-Н.
Для обеспечения большей динамической стойкости и механической прочности головки закрепляют между собой бандажами из стеклолавсанового шнура ШСЛ диаметром 10 мм. Шнур ШСЛ имеет сердечник из стеклянных нитей и лавсановую оболочку, тем самым сочетая нагревостойкость стеклошнура с усадкой лавсана при запечке.
После окончания работ,  связанных с применением препрега и лавсанового шнура, обмотку запекают с помощью электрокалориферной установки (рис. 35), контролируя температуры пазовой части приборами штатного термоконтроля, а лобовых частей  —  временно установленными термопарами.

Рис. 35. Схема запечки реконструированного крепления обмотки статора с применением препрега.
I  —  статор; 2  —  конус распределительный: 3  —  секции калорифера; 4  —  вентилятор.
Перед термообработкой проверяют отсутствие в обмотке посторонних предметов, тщательность заполнения препрегом зазоров между стержнями обмотки и бандажными кольцами, между стержнями и межслойными дугами. Проверяют плотность установки дистанционных распорок: распорки не должны перемещаться в зазорах между стержнями от усилия руки. Проверяют качество наложения бандажей из лавсанового шнура. Каждый виток бандажа должен быть уложен без нахлеста витков со стороны расточки статора. Проверяют отсутствие излишков препрега в зазорах между стержнями.
Термопары устанавливают в лобовых частях обмотки с обеих сторон в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
С одного торца электродвигателя устанавливают электрокалорнферную установку, а другой торец закрывают заглушкой. Закрывают люки, обеспечивающие доступ к гидравлическим соединениям системы водяного охлаждения статора. Стыковочный переход от электрокалорифера до торца статора изготавливают из алюминиевой проволоки, образующей конусный каркас, на который накладывают несколько слоев асботкани.
В стыковочном переходе могут быть размещены регулировочные щитки для выравнивания температуры нагрева обмотки по окружности. Устанавливают дополнительную термопару для контроля температуры поступающего после калорифера в статор горячего воздуха. Контроль работы вентилятора калорифера осуществляется звуковой и световой сигнализацией.
Температура лобовых частей регулируется отключением секций калорифера, изменением расхода воздуха на всосе вентилятора или напряжения с помощью устройства РПН на трансформаторе собственных нужд, от которого питается электрокалориферная установка.
Ремонтная площадка должна быть оборудована средствами пожаротушения. Дежурный персонал в период запечки должен вести запись показаний приборов термоконтроля. Запечку выполняют при температуре 100± ±5°С в течение 24 ч.
После запечки и остывания проверяют отсутствие незалеченных (сырых) мест препрега и лавсанового шнура; при обнаружении незалеченных мест запечку повторяют.