Технология изготовления обмоток роторов. Общие сведения.

Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутой обмоткой являются самыми распространенными. В двигателях до 400 кВт короткозамкнутую обмотку изготовляют заливкой ротора алюминием (рис. 141а), а в двигателях большей мощности — из медных стержней с медными замыкающими кольцами сваркой (рис. 141б).

 

Короткозамкнутые роторы асинхронных электродвигателей
 Рис. 141. Короткозамкнутые роторы асинхронных электродвигателей:
а — с литой обмоткой, б — со сварной обмоткой;
1 — вал, 2 — вентиляционные лопатки, 3 — электротехническая сталь,
4 — пазы, залитые алюминием, 5 — короткозамыкающие кольца, 6 — стержни, заведенные в пазы
 

Заливка ротора алюминием — наиболее прогрессивный технологический процесс, который позволяет получить обмотку, состоящую из стержней в пазу и замыкающих колец, расположенных на торцах сердечника. Заливка, выполняемая при любой форме паза, обеспечивает хороший контакт между стержнями и кольцами. Вместе с кольцами отливают вентиляционные лопатки, которые отводят теплоту от колец и стержней.

В электрических машинах с радиальной вентиляцией лопатки работают как вентиляторы, обеспечивая охлаждение. В некоторых конструкциях роторов на лопатках или кольцах во время балансировки крепят грузы для устранения неуравновешенности роторов.

Применяя для заливки сплавы с различным удельным сопротивлением, можно изготовлять электрические машины с различными характеристиками, например для двигателей с повышенным скольжением применяют алюминиевые сплавы с большим удельным сопротивлением.

Технологический процесс заливки роторов алюминием является сложным, поскольку форма алюминиевой обмотки не удовлетворяет требованиям литейного производства. В соединении стержней и колец имеются резкие переходы от тонких стержней к толстым кольцам. В местах резких переходов могут наблюдаться обрывы стержней при остывании металла. Масса сердечника ротора в несколько раз больше массы алюминия, и для того, чтобы алюминий равномерно распределился по всей форме паза, сердечник во многих случаях необходимо нагревать до 350 — 500°С. Это усложняет и удорожает заливку. При остывании алюминий дает усадку до 2%, поэтому требуется организация направленного остывания от периферии к литниковой системе.

Для заливки обмотки роторов применяют первичный алюминий марок А5, Аб, А7. Литники, прибыли, пресс-остатки, стружку и бракованные отливки нельзя использовать повторно для заливки обмотки, поскольку алюминий уже имеет загрязнения, которые резко ухудшат характеристики электродвигателя.

При расплавлении алюминий не должен загрязняться посторонними примесями, сильно окисляться и насыщаться газами, чтобы электропроводность его не отличалась от электропроводности первичного чушкового алюминия (35*10-10 Ом/м). Расплавленный алюминий имеет склонность к активному окислению, а оксидная пленка, обладая электроизоляционными свойствами и опадая в пазы и короткозамыкающие кольца, может привести к обрывам стержней, неполной заливке, образованию трещин. Алюминий следует расплавлять в печах, исключающих его насыщение примесями. С этой целью используют чаще графитовые тигли.

Важное значение имеет температура заливаемого алюминия. Чем больше температура его нагрева, тем выше текучесть, следовательно, лучше заполняется форма. Однако при повышении температуры алюминий окисляется более интенсивно, а образующиеся при этом оксидные пленки уменьшают электропроводность алюминия и могут вызвать трещины и разрывы стержней. При небольшом нагреве алюминия его жидкотекучесть становится меньше, следовательно, возникает опасность затвердевания алюминия раньше, чем он полностью заполнит форму.

Для повышения, кпд и снижения превышений температуры электродвигателя большое значение имеет контактное переходное сопротивление между стержнями и сердечником ротора, зависящее от способа и режима заливки. Существует несколько способов заливки роторов, алюминием. Выбор способа заливки зависит от объема выпускаемых машин, имеющегося оборудования и опыта работы предприятия.

Заливка алюминия под высоким давлением на специальных литейных машинах — наиболее производительный способ. Этим способом заливают 95% роторов (диаметром 200 — 250 мм) электрических машин малой и средней мощности массового и крупносерийного производства. При заливке роторов больших диаметров на существующем оборудовании из-за значительного объема заливаемого металла не обеспечивается требуемое качество их обмоток. Создание больших и сложных литейных машин нецелесообразно, вследствие малых программ выпуска изделий. В этих случаях используют следующие способы заливки: под низким давлением, статический, вибрационный или центробежный. Для каждого способа существуют свои рекомендации при выборе конструкции ротора и режимов заливки.

Для роторов электрических машин большой мощности применяют обмотки с медными стержнями и замыкающими кольцами. При этом пусковые обмотки изготовляют из медных сплавов с повышенным сопротивлением. Они более трудоемки и менее надежны в эксплуатации, особенно в тяжелых условиях работы с частыми пусками.

 
< Пред.   След. >

Новые статьи

 



           

Партнеры