В процессе эксплуатации электрических машин изоляция обмоток постепенно высыхает и стареет, т. е. теряет свои изолирующие качества. Срок службы изоляции сокращается особенно значительно при воздействии на нее повышенной температуры и влажности, резком колебании температур, действии агрессивной среды (в судовых условиях — паров нефтяных масел), грязи, а также механических воздействиях. В результате в обмотках якорей могут возникнуть неисправности: замыкание между отдельными витками, замыкание на корпус, обрыв проводников в пазах и особенно в лобовых частях, замыкание на бандаж, отпайка концов обмотки от петушков или хомутиков и т. д.
Некоторые неисправности можно устранить, не поднимая обмотки, другие — при частичном подъеме, а иногда требуется полный подъем обмотки. При высыхании всей обмотки, т. е. старении изоляции, происходит пробой ее в отдельных местах. В этом случае иногда поднимают часть обмотки с пробитой изоляцией, исправляют и снова укладывают в пазы, т. е. производят частичную перемотку. Как показывает практика, у такой машины через некоторое время появляется пробой в другом месте. У машин с высохшей изоляцией, проработавших длительное время (20—30 лет), частичную перемотку производить нецелесообразно. Этого также не следует делать у машин небольшой мощности с мягкими секциями. Частичная перемотка может быть рекомендована, если повреждение произошло вследствие механических воздействий и для относительно новых машин.
Перед началом разборки якоря вычерчивают эскиз расположения бандажей, места установки скоб, определяют число витков бандажей. Затем с помощью зубила обрубают проволоку бандажей и замеряют диаметр проволоки, а также определяют материал и толщину подбандажной изоляции. Если бандажную проволоку необходимо сохранить, бандаж распаивают, разматывают и сворачивают в бухту. После снятия бандажа отпаивают несколько концов, обмотки от коллектора и с помощью контрольной лампы или омметра устанавливают тип обмотки и определяют шаги по коллектору и по пазам, а также количество элементарных пазов в одном реальном. Чтобы обмотка не смещалась относительно коллектора, на торцах пластин коллектора и зубцах, охватывающих паз, наносят с помощью керна метки (у начала секции — одна точка, у конца — две). Если в обмотке имеются уравнительные соединения, то устанавливают их шаг, площадь сечения проводников, их число, расположение на якоре и материал изоляции. После этого можно приступать к выемке якорной обмотки. Эту работу выполняют в такой последовательности.
Принимают меры, предупреждающие повреждение коллектора. Затем паяльной лампой или газовой горелкой прогревают места соединения обмотки с якорем до размягчения припоя. Когда припой размягчится, вынимают обмотку из петушка или шлица коллектора. Затем легкими ударами молотка по оправке осаживают пазовые клинья, удаляют из паза и приступают к подъему обмотки из пазов якоря. В связи с тем что при этой операции требуются большие усилия, иногда достигающие 2000—5000 Н, применяют специальные приспособления. Если обмотка была пропитана лаком с сильной цементирующей способностью, то ее следует обжечь в печи при температуре 400°С. В этом случае изоляция выгорает и обмотка свободно выходит из паза. Однако у некоторых якорей при нагреве до 400°С могут выйти из строя отдельные части (например, миканитовая манжета конусов коллектора), поэтому для облегчения подъема обмотки ее подогревают в печи или током до температуры от 80 до 120°С.
Снятие обмотки возможно без сохранения или с сохранением провода старой обмотки. В первом случае для облегчения работ обрубают пневматическим зубилом лобовые части обмотки со стороны коллектора и с помощью специального приспособления вытаскивают провод из пазов. Во втором случае принимают все меры, чтобы не допустить повреждения провода.
При удалении обмотки из пазов необходимо установить площадь сечения провода, материал изоляции, количество витков в секции, уточнить шаг по пазам и снять эскиз секции. После удаления обмотки из пазов проверяют состояние коллектора, пакета активной стали, обмоткодержателей и их изоляции.
Перед укладкой новой обмотки пазы чистят, красят и изолируют. Чистку пазов производят металлическими ершами, напильниками или дорнами, а окраску — соответствующими эмалями до клиновой части. После высыхания эмали укладывают пазовую изоляцию, если обмотка выполняется из мягких всыпных секций. При жестких секциях паз изолируют только у краев с торца. Материалом для пазовой изоляции машин серии ПН и других старых выпусков служат электрокартон, лакоткань, кабельная бумага, пленкокартон. Обычно пазовую изоляцию изготавливают трехслойной: два слоя электрокартона, а между ними — слой лакоткани. Рассмотренные материалы для пазовой изоляции имеют относительно большую толщину, недостаточно теплостойки и гигроскопичны. При ремонте современных машин, а также машин морского исполнения в качестве материалов пазовой изоляции применяют изофлекс, стеклолакоткани, миканиты, стекломиканиты и т. п.
Одновременно с заготовкой пазовой изоляции изготавливают клинья из твердых пород дерева или текстолита и гетинакса, а также секции обмотки. Катушки мягких (всыпных) обмоток, зная площадь сечения провода, число витков и размеры секций, наматывают на специальном шаблоне. После намотки секции перевязывают нитками, снимают с шаблона и изолируют выводные концы, обычно надевая линоксиновые или стеклолакотканевые трубки; концы секции зачищают и облуживают. Секции, состоящие из прямоугольного провода или шин, наматывают в виде катушек на специальные шаблоны с прорезями, служащими для уплотнения витков ударами молотка через фибровую прокладку. На шаблоне наматывают сразу катушку, состоящую из нескольких секций. После намотки катушку изолируют, а затем растягивают в специальных приспособлениях для придания ей необходимой формы. Затем катушку (рис. 17) пропитывают лаком ПЭ-933 или К-47К и просушивают до легкого отлипания при прикосновении. После изготовления всех катушек приступают к укладке их в пазы. Перед укладкой должны быть подготовлены пазы и обмоткодержатели и уложены уравнительные соединения. Укладку якорных обмоток начинают с катушки, одна из сторон которой помещается в нижнюю часть намеченного при разборке паза (конец катушки). Указанную сторону вложенной катушки осаживают в паз молотком через специальную оправку, Которую изготавливают из дерева или другого материала (фибры, пластмассы). Другая, верхняя, сторона катушки (начало) остается неуложенной. Когда все нижние стороны катушек, на расстоянии, равном шагу по пазам, будут уложены, то следующую катушку можно укладывать в оба паза (обе стороны). После того как будут уложены все нижние стороны, можно завести в верхние части пазов верхние стороны первых катушек.
Рис. 17. Трехсекционная катушка якорной обмотки машин постоянного тока:
1 — стеклянная лента толщиной 0.1 мм, пропитанная лаком ПЭ-933; 2 — стекломиканит толщиной 0,25 мм (в лобовой части микалента толщиной 0,17 мм); 3 — прокладочная слюда толщиной 0,2 мм; 4 — прокладка из микаленты толщиной 0,17 мм; 5 — прокладка из стекломиканита толщиной 0.3 мм
Между верхними и нижними половинами катушек как в пазовой, так и в лобовой частях ставят прокладки из картона или другого изоляционного материала в зависимости от класса изоляции. После укладки верхних сторон катушек излишки пазовой изоляции аккуратно обрезают, а концы заворачивают внутрь, как бы охватывая сторону катушки. Затем во всех пазах катушки осаживают и рихтуют лобовую часть обмотки. Концы секции, выходящие из конца катушки, укладывают в нижнюю часть петушка (шлица) коллектора, а выходящие из начала — в верхнюю часть. Концы секций крепят в петушках обжимом или забиванием деревянных клиньев между петушками. На лобовые части обмоток накладывают временные бандажи из киперной или другой ленты для их окончательного обжатия; после пропитки якоря их снимают. В паз вставляют полоски картона по его ширине и длине, затем в верхнюю часть паза забивают клин, применяя специальную оправку в виде коробочки. У якорей, обмотки которых состоят из жестких секций, паз, как правило, открыт. В этом случае иногда пазовые клинья не применяют, и обмотка удерживается рядом бандажей, накладываемых на пакет стали.
После укладки обмотки якорь испытывают на правильность соединений, отсутствие короткозамкнутых витков и электрическую прочность, а затем начинают его пайку. Перед пайкой необходимо обернуть коллектор листовым асбестом и зачистить места соединений шкуркой. Необходимо очень тщательно зачищать и лудить петушки, а также концы обмотки до укладки ее в пазы якоря. При пайке якорь устанавливают с наклоном в сторону коллектора, чтобы расплавленное олово не затекало в обмотку и между пластинами коллектора. Обмотки с изоляцией классов А, В и F запаивают припоями ПОС-40 и ПОС-61, а обмотки класса Н — припоем ПСР-2,5. Флюсом служит канифоль. После пайки излишки припоя спиливают напильником, флюс удаляют металлической щеткой и ветошью, смоченной в спирте или других растворителях, а затем проверяют качество пайки.
На больших участках по ремонту электрических машин пайку производят в специальных ваннах, погружая все петушки в расплавленный оловянно-свинцовый припой.
Обмотки крупных машин припаивают к коллектору с помощью средних и малых газовых горелок, клещей и паяльников. Для облегчения пайки коллектор перед пайкой подогревают.
