ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ
1. ИСПОЛНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН
При изготовлении электрических машин в тропическом или морском тропическом исполнении следует применять тропикоустойчивые конструкционные металлы и сплавы или защищать черные и цветные металлы специальными антикоррозионными покрытиями. В связи с низкой коррозионной стойкостью силумина к воздействию морской воды недопустимо его применение для корпусов машин исполнения ТМ, устанавливаемых на открытой палубе. Наблюдались случаи, когда после нескольких рейсов в тропики силумин разрушался полностью. По этой же причине не рекомендуется применять в машинах исполнения ТМ крылатки вентиляторов из силумина. Лучше для этих целей применять крылатки из стали с соответствующими защитными покрытиями или, что подходит и для танкеров, крылатки из литьевой пластмассы (например, поликарбоната или пентопласта). Для электрических машин, устанавливаемых на танкерах, можно также рекомендовать крылатки из некоторых бронз или латуней.
Пластины коллекторов электрических машин тропических исполнений следует изготовлять из твердотянутой коллекторной меди, а контактные кольца — из меди марки М-1. Контактные кольца для турбогенераторов и других быстроходных электрических синхронных машин допускается изготовлять из стали. Если требуется повышенная стойкость к износу, для коллекторов и контактных колец следует применять кадмиевую медь. Допускается изготовление контактных колец из бронзы марки БрАЖМц Н6-2-1-1.
Подшипниковые щиты из алюминиевого сплава электрических машин северного исполнения категорий А и Н должны иметь армированную стальную втулку для посадки подшипников.
Алюминий в качестве проводникового материала в машинах исполнений Т и ТМ допускается только в короткозамкнутых роторах асинхронных двигателей с надежным лакокрасочным покрытием. В машинах исполнений ТС и ХЛ можно применять и обмоточные провода из алюминия.
Допускается применение стандартных, проверенных в эксплуатации щеток из угля, графита или металла и графита. При этом рекомендуются щетки сажевые марок ЭГ-74, МГ-64 и 611-М.
В конструкциях электрических машин исполнений Т и ТМ не следует применять невлагостойкие, гигроскопические электроизоляционные материалы —хлопчатобумажные и шелковые, электрокартон, пластмассы с древесным наполнителем. Эти материалы могут быть применены только в том случае, если они полностью залиты термореактивными компаундами. В машинах исполнения ХЛ эти материалы допускаются. Для исполнений Т, ТС и ТМ не следует применять также невлагостойкие покровные электроизоляционные эмали воздушной сушки типов ГФ-92-ХС и ГФ-92-ХК.
Рекомендуется широкое применение стеклослюдяной изоляции, обладающей в сочетании с правильно выбранным лаком высокими влагостойкостью и нагревостойкостью. Особой надежностью обладают новые системы изоляции на основе слюдинитовых и слюдопластовых материалов с применением полиэфирных и эпоксидных смол.
Требования применения слюдяной изоляции для ответственных машин морского исполнения имеются в ряде правил классификационных обществ, например, английском Ллойде [Л. 21].
Для предотвращения увлажнения изоляции в неработающей машине исполнения Т или ТМ следует в корпусе ее встраивать электрические подогреватели, включающиеся при выключении машины.
Наличие подогревателей даже для обычных машин морского исполнения предусматривается различными классификационными обществами в той или иной форме. Например, в правилах французского и норвежского бюро Веритас сказано, что генераторы и двигатели должны быть снабжены эффективно действующими устройствами, препятствующими появлению влаги во время продолжительных нерабочих периодов (остановок); при этом конструкция указанных устройств не оговаривается. По правилам германского Ллойда для машин напряжения свыше 500 в предусмотрены подогревательные устройства.
По английскому Ллойду [Л. 20] у электродвигателей мощностью 500 л. с. и более и генераторов мощностью 400 квт и более должны предусматриваться устройства для подогрева обмоток для предотвращения конденсации паров воды при стоянке. Предусмотрены не только электрические, но и паровые подогреватели. В случае парового подогрева обогревательные трубки не должны иметь соединений в пределах внутренней части машины. Мощность генераторов, для которых следует применять подогреватели, снижена по сравнению с ранее принятой (500 квт) [Л. 24].
Наличие подогревателей предусмотрено также японскими электромашиностроителями. Например, на теплоходе «Люботин» японского производства установлены генераторы мощностью 350 ква с подогревателями мощностью 600 вт (0,17% мощности генератора).
По правилам Регистра СССР только главные генераторы и гребные электродвигатели должны оборудоваться электрогрелками для поддержания температуры во время стоянки судна на 3—5° С выше температуры окружающей среды. Мощность указанных электрических машин не оговаривается.
Для морского тропического электрооборудования рекомендуется во всех электрических машинах мощностью 200 квт и выше, а также в ответственных электрических 'машинах и всех машинах, находящихся на палубе, устанавливать электрические подогреватели.
Мощность подогревателей определяется объемом воздуха и поверхностью машин, а также количеством и размерами металлических деталей, воспринимающих тепло и отводящих его наружу. Достаточным является нагревание машины всего лишь на несколько градусов выше температуры окружающего воздуха на месте установки ее.
Подогреватели должны размещаться в машине так, чтобы они были легко доступны и воздух мог легко циркулировать вокруг них.
Нагретый воздух должен равномерно обогревать все части обмотки и не оказывать вредного влияния на смазку машины.
Обогревательный элемент должен быть изготовлен из коррозионностойкого материала и иметь как можно большую поверхность. Желательно, чтобы нагревательные элементы автоматически включались три отключении машины.
Устройство подогревателей предусматривается в ряде случаев и в машинах пополнения ХЛ. Во время остановки коллекторных машин исполнения ХЛ категорий Н и А на коллекторе может образовываться иней, который перед запуском машины следует удалять путем протирки ветошью, смоченной в спирте. В машинах, где протирка ветошью невозможна, предусматриваются встроенные подогреватели, расположенные вблизи коллектора, которые включаются перед запуском машины и очищают коллектор от инея и влаги. Концы подогревателей выводятся на доску зажимов. Если подогреватель для коллектора расположить конструктивно невозможно, то район коллектора должен обогреваться горячим воздухом, для чего конструкция машины должна обеспечивать присоединение специальных патрубков для подвода его.
Условия работы обслуживающего персонала в тропической зоне чрезвычайно тяжелы, главным образом из-за повышенной температуры воздуха, особенно внутри судна. Поэтому конструктор электрической машины должен предусмотреть максимальные удобства для эксплуатации. Это, в частности, относится и к конструкции смазочного узла.
Рекомендуется в машинах исполнений Т и ТМ применять специальные устройства для смазывания подшипников консистентными антифрикционными ом зеками (так называемые штауферы).
В мелких электрических машинах исполнении Т и ТМ (до 600 вт) для залов рекомендуется применять нержавеющую сталь марки 3X13; для крупных машин валы изготовляются из обычно применяемых для этих целей сталей. В процессе эксплуатации незащищенные концы валов должны иметь антикоррозионную защиту — покрытие эмалью или периодически сменяемой смазкой.
Особое внимание должно быть уделено уплотнениям электрических машин всех пополнений категории А. На всех отечественных судах наблюдаются случаи недостаточной водозащищенности электрооборудования морского исполнения, недопустимой в электрооборудовании морского тропического исполнения.
Рис. 4-1. Штауфер на электрической машине французского производства.
Рис. 4-2. Штауфер на электрической машине английского производства (вид со стороны привода).
Особенно недопустима недостаточная водозащита для электрооборудования, установленного на открытой палубе и подвергающегося воздействию морской волны, а также для части электродвигателей, эксплуатирующихся в рыбоперерабатывающих цехах и регулярно обмываемых струей воды из брандспойта . В связи с этим следует, очевидно, пересмотреть конструкции машин по степени защиты (IP).
В электрических машинах для тропических и холодного климата следует применять в основном закрытые наполнения для защиты от попадания в них дождя, пыли и снега. Электрические машины защищенного исполнения допускаются к применению только в тех случаях, когда технически трудно осуществить изготовление машин в закрытом исполнении или когда машины закрытого исполнения не могут быть попользованы по условиям их размещения в приводных механизмах или другим специфическим условиям. Защищенное исполнение машин рекомендуется лишь для изделий категории П. Если защищенная машина исполнения ХЛ будет эксплуатироваться на открытом воздухе, то необходимо защитить ее на месте установки от снежной пыли.
В качестве материалов для уплотнений в электрооборудовании исполнений Т, ТС и ТМ, в том числе в электрических машинах, рекомендуется применять для уплотнения крышек, кожухов и выводов электрических машин (а также сухих трансформаторов и аппаратов, работающих без заполнения минеральным или синтетическим маслом) при температуре поверхности:
«с превышающей 65° С — резину губчатую марки 7-4986-3/7-3985;
не превышающей 80° С — теплостойкие резины марок 3109, 2961, 4069 (3-й группы);
выше 80° С — теплостойкие резины «а основе полисилоксанового каучука марок 14р-2, 14р-10 и 14р-15.
Для изделий пополнения ХЛ в указанном оборудовании (машинах, сухих трансформаторах, аппаратах) следует применять резины на основе полисилоксанового каучука марок 14р-2 и 14р-6 и резиноподобные материалы марок ФКС-1 и ФКС-2.
Для уплотнения подшипниковых узлов электрических машин всех исполнений следует применять войлок сальниковый 3, который перед закладкой в канавки пропитывается в трансформаторном масле, отжимается и смазывается по поверхности смазкой, применяемой в подшипниках.
Особое внимание должно уделяться уплотнению вводов кабеля в клеммные коробки водозащищенных электрических машин исполнения ТМ.
В качестве выводных концов и соединительных проводов в электрических машинах всех исполнений, в случае если температура на токоведущей жиле выводного конца при длительной работе превышает 65° С, а также в электрических машинах с кремний-органической изоляцией следует применять провода марок РКГМ, ПТЛ-200, ПТЛ-250, МГТФ, МГТФЛ и МГТФЛЭ.
В электрических машинах (и аппаратах), исполнений Т, ТС и ТМ, у которых температура на токопроводящей жиле вывода или соединительного провода не превышает 65° С, допускается применение проводов РГМ-Т или ПРГ-Т.
Как исключение при температурах на токопроводящей жиле провода до 70° С допускается в изделиях исполнений Т, ТС и ТМ применение проводов с полихлорвиниловой изоляцией в стеклянной оплетке.
Для обеспечения влагостойкости машин тропических наполнений, особенно Т и ТМ, необходимо производить герметичную оклетневку выводных концов кабеля.
а) У машин с изоляцией класса Н выводные концы из провода марки РКГМ оклетневываются так: на участке 20 мм от конца провода снимается оплетка из стекловолокна и стеклорезиноткани; после этого выводной конец бандажируется теплостойким стеклочулком с последующим покрытием кремний-органической эмалью марки ПКЭ-19 или ПКЭ-22 горячей сушки. Допускается замена эмалей марки ПКЭ-19 или ПКЭ-22 кремний-органическими эмалями воздушной сушки.
Вместо теплостойкого стеклочулка допускается банда-жировка стеклолакочулком марки ТЛС (на масляном лаке).
б) Для изделий классов изоляции В и F при оклетневке выводные концы из провода марки РКГМ разрешается покрывать лаками этих классов изоляции.
в) Оклетневку проводов -марок ПТ Л-200. ПТЛ-250, МГТФ, МГТФЛ и МГТФЛЭ производят изоляционной стеклолентой с последующим покрытием покровной электроизоляционной эмалью соответствующего класса изоляции. В случае применения эмалей горячей сушки горячая сушка обязательна.
Оклетневку выводных концов электрических машин всех исполнений удобно также производить самослипающейся лентой на основе гетеросилоксановой резины.
Наконечники для выводных и соединительных концов электрических машин должны изготовляться из меди или медных сплавов с гальваническим лужением (толщина 9—12 мкм).
При монтаже одновременно с пришиванием наконечника или после опрессовки его по ГОСТ 7386-59 весь наконечник должен быть облужен горячим способом. Нелуженые жилы облуживаются перед соединением их с наконечником.
Металлические крайние листы пакетов активной стали в электрических машинах рекомендуется изготовлять цельными по толщине иля склеенными. Не рекомендуется применение склепанных или сварных листов.
Концевые изоляционные шайбы или крайние изоляционные листы сердечников статоров, роторов и якорей следует изготовлять из листового электролита или стеклотекстолита.
При необходимости для фиксирования гаек и винтов -рекомендуется применять грунт-шпаклевки марок Э-4021 и Э-4022, грунтовку марки 622, грунт марки ФЛ-03-К, для которых допустима воздушная сушка, а также клей марки БФ2 или БФ4 с введением в них окиси цинка, цинк-хромата или талька с последующей печной сушкой.
Пазовые клинья для электрических машин рекомендуется изготовлять из стеклотекстолитом или прессовать из пластмассы АГ-4; допускается применение гетинакса, а для машин исполнения ХЛ — и древесины.
Допускается и чрезвычайно желательно применение для клиньев профильных стеклопластиков.
Электрические машины категории А должны быть окрашены эмалями светлых тонов; рекомендуется применение эмалей, содержащих алюминиевую пудру.
