Глава 3 Конструкция и схемы обмоток электрических машин (Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. Проектирование электрических машин), страница 2

Междуфазовой изоляцией в пазовой части двухслойных обмо­ток являются прокладки между слоями. Лобовые части обмотки не имеют корпусной изоляции, а междуфазовая изоляция устанавлива­ется между катушечными группами в виде фигурных прокладок, вы­резанных из листового материала по форме лобовых частей уложен­ной и отформованной обмотки.

Конструкция изоляции обмоток из круглого провода не обеспечи­вает необходимой электрической прочности при номинальных напряжениях выше 660 В, а малая механическая прочность катушек, особенно их лобовых частей, не позволяет применять круглый провод для обмоток машин мощностью более 100 кВт, так как в переходных процессах (при пуске, реверсе и т.п.) броски тока в машинах вызывают большие ударные нагрузки на обмотку. Поэтому обмотку из круглого провода применяют в машинах мощностью менее 100 кВт при номинальном напря­жении не выше 660 В.

Таблица 3.2. Изоляция обмоток из круглого провода статоров асинхронных двигателей с высотой оси вращения h≥280 мм на напряжение до 660 В

* К обмотке

** К стенке паза

Примечание. Междуфазовые прокладки в лобовых частях выполняют из лакотканеслюдопласта.

Катушечные обмотки из прямоугольного провода. В машинах мощностью более 100 кВт для придания катушкам большей механи­ческой прочности их выполняют из прямоугольного провода и укладывают в пазы с параллельными стенками (рис. 3.6). Катушки наматывают на фигурных шаблонах и уже до укладки в пазы им придают окончательную форму. После укладки лобовые части соседних катушек связывают между собой, а при больших вылетах ло­бовых частей закрепляют к бандажным кольцам.

Рис. 3.6. Поперечное сечение пазов статора

с обмоткой из прямоугольного провода:

а — полуоткрытого; б — открытого

Упорядоченное расположение лобовых частей катушек позволяет создать с помощью различных прокладок и бандажей жесткую систему, выдерживающую большие ударные механические нагрузки. При этом обеспечивается возможность прохода воздуха между лобовыми частями соседних катушек, что существенно улучшает условия охлаждения по сравнению с обмоткой из круглого провода. При номинальных напряжениях 3 кВ и выше или в машинах специальных исполнений (влагостойком, химостойком и т. п.) при любых напряжениях катушки имеют непрерывную или гильзовую изоля­цию и укладываются в открытые прямоугольные пазы.

Гильзовую изоляцию (табл. 3.3 и 3.4) широко применяют в об­мотках машин высокого напряжения. После опрессовки и запечки твердые гильзы имеют высокое пробивное напряжение и высокую механическую прочность. Основным недостатком изоляции является наличие слабого (в электрическом отношении) звена — места стыка двух видов изоляции: гильзовой на прямолинейной пазовой части катушки и непрерывной на лобовой. Этот участок находится непосредственно у выхода прямолинейной части катушки из паза в месте наибольшей напряженности электрического поля — вблизи угла магнитопровода. Тот же участок испытывает и наибольшие де­формации как при укладке обмотки, так и при работе машины, так как жесткость лобовых частей катушек существенно меньше, чем пазовых, заключенных в изоляционную гильзу. Поэтому опасность пробоя изоляции в этих местах увеличивается. Для обеспечения надежности принимают специальные меры для усиления изоляции на стыках гильзовой и непрерывной изоляций катушек.

Таблица 3.3. Гильзовая изоляция класса нагревостойкости F обмоток статоров машин переменного тока мощностью от 100 до 1000 кВт на напряжение 3000—3300 В

Современная конструкция непрерывной, пропитанной в компаундах изоляции (табл. 3.5) по своим изоляционным свойствам мало уступает гильзовой, но более надежна из-за однородности слоя изоляции на пазовых и лобовых частях катушек, большей стойкости и коронированию и большей влагостойкости. Пропитка непрерывной изоляции на основе слюдинитовых лент в эпоксидных компаундах с последующей ее запечкой создает систему прочной в электрическом и механическом отношениях термореактивной изоляции. Современные конструкции термореактивной изоляции типа «Монолит» («Монолит-2», «Монолит-4») широко применяют для обмоток машин на номинальное напряжение 3 кВ и выше.

Для обмоток применяют прямоугольные провода с площадью поперечного сечения не более 17...20 мм², так как при больших сечениях в проводниках обмотки значительно увеличиваются потери от вихревых токов.

Чтобы уменьшить влияние эффекта вытеснения тока на равномерность распределения плотности тока в каждом из проводников, их располагают в пазу плашмя, широкой стороной сечения параллельно дну паза. Если требуемое сечение витка превышает 20 мм², то эффективный проводник образуют из двух или, реже, из четырех или из большего, но обязательно четного числа элементарных проводников.

В катушках, намотанных из двух элементарных проводников, они располагаются рядом на одной высоте (рис. 3.7, а), чтобы их индуктивное сопротивление было одинаково. Взаимное расположение четырех элементарных проводников показано на рис. 3.7, б.