Глава 3 Конструкция и схемы обмоток электрических машин (Копылов И.П., Клоков Б.К., Морозкин В.П., Токарев Б.Ф. Проектирование электрических машин), страница 5

Полукатушки при изготовлении обмоток наматывают попарно из прямоугольных проводов марок ПЭВП (классы нагревостойкости A и Е), ПЭТВП (класс нагревостойкости В) и ПЭТП-155 (класс нагревостойкости F).

В пазовой части дополнительную витковую изоляцию не устанавливают, так как двойной слой проводниковой изоляции обмоточных проводов этих марок обеспечивает достаточную надежность изоляции между витками обмотки.

В лобовых частях устанавливают прокладки между первыми тремя витками каждой полукатушки, так как эти витки испытывают большое относительное удлинение от растягивающих усилий при их намотке, которое может привести к снижению прочности проводниковой изоляции или к ее повреждению.

После намотки витки полукатушек для предохранения от рассыпания проклеивают лаком (обволакивают) и скрепляют по длине пазовой части телефонной (при классе нагревостойкости В) или фенилоновой (при классе нагревостойкости F) бумагой и опрессовывают [2].

Стержневые обмотки статоров. Отдельным элементом стержневой обмотки является не катушка, а стержень. Стержни укладывают в пазы поочередно и только после укладки соединяют между собой в лобовых частях, образуя витки обмотки. Стержневая обмотка выполняется петлевой или волновой. В зависимости от этого меняется направление отгиба лобовых частей стержня. С точки зрения электромагнитного расчета, стержневая обмотка идентична катушечной с одним витком в каждой катушке, но имеет ряд особенностей, обусловленных тем, что в двухслойной стержневой обмотке число эф­фективных проводников в пазу всегда равно двум ( = 2). При этом течение стержня может быть значительно большим, чем сечение эф­фективного проводника в обмотке с многовитковыми катушками. В то же время число витков в фазе такой обмотки ( — число фаз, — число пазов, а — число параллельных ветвей) и в трехфазных машинах не может быть более /3. Эти особенности (большое сечение эффективного проводника и малое число витков в фазе) определяют область применения стержневых обмоток — это статорные обмотки крупных электрических машин.

Стержневую обмотку применяют, в основном, в статорах мощ­ных синхронных турбо- и гидрогенераторов, однако необходимость ее выполнения может возникнуть и при проектировании синхрон­ных или асинхронных машин мощностью в несколько тысяч киловатт, т. е. в машинах с большими номинальными токами и большим магнитным потоком.

В обмотках статоров машин переменного тока протекает ток промышленной частоты, поэтому для уменьшения потерь на вихревые токи стержни выполняют не из массивных медных шин, а из многих изолированных между собой параллельных проводников, которые называют элементарными (рис. 3.9). Площадь поперечного сечения каждого элементарного проводника не должна превышать 17...20 мм². Суммарное сечение всех элементарных проводников, со­ставляющих один стержень, равно сечению эф­фективного проводника.

Рис. 3.9. Стержни обмотки в пазах статора:

1 — прокладки на дне паза; 2 — корпусная изоляция в стержне;

3 — элементарные проводники; 4 — пазовый клин;

5 — прокладка под клин; 6 — зубец статора;

7 — проводниковая изоляция элементарных проводников;

8 — стержни обмотки; 9 — прокладка между стержнями;

10 — прокладка между столбиками обмотки

Для уменьшения действия эффекта вытеснения тока элементарные проводники при сборке стержня переплетают между собой определенным образом так, чтобы каждый из них на протяжении пазовой части занимал попеременно все возможные положения по высоте стержня. Такое переплетение называют транспозицией [2, 6, 16].

Таблица 3.8. Непрерывная термореактивная изоляция классов нагревостойкости B и F обмоток статоров машин переменного тока на напряжение до 660 В

В стержневых обмотках статоров машин высокого напряжения (см. рис. 3.9) корпусную изоляцию выполняют непрерывной и пропитывают в эпоксидных (класс нагревостойкости B) или битумных (класс нагревостойкости E) компаундах. Она имеет все отличительные свойства непрерывной компаундированной изоляции катушечной обмотки машин высокого напряжения, рассмотренные выше.

Особенностью конструкции изоляции высокого напряжения стержневых обмоток статоров машин переменного тока является отсутствие специальной витковой изоляции, так как при двух эффективных проводниках в пазу между ними находятся два слоя корпусной изоляции стержней. Это в значительной степени увеличивает надежность стержневых обмоток по сравнению с катушечными. Элементарные проводники стержней изготовляют из обмоточного провода марки ПСД и ПСДК.

Для того чтобы иметь возможность произвести транспозицию элементарных проводников, их размещают в стержне в два столбика, между которыми располагают вертикальную прокладку из прочного в механическом отношении изоляционного материала (см. рис. 3.9) [2].

3.3. ОБМОТКИ РОТОРОВ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ