§ 3-4. Сердечник и обмотка ротора
Штамповка листов ротора асинхронных двигателей производится из высечки листов статора. На листах ротора создают изолирующую оксидную пленку путем термической обработки от дельных штампованных листов у двигателей с h ≤ 250 мм или собранного сердечника у двигателей с h > 250мм.
Сердечник короткозамкнутого ротора двигателей с h ≥ 160 мм набирают из отштампованных листов на центрирующую оправку по специальному знаку, прессуют и без снятия давления закрепляют на оправке, после чего сердечник поступает на заливку алюминием. Сердечник ротора двигателей с h ≤ 132 мм сваривают на полуавтоматах внутренним швом, затем их заливают алюминием без применения специальной оправки. После заливки сердечники роторов двигателей с h ≤ 250 мм насаживают на вал без шпонки в нагретом состоянии (рис. 3-2), а у двигателей с h > 250мм — на вал со шпонкой при прессовой посадке (рис. 3-3).
Короткозамкнутые роторы асинхронных двигателей с h ≥ 400мм выполняют со сварной алюминиевой клеткой. С листов роторов снимают заусенцы, затем покрывают изолирующим лаком, после чего листы набирают непосредственно на вал. Собранный сердечник, размещенный между нажимными шайбами, прессуется и закрепляется с одной стороны упорным заплечиком вала, с другой — кольцевой шпонкой.
Сердечники фазных роторов выполняют таким же образом, как и у короткозамкнутых роторов, со сварной клеткой; при этом нажимные шайбы ротора имеют приливы, являющие обмоткодержателями, на которые опираются лобовые части обмотки (рис. 3-4).
Рис. 3-2. Общий вид асинхронного двигателя с высотой оси вращения h = 180 мм; степень защиты IP44; способ охлаждения IC0141; 22кВт, 220/380 В; 2р = 4; ротор короткозамкнутый:
1-вал; 2-крышка подшипниковая наружная; 3-крышка подшипниковая внутренняя; 4-Щит подшипниковый; 5-коробка выводов; 6-сердечник статора; 7-сердечник ротора; 8-обмотка статора; 9-обмотка ротора; 10- щит подшипниковый; 11-вентилятор; 12-кожух вентилятора; 13-болт заземления.
Рис. 3-3. Общий вид асинхронного двигателя с высотой оси вращения h=280 мм; степень защиты IР23; способ охлаждения IСОI; 110 кВт; 380/660 В; 2р = 4, ротор короткозамкнутый:
1 — вал; 2 — капсула подшипника; З — шайба, сбрасывающая отработанную смазку; 4 - крышка подшипниковая внутренняя; 5 — щит подшипниковый; 6 — обмотка статора; 7— сердечник статора; 8 — сердечник ротора; 9 — обмотка ротора;10 — кольцо бандажное;11 — щиток, направляющий воздух; 12 — щит подшипниковый; 13 —жалюзи; 14— крюк транспортный; 15 — кожух; 16 — коробка вывода; 17 —полустанина; 18 —болт заземления.
При наличии радиальных вентиляционных каналов в роторе их располагают против соответствующих каналов в сердёчнике статора. Крепят вентиляционные распорки ротора особо тщательно, чтобы исключить возможность их выпадения при вращении ротора. Изготовленный сёрдечник ротора с валом протачивают по наружному диаметру для обеспечения необходимой величины воздушного зазора между сердечниками статора и ротора.
У синхронных машин с h ≤ 315 мм сердечник ротора собирают на валу из штампованных листов, имеющих форму многополюсной звезды (см. рис. 3-8 и 11-6). Сердечник состоит из черёдующихся высоких и низких пакетов, создающих гребенчатую конструкцию, которая обеспечивает получение формы кривой поля, близкой к синусоидальной при равномерном зазоре под полюсами. При сборке ротора, после установки катушек, на низкие пакеты закрепляют роторные сегменты, имеющие форму полюсных наконечников. Сегменты скрепляют с сердечником ротора двумя продольными шпильками, продетыми через отверстия в сегментах и высоких пакетах. Сердечник ротора крепят на валу по всей длине шлицевым соединением, а с торцов — двумя кольцевыми шпонками.
У синхронных машин с h >315 мм, выполняемых с традиционной формой наконечников, при которой полюсные сердечники, склепанные из стальных листов толщиной 1—1,5 мм, крепят к многогранной или цилиндрической втулке, собранной также из отдельных стальных листов и расположенной на валу (см. рис. 3-9). Крепление осуществляется с помощью выступов Т-образной формы или в виде ласточкина хвоста. В наконечниках полюсных сердечников выштампованы круглые пазы для расположения в них стержней пусковой обмотки электродвигателя или успокоительной обмотки генератора.
Обмотка короткозамкнутого ротора асинхронного двигателя. Обмотка короткозамкнутого ротора асинхронных двигателей с h ≤ 355мм создается путем заливки пазов собранного сердечника алюминием А5. Для получения специальных характеристик, например у двигателей, с повышенным скольжением, пазы ротора могут заливаться алюминиевым сплавом АКМ12-4.
Рис.3-4. Общий вид асинхронного двигателя с высотой оси вращения h = 450 мм; степень защиты IP23; способ охлаждения IC0161; 630 кВт; 6000 В; 2р = 6; ротор фазный:
а - продольный разрез; б - поперечный разрез; 1 - вал; 2 - крышка подшипниковая наружная; 3 -крышка подшипниковая внутренняя; 4 - щит подшипниковый; 5 - обмотка статора; 6 - сердечник статора; 7-сердечник ротора; 8 - воздухоохладитель; 9 - обмотка ротора; 10 - щиток направляющий воздух; 11 - щит подшипниковый; 12 - узел контактных колец; 13 - вентилятор; 14 - ушко транспортное; 15 - коробка выводов.
При заливке пазов одновременно образуются короткозамыкающие кольца с вентиляционными лопатками и с расположенными между лопатками штырями, на которых крепят балансировочные грузы (см. рис. 3-3). Количество лопаток Nл принимают в следующих пределах:
|
h, мм |
50 - 100 |
112 - 250 |
280 - 355 |
|
Nл* |
6 -9 |
10 - 14 |
17 - 22 |
Толщина
лопатки
,
длина
,
высота
(все размеры в мм).
Роторы двигателей с h ≤ 250 мм обычно заливают в машинах для литья под давлением, а при h = 280 ÷ 355 мм — с помощью вибрационной установки. Сварную клетку короткозамкнутого ротора двигателей с h ≥ 400 мм изготовляют из алюминиевых шин.
* Меньшие значения Nл соответствуют меньшим значениям h.
Концы пазных стержней размещают в канавках, выфрезерованных в короткозамыкающих кольцах, а затем приваривают, причем стержни поочередно выступают с каждой стороны за короткозамыкающее кольцо, образуя вентиляционные лопатки. Стержни крепят в пазах чеканкой по всей длине сердечника через шлиц паза; при этом алюминий стержней затекает в предусмотренные для этого канавки.
Обмотка фазного ротора асинхронных двигателей. Фазный ротор двигателей с h ≤ 225мм выполняют с овальными полузакрытыми пазами и всыпной обмоткой из круглых проводов. Обмотка катушечная однослойная двухплоскостная; конструкция изоляции обмотки такая же, как у якорей машин постоянного тока (см. приложение 24).
Роторы двигателей с h > 225 мм (рис. 3-4) выполняют с прямоугольными полузакрытыми пазами и обмоткой из изолированных медных стержней прямоугольного поперечного сечения, которые вставляют в пазы с торца. Обмотка волновая двухслойная; для получения секции волновой обмотки одному концу стержня придают изгиб заранее по шаблону, а второй конец изгибают после вставки стержня в паз. Каждый стержень предварительно изолируют, после чего спрессовывают. Соединяют стержни в лобовых частях хомутами, в которые дополнительно впаивают вентиляционные лопатки. Конструкция изоляции стержневой обмотки приведена в приложении 22.
Марки пропиточных лаков и способы пропитки обмоток фазных роторов такие же, как для обмоток статоров (см. § 3-13). Лобовые части обмоток фазных роторов опираются на обмоткодержатели и крепятся бандажами из стеклянной нетканой ленты. Механический расчет бандажей выполняют по методике приведенной в § 3-7 для якорей машин постоянного тока.
Обмотка ротора синхронных машин. Обмотка ротора состоит из отдельных катушек, намотанных из прямоугольной меди — изолированной (в меньших машинах) или неизолированной, гнутой на ребро (в больших машинах); катушки соединены последовательно. Выводы обмотки ротора пропускают через полый конец вала и соединяют с контактными кольцами. Конструкция изоляции обмотки ротора приведена в приложении 23. Марки пропиточных лаков и способы пропитки обмоток роторов такие же, как для обмоток статоров (см. § 3-13).