- КОНСТРУКЦИЯ СЕРДЕЧНИКОВ СТАТОРОВ СИНХРОННЫХ И АСИНХРОННЫХ МАШИН
Листы, из которых шихтуют (собирают) сердечники статоров асинхронных и синхронных машин при наружном диаметре сердечников до 990 мм, штампуют (вырубают) из листов электротехнической стали в виде колец (рис. 1).
Рис. 1. Крепление кольцевой штамповки листа к ребру станины.
1 — лист (кольцо) активной стали; 2 — пазы для укладки обмотки; 3 — полукруглые выступы шпонки; 4 — ребро станины.
Сердечники диаметром свыше 990 мм шихтуют из листов, отштампованных по форме сегмента, наружный диаметр которого равен наружному диаметру сердечника, а внутренний—диаметру центрального отверстия сердечника, условно называемого расточкой статора (рис. 2). Это объясняется тем, что стандартные листы электротехнической стали имеют максимальную ширину 1 000 мм, что не позволяет вырубать из них кольца диаметром более 090 мм.
Рис. 2. Лист (сегмент) активной стали сердечника статора диаметром свыше 990 мм при шихтовке со сдвигом стыков на 72 сегмента. а — при сборке на клинья; б — при сборке на шпильки.
Но в электрических машинах, изготовленных иностранными фирмами, иногда встречаются собранные из колец сердечники с наружным диаметром несколько больше 1 м.
По внутреннему диаметру колец или сегментов штампуют пазы требуемой формы для размещения в них обмотки статора. При открытом пазе в его верхней части предусматривают треугольные канавки для клиньев, удерживающих обмотку в пазу.
В зависимости от способа крепления листов стали в станине по их наружному диаметру отштамповывают пазы, имеющие форму ласточкина хвоста, полуоткрытых отверстий или иную /(рис. 2 и 3).
В сердечнике различают часть, занятую зубцами,— зубцовую зону и остальную часть — спинку сердечника.
При наружном диаметре сердечника до 493 мм (машины относятся к категории малой мощности) сердечники набирают из кольцевых вырубок, насаживая их на внутреннюю цилиндрическую оправку диаметром, равным диаметру расточки статора.
Для предотвращения деформации (распушовки) относительно тонких и невысоких зубцов крайние торцевые листы сердечника штампуют из утолщенных листов стали или попарно сваривают точечной сваркой. Применяют также выдавливание канавок при штамповке торцевых листов, что увеличивает жесткость зубцов.
Сердечники машин малой мощности затем прессуют и заливают в форме алюминием или алюминиевым сплавом. Заливка захватывает частично торцы сердечника, и после остывания, удаления формы и оправки, сердечник оказывается закрепленным в алюминиевой оболочке.
Рис. 3. Лист (сегмент) активной стали с четырьмя фиксирующими пазами и иечетиььм числом пазов. а — вид сегмента; б — шихтовка листов со сдвигом стыков на 1/3 сегмента.
Эта оболочка не только скрепляет сердечник, ,но и является корпусом электрической машины. Перешихтовка сердечников таких машин практически невозможна и экономически нецелесообразна.
Другой способ сборки сердечников машин малой мощности заключается в том, что ;кольцевые вырубки набирают на внутреннюю оправку, прессуют и после этого скрепляют по наружному диаметру скобами, приваренными к торцам сердечника, а в некоторых случаях также в нескольких местах к наружной (боковой) поверхности сердечника.
После укладки обмотки и пропитки ее лаком сердечник запрессовывают в стальную или чугунную станину — корпус.
Перешихтовка таких сердечников технически затруднена из-за сложности выемки сердечника из корпуса, необходимости удаления всех сварных швов, остатков сварки с листов и выполняется только при крайней производственной необходимости (электродвигатели специальные, встроенные и т. п.). Местный ремонт сердечника возможен.
При указанном способе шихтовки сердечника «а внутреннюю оправку поверхность расточки получается ровной, без выступания отдельных листов стали и не нуждается в последующей механической обработке.
Рис. 4. Крепление сердечника статора нажимными шайбами и запорными шпонками.
1 — нажимной палец; 2 — ребро станины; 3 — нажимная шайба; 4 — запорная шпонка.
Сердечники диаметром от 493 до 990 мм набирают из колец, укладывая их плотной посадкой в расточенный по второму классу точности корпус или обработанные ребра корпуса, и запрессовывают между двумя нажимными шайбами или, как их называют у более крупных машин, нажимными кольцами (рис. 4). Эти шайбы закрепляются в станине сваркой или запорными шпонками, которые приваривают к корпусу.
Нажимная шайба передает усилие сжатия на сердечник через нажимные пальцы — дистанционные стальные пластинки, приваренные точечной сваркой или расклепанные благодаря особым в них выступам к крайним листам сердечника. Нажимные пальцы могут быть различной формы; они сохраняют прессовку в зубцовой зоне сердечника.
Для более эффективного отвода тепла от сердечника и обмотки статора при так называемой радиальной системе вентиляции, сердечник разделяют по длине на отдельные пакеты, между которыми образуются вентиляционные радиальные каналы. Ширина пакета обычно не превосходит 50—60 мм. Крайние торцевые пакеты, находящиеся в лучших условиях охлаждения, могут выполняться более широкими (рис. 4).
Радиальный канал образуется путем установки между пакетами листов стали с дистанционными распорками — ветреницами, которые по конструкции и способу приварки аналогичны нажимным пальцам (рис. 5).
Ширина радиального канала равна высоте ветрениц и составляет обычно 10 мм. Виды сечений ветрениц приведены на рис. 6.
При аксиальной системе вентиляции в листах активной стали выштамповывают симметрично расположенные по окружности отверстия; сердечник не подразделяется на пакеты (си. рис. 10, поз. 1).
Предохранение сердечника от проворачивания обеспечивают с помощью полукруглых (см. рис. 1) или плоских шпонок, образуемых выступами по наружному диаметру каждого листа активной стали. Они воспринимают полный вращающий момент, который при коротком замыкании может превышать номинальный в 12—16 раз.
Рис. 5. Нажимные пальцы и ветреницы сердечника. а — нажимные пальцы, приваренные к крайнему листу стали; б — ветреницы.
В некоторых конструкциях сердечник может быть приварен по наружному диаметру к продольным ребрам станины. В этом случае его перешихтовка значительно усложняется из-за необходимости удаления всех сварных швов, остатков сварки с листов и проверки продольных ребер станины.
Рис. 6. Виды сечений ветрениц.
Перешихтовывают сердечники, относящиеся к категории средних машин, редко и только в случае очевидной экономической целесообразности; местные же ремонты выполняются сравнительно часто.
Сердечники статоров с наружным диаметром более 990 мм шихтуют из сегментов и относят к крупным электрическим машинам.
Следует отметить, что деление электрических машин на малые, средние и крупные является условным. Два предприятия могут относить машины одних и тех же габаритов к различным категориям. В практике ремонта электрических машин такое деление в зависимости от способа сборни и крепления сердечника в станине по- своему оправдано.
В связи с тем, что для крупных электрических машин ремонт сердечников статоров с перешихтовкой — операция, встречаемая часто, и, как правило, экономически оправданная, остановимся несколько (подробнее на конструктивных особенностях крепления таких сердечников.
Рис. 7. Крепление листов сердечника клиньями-рёбрами и стяжными шпильками.
1 — сердечник; 2 — стяжная шпилька; 3 — клин-ребро; 4 — угольник;
5 — нажимной палец, приваренный к нажимному кольцу; 6 — нажимное кольцо.
При шихтовке сердечников статоров сегментами различают три основных способа крепления листов активной стали в станине:
посредством клиньев-ребер и стяжных шпилек;
с помощью клиньев «ласточкин хвост» и запорных шпонок;
на сборочных шпильках, которые одновременно являются и стяжными.
