Подготовку статора к перемотке начинают с удаления и очищения пазов от старой обмотки (вручную стальными щетками, вращаемыми электродрелями и т.д.), а также от поврежденной изоляции. При затрудненном снятии старой изоляции пазов статоры малых габаритов после снятия обмотки погружают в горячее трансформаторное масло, размягчающее остатки изоляции.

Затем статоры или роторы крупных машин очищают ветошью, смоченной растворителем (например, бензином). Статоры, роторы и детали небольших машин промывают в 2 - 3%-ном растворе каустика температурой 70 - 80 °С (раствор перемешивают сжатым воздухом), затем промывают в горячей воде и сушат.

В очищенном от грязи статоре тщательно проверяют состояние стальных пакетов, зачищают пазы от заусенцев, подтягивают шпильки, стягивающие сердечник, и мегомметром измеряют сопротивление изоляции. Пазы и торцовые части сердечника и нажимных шайб окрашивают лаком. Нажимные шайбы и пазы изолируют.

Для облегчения последующего ремонта машины в процессе снятия старой обмотки составляют сопроводительную записку, содержащую следующие данные:
назначение, тип и заводской номер машины, наименование завода-изготовителя;
количество и схему соединения фаз, мощность, напряжение и ток, частоту вращения, число пар полюсов; внутренний и наружный диаметры статорного сердечника, включая вентиляционные каналы, количество и ширину каналов, количество и размеры пазов; сечение медной обмотки, марку провода, количество проводов в пазу и параллельных проводов, шаг секции (катушек) по пазам, сопротивление секции (катушки) и фазы; схему соединения обмоток;
размеры секции (катушек); среднюю длину витков и секции (катушек);
изоляцию секции (катушки), прямой части, сгибов, выводов, наклонной части, головки; используемый изоляционный материал и его размеры;
изоляцию паза, размер и количество прокладок;
размер клиньев;
изоляцию нажимной шайбы, обмоткодержателя и т.д.

В настоящее время в ремонт в основном поступают электродвигатели единой серии А и АО общепромышленного назначения со всыпными обмотками (состоящими из мягких катушек, намотанных круглым проводом). Ремонт последних состоит из следующих основных операций: заготовки изоляционных деталей, намотки катушек, укладки и пропитки обмоток.

Заготовка изоляционных деталей. К началу ремонта электродвигателя заготавливают все изоляционные детали в полном комплекте.
Материалы, из которых изготовляют изоляционные детали, подготавливают следующим образом. Электрокартон, поступающий обычно в больших тяжеловесных рулонах, перематывают в рулоны меньших размеров массой до 10 - 15 кг и просушивают в вертикальном положении в сушильной печи при температуре 90 - 95 °С в течение 1 - 2 ч. Горячий электрокартон пропитывают в льняном масле или натуральной олифе и вновь сушат в печи при той же температуре в течение 3 - 4 ч. Допускается также сушка пропитанного электрокартона на воздухе. В этом случае время сушки в зависимости от окружающей температуры увеличивают до 24 - 36 ч. При сушке как в печи, так и на воздухе рулон электрокартона должен быть распущен, чтобы между отдельными слоями был зазор.

Затем определяют вариант раскроя материала с минимальными отходами. Заготовки для пазовых коробок и других деталей нарезают на рычажных ножницах с ограничительными и прижимными планками таким образом, чтобы направление волокон уложенной в паз коробки совпадало с продольной осью электродвигателя. Лакоткань разрезают под углом 45 °, а стеклоткань - под углом 15 ° к оси полотна.

Пазовые коробки могут быть закрытыми либо открытыми. При открытом исполнении, когда пазовая коробка не перекрывает катушку под пазовым клином, ширина заготовки одинакова для всех слоев изоляции и определяется периметром паза. При закрытом исполнении, когда коробка перекрывает катушку под пазовым клином, ширина внутреннего слоя на 20 - 30 мм и более должна превышать другие слои. При этом в процессе укладки обмотки края коробок выступают из пазов и предохраняют изоляцию проводов от повреждения, что особенно важно при применении проводов марок ПЭЛБО, ПЭЛШО со сравнительно хрупкой эмалевой изоляцией.

Кроме пазовых коробок, к началу ремонта подготавливают: прокладки для укладки в середине паза между сторонами катушек, междуфазные прокладки, линоксиновые трубки для изоляции соединений проводов внутримашинных соединений и выводных концов, а также пазовые клинья. Длину междуфазных прокладок определяют вылетом лобовых частей, а ширину - шагом обмотки. Пазовые клинья изготовляют из пропитанной и просушенной древесины твердых пород (бука, березы) или из текстолита.

Намотка катушек. Как указывалось, всыпные обмотки изготовляют из проводов круглого сечения. Сортамент медной проволоки для изготовления обмоточных проводов достигает 80 размеров. В настоящее время изготовляют провода с волокнистой, эмалевой и комбинированной эмалево-волокнистой изоляцией.

Различные виды или марки обмоточных проводов имеют условные буквенные и цифровые обозначения. Сортамент обмоточных проводов приводится обычно в заводских инструкциях или справочниках по ремонту обмоток электрических машин.
Для обмоток электродвигателей единой серии А и АО количество проводов ограничено 34 размерами, а марок - двумя. Большинство обмоток выполнено проводом диаметром 1,25 - 1,62 мм. Во многих случаях провод одного и того же размера применяют для обмоток различных электродвигателей путем изменения числа параллельных ветвей в фазе.

Для электродвигателей 3 - 5-го габаритов всех типов и электродвигателей 6 - 9-го габаритов типов А, АО, АП, АОТ и АК применяют провод марки ПЭЛБО, а типов АО, АОС, АОП - марки ПС Д.

Катушки всыпной обмотки желательно мотать из одного провода. Это обеспечивает их компактность и правильную форму. Катушки, намотанные из двух и более параллельных проводов, сложней укладывать в паз: повышается вероятность перекрещивания проводов в пазу (крестов), являющаяся одной из причин обмоточного брака из-за повреждения изоляции проводов при уплотнении катушки в пазу. Максимальное количество параллельных проводов в катушке - три.

Катушки, состоящие из четырех параллельных проводов, являются исключением.
Вместе с тем укладка в пазы провода диаметром 2,5 мм и более также затруднена из-за его жесткости и влечет за собой повреждение изоляции провода и разрыв вылетов пазовых коробок. Поэтому проводники катушек, диаметр которых превышает 2,5 мм, разбивают на два одинаковых параллельных, но более тонких провода. Диаметр заменяющего провода должен быть в 1,41 раза меньше диаметра заменяемого провода. Например, для замены провода диаметром 1,62 мм следует взять два параллельных проводника диаметром 1,62: 1,41 = 1,5 мм. Размер проверяют по установленным нормам и используют провод ближайшего стандартного диаметра (1,16 мм). При отсутствии нужного провода катушку мотают проводом другого размера и марки изоляции или двумя более тонкими, но различными между собой по диаметру проводами.

Катушки для всыпных обмоток наматывают на станках со специальными шаблонами, имеющими несколько ячеек, позволяющих производить намотку нескольких катушек одним непрерывным проводом, что упрощает процесс монтажа внутримашин-ных соединений. Число ячеек выбирают равным или кратным числу катушек в группе. Для электродвигателей малой мощности число ячеек должно быть равным числу катушек в фазе. Размеры катушек при перемотке определяют по заводскому исполнению. Следует учитывать, что у электродвигателей малой мощности катушки мягкие и податливые, поэтому важным является не форма катушки, а точное измерение длины витка.

Необходимую форму катушке придают в процессе ее укладки в пазы статора. . На рис. 1 изображен станок с ручным приводом для намотки мягких катушек. Изменение размеров наматываемых катушек достигается передвижением колодок шаблона по коромыслу. В связи с тем что число витков в катушках обмоток электродвигателей единой серии сравнительно невелико, а лишние или недостающие могут явиться причиной брака, точность их отсчета имеет большое значение. Поэтому станок снабжен счетчиком оборотов.

В электродвигателях единой серии малой мощности применяют концентрические однослойные обмотки. Для намотки катушечной группы таких обмоток служит ступенчатый шаблон, число ступеней которого равно количеству катушек в группе.
Укладка обмоток - одна из наиболее ответственных операций технологического процесса ремонта. Перед укладкой обмотчик должен подробно ознакомиться с обмоточно-расчетной запиской ремонтируемого электродвигателя.

Рис. 1. Станок с ручным приводом для намотки катушек:
1 - колодка шаблона; 2 - ползун; 3 - коромысло; 4 - планки;
5 - шпилька; 6 - гайка; 7 - счетчик оборотов; 8 - ручка

Активная сталь статора должна быть исправной, так как производить какие-либо механические работы после укладки обмотки недопустимо: это может привести к повреждению ее изоляции обмоток. Статор должен быть полностью подготовлен к укладке обмотки, пазы прочищены, продуты и проверены их размеры. Все изоляционные детали и катушки обмотки также должны быть подготовлены.
Каждый обмотчик помимо обычного измерительного и монтерского инструмента (плоскогубцы, круглогубцы, кусачки, стальной и деревянный молотки, мерные линейки и др.) должен иметь специальный набор инструментов.
Рабочим местом обмотчика является поворотный стол, дающий возможность поворачивать статор.
Обычный способ укладки двухслойной обмотки (с подъемом шага) заключается в том, что шаговые катушки (в количестве, равном шагу обмотки) укладывают нижней стороной на дно паза, оставляя верхнюю сторону неуложенной. Затем укладывают верхние и нижние стороны остальных катушек. Верхние стороны шаговых катушек укладывают последними. Ввиду того что они находятся в расточке статора, усложняется процесс укладки обмотки, особенно при малых диаметрах расточки. Поэтому в электродвигателях с малыми диаметрами расточки обе стороны шаговых катушек укладывают на дно паза. Остальные катушки, кроме катушек последнего шага, укладывают как в двухслойной обмотке (одна сторона катушки - на дно паза, вторая - вверху паза). Катушки последнего шага укладывают обеими сторонами вверху паза.

Способ обмотки выбирают в каждом отдельном случае. Однако при первом способе обмотка получается более правильной и имеет аккуратный вид.
Технологический процесс укладки обмотки должен начинаться с проверки симметричности расположения пазовых коробок. В том случае, если пазовые коробки не перекрывают собой обмотку, для предохранения их от повреждения при закладке проводов катушки в шлицы вставляют временные направляющие вкладыши.

Катушку, подлежащую укладке, располагают над пазом, находящимся в самом низу расточки, и, пользуясь специальной пластинкой, проталкивают все проводники катушки. Во избежание перекрещивания проводников в пазу укладку их производят в том же порядке, в котором они наматывались на шаблон. При этом внимательно следят, чтобы все проводники располагались параллельно друг другу. Затем, каждый раз поворачивая корпус статора на одно пазовое деление, укладывают на дно паза все остальные катушки первой катушечной группы. После этого в пазы закладывают междуслоиные прокладки, а начало и конец катушечной группы надежно прикрепляют лентой, шпагатом или «чулком» по наружному контуру головок лобовых частей крайних катушек. Выводные концы располагают параллельно проводам катушки. Таким же способом укладывают нижнюю сторону катушек следующей катушечной группы, осуществляя до тех пор, пока не будут заполнены стороны всех катушек, входящих в шаг.

После этого в пазы укладывают как нижние, так и верхние стороны всех катушек, причем после укладки нижних сторон в пазы закладывают междуслоиные прокладки, закрепляют начала и концы групп, а затем верхние стороны катушечных групп. В том случае, если при укладке допущен перекос междуслойных прокладок, они не только не изолируют стороны катушек, уложенных в один паз (катушки могут принадлежать разным фазам), но и могут явиться причиной брака при уплотнении обмотки.

Закладка верхних сторон катушек - более ответственная и трудоемкая операция, чем закладка нижних сторон, так как часть паза уже заполнена проводами нижней катушки и между-слойной прокладкой. Перед закладкой проводов верхних катушек производится уплотнение проводов в пазу. Для этого в паз вставляют уплотнитель и продвигают его по междуслойной прокладке, одновременно ударяя по нему молотком для осадки обмотки. Перед укладкой провода верхних катушек тщательно выравнивают и через шлиц закладывают в паз. В некоторых случаях после укладки части проводов верхней катушки приходится повторно уплотнять паз.

После укладки всех витков из паза удаляют направляющие вкладыши, вновь уплотняют провода в пазу, закладывают под-клиновые прокладки и заклинивают паз. Толщину пазового клина выбирают таким образом, чтобы обеспечить достаточно плотное, но не чрезмерное закрепление проводов в пазу.
В том случае, если конструктивным исполнением предусмотрено перекрытие краев пазовой коробки, легкими ударами молотка через уплотнитель обивают края коробки по всей длине паза, натирают клин парафином, срезают его конец на конус на длине 3 - 5 мм и заводят его в паз с торца пакета стали. Затем, не вынимая уплотнитель из паза, легкими ударами молотка забивают клин, продвигая уплотнитель впереди клина и прижимая им края коробки. В тех случаях, когда пазовые коробки выполнены без загиба, клин вставляют внутрь пазовой коробки.

Процесс забивки клина не отличается от описанного ранее, но осуществляется с особой осторожностью, не допуская заедания пазовой коробки забиваемым клином.
После укладки верхних сторон катушек и заклинивания пазов в лобовых частях между катушечными группами устанавливают прокладки под первые катушки каждой группы. Эти прокладки называют междуфазными. Они являются изоляцией между соседними катушками, принадлежащими к разным фазам. Форма междуфазных прокладок должна повторять форму лобовых частей обмотки с припуском в 5- 7 мм по всему контуру для разделения нижних и верхних сторон катушечных групп. Перед укладкой последних катушек не заложенные ранее в пазы верхние стороны катушек первого шага отгибают к центру расточки для того, чтобы создать возможность укладки нижних сторон.

Ручная намотка катушек на шаблоне требует больших затрат труда и времени. Чтобы ускорить процесс намотки, а также уменьшить количество паек и соединений, применяют механизированную намотку катушек со специальными шаблонами, позволяющими последовательно наматывать все катушки одной катушечной группы или фазы.

Готовую катушечную группу укладывают в пазы (рис. 2). Окончив укладку катушек в пазы статора и раскли-новку обмотки, собирают схему. Затем проверяют правильность соединений, а также отсутствие замыканий между фазами и «на корпус» путем подачи напряжения 1 - 1,5 кВ аппаратами СМ-1 или СМ-2. Последний имеет меньшую массу, габариты и диаметр электронно-лучевой трубки, поэтому его применяют как переносной прибор.

После проверки правильности сборки и отсутствия дефектов в обмотке провода обмотки соединяют пайкой или сваркой, присоединяя к началам и концам фаз выводные провода ПРГ. Для двигателей мощностью до 25 кВт провода обмотки обычно соединяют электродуговой сваркой клещами, подключенными к сварочному трансформатору 380-127/36-1-2 В, а свыше 25 кВт - пайкой твердыми припоями МФ либо оловянисто-свинцовыми припоями ПОС-40 или ПОС-50. В качестве флюса применяют канифоль.

Рис. 2. Укладка в пазы катушек всыпной обмотки

Ремонт роторов с короткозамкнутой обмоткой. Коротко-замкнутый ротор ремонтировать легче, чем обмотку статора, так как схема его обмотки очень проста. После удаления старой обмотки в пазы ротора забивают новые роторные стержни из красной меди, заготовленные по размерам старых. Замыкающие кольца изготовляют из материала, имеющего большее сопротивление, чем стержни (например, из бронзы). Стержни с замыкающими кольцами соединяют пайкой твердыми припоями или сваркой. После этого ротор протачивают и балансируют. Коротко-замкнутые обмотки роторов часто изготовляют из алюминия отливкой. При этом наиболее частыми повреждениями алюминиевых роторов являются разрывы и трещины короткозамыкающих колец, а иногда и обрывы стержней. Неглубокие трещины запаивают припоем марки А, а перезаливают роторы расплавленным алюминием. При перезаливке алюминий сначала выплавляют в печи при температуре 700 - 750 °С, а потом заливают ротор статическим, центробежным или вибрационным способом под давлением.

Напряжения сети и схемы статорных обмоток электродвигателя

Если в паспорте электродвигателя указано, например, 220/380 в, это означает, что электродвигатель может быть включен как в сеть 220 в (схема соединения обмоток - треугольник), так и в сеть 380 в (схема соединения обмоток - звезда). Статорные обмотки асинхронного электродвигателя имеют шесть концов.

По ГОСТу обмотки асинхронного двигателя имеют следующие обозначения: I фаза - С1 (начало), С4 (конец), II фаза - С2 (начало), С5 (конец), III фаза - С3 (начало), С6 (конец).

Рис. 1. Схема подключения обмоток асинхронного двигателя: а - в звезду, б - в треугольник, в - исполнение схем "звезда" и "треугольник" на доске зажимов.

Если в сети напряжения равно 380 В, то обмотки статора двигателя должны быть соединены по схеме "звезда". В общую точку при этом собраны или все начала (С1, С2, С3), или все концы (С4, С5, С6). Напряжение 380 в приложено между концами обмоток АВ, ВС, СА. На каждой же фазе, то есть между точками О и А, О и В, О и С, напряжение будет в √З раз меньше: 380/√З = 220 В.

Способы подключения электродвигателей

Если в сети напряжение 220 В (при системе напряжений 220/127 В, что в настоящее время, практически нигде не встречается) обмотки статора двигателя должны быть соединены по схеме "треугольник".

В точках А, В и С соединяются начало (Н) предыдущей с концом (К) последующей обмотки и с фазой сети (рис. 1, б). Если предположить, что между точками А и В включена I фаза, между точками В и С - II, а между точками С и А - III фаза, то при схеме "треугольник" соединены: начало I (С1) с концом III (С6), начало II (С2) с концом I (С4) и начало III (С3) с концом II (С5).

У некоторых двигателей концы фаз обмотки выведены на доску зажимов. По ГОСТу, начала и концы обмоток выводят.в том порядке, как эго показано на рисунке 1, в.

Если теперь необходимо соединить обмотки двигателя по схеме "звезда", зажимы, на которые выведены концы (или начала), замыкают между собой, а к зажимам двигателя, на которые выведены начала (или концы), присоединяют фазы сети.

При соединении обмоток двигателя в "треугольник" соединяют, зажимы по вертикали попарно и к перемычкам присоединяют фазы сети. Вертикальные перемычки соединяют начало I с концом III фазы, начало II с концом I фазы и начало III с концом II фазы.

При определении схемы соединения обмоток можно пользоваться следующей таблицей:

Паспорт электродвигателя

Определение согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки.

На выводах статорных обмоток двигателя обычно имеются стандартные обозначения па металлических обжимающих кольцах. Однако эти обжимающие кольца теряются. Тогда возникает необходимость определить согласованные выводы. Это выполняют в такой последовательности.

Сначала при помощи контрольной лампы определяют пары выводов, принадлежащих отдельным фазным обмоткам (рис. 2).

Рис. 2 . Определение фазных обмоток при помощи контрольной лампы.

К зажиму сети 2 подключают один из шести выводов статорной обмотки двигателя, а к другому зажиму сети 3 подключают один конец контрольной лампы. Другим концом контрольной лампы поочередно касаются каждого из остальных пяти выводов статорных обмоток до тех пор, пока лампа не загорится. Если лампа загорелась, значит, два вывода, присоединенные к сети, принадлежат одной фазе.

Необходимо следить при этом, чтобы выводы обмоток не замыкались друг с другом. Каждую пару выводов помечают (например, завязав ее узелком).

Определив фазы статорной обмотки, приступают ко второй части работы - определению согласованных выводов или "начал" и "концов". Эта часть работы может быть выполнена двумя способами.

1. Способ трансформации. В одну из фаз включают контрольную лампу. Две другие фазы соединяют последовательно и включают и сеть на .

Если эти две фазы оказались включенными так, что и точке О условный "конец" одной фазы соединен с условным "началом" другой (рис. 3, а), то магнитный ноток ∑Ф пересекает третью обмотку и индуктирует в ней ЭДС.

Лампа укажет наличие ЭДС небольшим накалом. Если накал незаметен, то следует применить в качестве индикатора вольтметр со шкалой до 30 - 60 В.

Рис. 3. Определение начал и концов в фазных обмотках двигателя методом трансформации

Если в точке О встретятся, например, условные "концы" обмоток (рис. 3, б), то магнитные потоки обмоток будут направлены противоположно друг другу. Суммарный поток будет близок к нулю, и лампа не даст накала (вольтметр покажет О). В данном случае выводы, принадлежащие какой-либо из фаз, следует поменять местами и включить снова.

Если накал у лампы есть (или вольтметр показывает некоторое напряжение), то концы следует пометить. На одни из выводов, которые встретились в общей точке О, надевают бирку с пометкой Н1 (начало I фазы), а на другой вывод - К3 (или К2).

Бирки К1 и Н3 (или Н2) надевают па выводы, находящиеся в общих узелках (завязанных при выполнении первой части работы) с Н1 и К3 соответственно.

Для определения согласованных выводов третьей обмотки собирают схему, представленную на рисунке 3, в. Лампу включают в одну из фазе уже обозначенными выводами.

2. Способ подбора фаз. Этот способ определения согласованных выводов (начал и концов) фаз статорной обмотки можно использовать для двигателей небольшой мощности - до 3 - 5 кВт.

Рис. 4. Определение "начал" и "концов" обмотки методом подбора схемы "звезда".

После того как определены выводы отдельных фаз, их наугад соединяют в звезду (по одному выводу от фазы подключают к сети, а по одному - соединяют в общую точку) и включают двигатель в сеть. Если в общую точку попали все условные "начала" или все "концы", то двигатель будет работать нормально.

Но если одна из фаз (III ) оказалась "перевернутой" (рис. 4, а), то двигатель сильно гудит, хотя и может вращаться (но легко может быть заторможен). В этом случае выводы любой из обмоток наугад (например, I ) следует поменять местами (рис. 4, б).

Если двигатель опять гудит и плохо работает, то фазу следует снова включить, как прежде (как в схеме а), но повернуть другую фазу - III (рис. 3, в).

Если двигатель и после этого гудит, то эту фазу следует также поставить по-прежнему, а повернуть следующую фазу - II.

Когда двигатель станет работать нормально (рис. 4, в), все три вывода, которые соединены в общую точку, следует пометить одинаково, например "концами", а противоположные - "началами". После этого можно собирать рабочую схему, указанную в паспорте двигателя.

Есть трехфазный асинхронный двигатель, на котором отсутствует клеммная колодка, выходят шесть концов проводов, но разобраться с выходящим пучком не можете. Попробуем вместе разобраться с этой проблемой.
Прежде всего на пригодность. Сопротивление в норме — вызваниваем (находим) каждую обмотку, можно тем же мегаомметром, но лучше омметром. Одна определилась — сразу надо промаркировать ее выводы. Так будем делать для всех трех обмоток. Маркировать можно как угодно, только у каждого вывода должно быть свое название, чтоб его с другим выводом не перепутать.

Например, я определил первую обмотку L1, концы ее обозначил Н1, К1. Почему так? Мы ведь будем определять начало и конец обмоток статора. Где начало, а где конец у первой — нет никакой разницы. Главное, другие согласовать с ней. Поэтому в первой обмотке один вывод обозначен началом (Н1), второй — концом (К1), чтобы уже потом не переписывать. Маркировку можно сделать маркером на кембриках, надетых на провода, можно скотчем примотать простую бумажку, а потом переделать на кембрик. На бумажке даже удобней, когда придется переделывать маркировку. А вот на выводы Н1, К1 можно сразу надеть трубку с обозначением, здесь все готово.
Определяем L2, найденные выводы обозначим как 2, 3. Для третьей (L3) — цифры 4, 5.
Теперь, собственно, будем определять начало и конец обмоток асинхронного двигателя. Последовательность действий соблюдать в следующем порядке:

• К выводу К1 присоединяем провод с цифрой 2 (Рис. 1).
• К выводам 4, 5 подключаем вольтметр для замера переменного напряжения.
• К проводам Н1, 3 подключаем 220V, можно меньше, но только переменное напряжение.
• Фиксируем показание вольтметра, отключаем напряжение.
• Меняем друг с другом провода 2, 3; подключаем напряжение, фиксируем показание вольтметра.

Значительно превосходящее показание вольтметра указывает на правильное соединение обмоток Н1, К1 — 2, 3. Допустим, наибольшее показание было с первым подключением. Значит, вывод 2 является началом, а вывод 3 — концом. Провод 2 окончательно маркируем как Н2, а провод 3 — К2.
Далее.

• Вместо теперь уже Н2, К2 присоединяем к К1 провод 4, а вольтметр — к Н2, К2 (Рис. 2).
• На провода Н1, 5 подаем напряжение. Фиксируем показание.
• Отключаем напряжение. Меняем 4 провод с 5. Включаем. Показание.

Допустим, во втором случае показание вольтметра было значительно больше. Значит, 5 провод — начало L3 (обозначим как Н3), 4 — конец L3 (К3).
Таким образом определились начало и конец обмоток статора асинхронного двигателя, осталось только .

Любой инструмент подвержен перегрузкам и различным повреждениям. Можно уронить электроинструмент, пролить на него жидкость, в результате чего на обмотках появится ржавчина, которая приведёт в негодность двигатель. Своими руками перемотка электродвигателя осуществляется довольно просто, но потребуется наличие минимального комплекта инструментов.

Самое главное — нужна сноровка и опыт в ремонте. При неправильной эксплуатации электроинструмента, весь удар на себя берёт именно обмотка ротора. Проволока, из которой она изготовлена, может разорваться или обгореть. Но если заменить обмотку, то ресурс инструмента значительно увеличится.

Инструменты и приспособления

Для того чтобы самостоятельно осуществить перемотку якоря электродвигателя своими руками, потребуется наличие следующих инструментов и приспособлений.

1. Мультиметра или индикатора напряжения, а также лампы 12 В (мощность не более 40 Вт), мегомметра.
2. Обмоточного провода, его диаметр должен быть точно такой же, как и на вышедшем из строя электродвигателе.
3. Картон диэлектрический толщиной 0,3 мм.
4. Электрический паяльник.
5. Толстые хлопчатобумажные нити.
6. Эпоксидная смола или лак.
7. Наждачная бумага.

Прежде чем начинать проводить работы, необходимо точно установить поломку. Для этого необходимо визуально осмотреть электродвигатель и проверить, идёт ли на коллектор напряжение. Осуществить диагностику кнопки запуска, прозвонить ее с помощью мультиметра. Только в том случае, если цепь питания полностью исправна, необходимо разбирать электродвигатель и заниматься его ремонтом.

Подготовка к перемотке

Прежде чем приступать к работе, необходимо изучить инструкцию по перемотке электродвигателей. Своими руками если это делать, потребуется не менее 4 часов, и это только на перемотку якоря. Перед началом ремонта необходимо выполнить следующие действия.

1. Посчитать число пазов на якоре.
2. Пересчитать количество ламелей на коллекторе.
3. Определить, с каким шагом произведена намотка. Чаще всего укладываются катушки в начальный паз, после чего в седьмой, а крепится на первом.

Также иногда используется сброс влево или вправо. Если происходит намотка со сбросом вправо, катушка уходит вправо от начала обмотки. Например, если в якоре 12 пазов, шаг намотки 1-6 и сброс производится вправо, закладывается обмотка в первом, после чего в восьмом и проводится крепление во втором пазах. Все эти моменты обязательно необходимо учитывать, иначе после ремонта окажется, что электродвигатель вращается в другую сторону.

Направление намотки и начальный паз

Для того чтобы осуществить перемотку эл. двигателей в бытовых условиях, необходимо запоминать, записывать, либо же фотографировать каждый этап проведения работ. Это существенно облегчит ремонт, позволит избежать неточностей при сборке. Чтобы определить направление намотки и начальный паз, необходимо найти катушку, не прикрытую другими. Именно она является последней.

В том случае, если обмотка уложена вправо, то начальный паз находится справа от крайней катушки. Именно отсюда и необходимо начинать укладку провода. Только таким образом можно добиться максимально точной намотки, очень близкой к заводской. Если исходная обмотка симметрична, в ней укладываются попарно катушки, то начальных пазов будет два. Найти их можно точно так же, как и в прошлом случае.

Особенности

Мастеру обязательно нужно узнать, сколько витков провода уложено в одном пазу и во всей катушке. Для этого необходимо катушку, расположенную сверху, отделить и посчитать, сколько в ней витков. Если необходимо, то производите разборку при помощи газовой горелки. Число витков в пазу напрямую зависит от:

• числа ламелей на коллекторе;
• количества пазов на якоре.

После подсчёта необходимо подготовить коллектор, демонтаж его не требуется. Для этого нужно просто измерить значение сопротивления между корпусом и ламелями.

Сопротивление должно быть в пределах 200-250 кОм. После этого необходимо полностью демонтировать старый проводник, для этого удаляете обмотку. Тщательно защищаете все пазы и корпус якоря. Нагар, заусеницы, обязательно шлифуете при помощи наждачной бумаги. После этого из картона необходимо нарезать прямоугольные отрезки, соответствующие размерам пазов в якоре.

Намотка нового провода

После этого можно приступать к намотке новых проводников. Схема обязательно должно быть такой же, как и на заводской. Начинайте укладку с начального паза, соблюдайте сброс и шаг намотки. Крепеж производится при помощи хлопчатобумажных ниток непосредственно у коллектора. Синтетические нитки не рекомендуется применять, так как они подвержены горению.

После завершения всех работ необходимо проверить обмотки на межвитковое замыкание и обрывы. Если нет поломок, то необходимо нанести эпоксидную смолу или лак на обмотку. Чтобы ускорить процесс, необходимо якорь поместить в духовку, установив температуру в ней 80 градусов. Сушка должна проводиться не менее 20 часов.

Балансировка ротора

Для того чтобы электроинструмент после ремонта работал максимально эффективно, потребуется сделать балансировку. Так как все работы выполняются в домашних условиях, обязательно следует соблюдать определенные рекомендации. Перемотка электродвигателя своими руками выполняется довольно просто, намного сложнее окажется произвести балансировку.

1. Подберите два стальных лезвия. Они должны быть ровные и гладкие.
2. Эти лезвия обязательно устанавливаются параллельно и крепятся к жесткому основанию.
3. Между ними необходимо соблюдать расстояние, которое равно размеру ротора.
4. Размещаете на этих стальных лезвиях ротор и наблюдаете, как он перемещается.
5. Обязательно якорь начнёт проворачиваться, наиболее тяжелая часть окажется снизу.
6. Нужно сместить центр тяжести к оси ротора, закрепляя на нем грузы.

После балансировки якорь должен быть неподвижным.

Для того чтобы уравнять стороны ротора, необходимо навесить на нем небольшие грузики, изготовленные из пластилина. Только после того, как достигнете равновесия, необходимо снять пластилиновые грузики, взвесить их, припаять металл. После этого обязательно перепроверьте балансировку.

Особенности проверки асинхронных моторов

Асинхронные двигатели могут быть одно- и трехфазными. Существуют особенности проверки этих машин.

1. У однофазных асинхронников у пусковой обмотки сопротивление больше, чем у рабочей. Проверить это можно при помощи любого мультиметра.
2. Между обмотками и корпусом электродвигателя сопротивление должно быть большим.
3. В трехфазных моторах у всех обмоток одинаковое сопротивление.

Чтобы узнать более точные параметры двигателя, нужно прочитать информацию, которая находится на его корпусе. На нем имеется пластина со всеми параметрами работы, а иногда даже со схемами соединения обмоток.

Разборка асинхронного мотора

Прежде чем осуществлять перемотку статора асинхронного электродвигателя, необходимо его полностью разобрать. Для этого потребуется использовать съемник, так как крышки установлены на подшипниках очень плотно. Старайтесь все работы проводить как можно аккуратнее, чтобы не допустить разрушение крышки и не повредить обмотку.

Короткозамкнутые роторы очень редко ломаются, поэтому при ремонте его трогать не нужно. Потребуется менять только обмотки на статоре. В том случае, если присутствует почернение на проводах, это говорит о поломке в двигателе. Все соединения в асинхронных двигателях практически незаметны, так как они очень хорошо изолированы, ведь произведен крепеж бандажом.

Удаление обмотки

После разборки обязательно удалите старую обмотку. Для этого потребуется при помощи острого ножа срезать все верёвки и избавиться от клея. Провода максимально очищаются от грязи, электрические соединения при этом не разрушаете. Желательно производить фотографирование всех соединений, чтобы при сборке сделать всё правильно. Обязательно составляете схему соединения всех обмоток, можно использовать для этого справочники.

Затем необходимо выбить колья, изготовленные из текстолита или дерева, которые находятся внутри пазов статора. После этого демонтировать прокладки, освобождая провода. Найдите крайний провод, отведите его к середине статора, он должен полностью отклеиться от обмотки. После этого разматываете следующий виток, до тех пор, пока полностью не освободите паз.

Намотка провода

Способов перемотки статора асинхронного электродвигателя существует несколько, но при выборе любого из них обязательно запоминаете каждый шаг при разборке. Это позволит облегчить ремонт, причём, значительно. Для намотки потребуется медный провод в лаковой изоляции, его сечение должно быть таким же, как и на ремонтируемом электродвигателе.

Убедитесь в том, что на корпусе и магнитопроводе электродвигателя отсутствуют повреждения. После этого необходимо изготовить гильзы, установить их в пазы на статоре. Чтобы не заниматься подсчетом количества витков, не определять толщину, прочность и термостойкость материалы для изготовления гильз, можно воспользоваться справочной литературой. Для этого необходимо узнать тип и модель асинхронного мотора.

Все работы в специализированных мастерских производятся на станках. Автоматом производится даже подсчет числа витков. Но как в домашних условиях перемотать электродвигатель, если таких условий нет? Придётся всё считать самостоятельно, либо же брать все данные из сервисной книжки к электродвигателю.

Завершение намотки

После того как уложите все обмотки в пазах, необходимо вставить между катушками изоляторы. Бандаж необходимо проводить на тыльной стороне статора. Проводите нить через все петли, старайтесь при этом стягивать все изоляторы и провода. Добейтесь того, чтобы изоляционные пластины не соскользнули со своих мест.

Обязательно по завершению выполнить диагностику всей обмотки, после чего прогреть статор и нанести специальный лак. Статор обязательно нужно полностью погружать в лак. Именно так сможете добиться максимальный механической прочности обмоток, ведь заполните пустоты и пазы. На этом перемотка электродвигателя своими руками окончена, можно приступать к эксплуатации.

Важная составная часть электродвигателей - ее обмотки, в которых происходят основные рабочие процессы по преобразованию энергии. В наиболее распространенных типах электрических машин можно выделить:

трехфазные обмотки машин переменного тока, используемые обычно в статорах трехфазных асинхронных и синхронных машин, а также в роторах асинхронных двигателей с контактными кольцами.

однофазные обмотки статоров асинхронных однофазных двигателей с короткозамкнутым ротором.

обмотки якорей коллекторных машин постоянного и однофазного переменного тока.

короткозамкнутые обмотки роторов асинхронных электродвигателей.

обмотки возбуждения синхронных и коллекторных машин.

Обмотки возбуждения синхронных и коллекторных машин состоят, как правило, из сравнительно простых полюсных катушек. Несложным является и устройство короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей. Остальные же виды перечисленных выше обмоток представляют собой достаточно сложные системы размещенных в пазах изолированных проводников, соединенных по особым схемам, требующим специального изучения.

Виток обмоток:

Простейшим элементом обмотки является виток, который состоит из двух последовательно соединенных проводников, размещенных в пазах, находящихся, как правило, под соседними разноименными полюсами.

Лежащие в пазах проводники витка являются его активными сторонами, поскольку именно здесь наводится ЭДС от главного магнитного поля машины. Находящиеся вне паза части витка, соединяющие между собой активные проводники и располагающиеся по торцам магнитопровода, называются лобовыми частями.

Проводники, образующие виток, могут состоять из нескольких параллельных проводов. Обычно к этому прибегают, чтобы сделать обмотку мягкой и облегчить ее укладку в пазы.

Один или несколько последовательно соединенных витков образуют катушку или секцию обмотки. Если секция состоит из одного витка, то такую обмотку называют стержневой, так как в этом случае находящиеся в пазах проводники обычно представляют собой жесткие стержни. Обмотка, состоящая из многовитковых секций, называется катушечной.

Катушка обмотки:

Катушка, или секция обмотки, характеризуется числом витков wc и шагом y, т. е. количеством охватываемых ею зубцов магнитопровода. Так, например, если одна сторона катушки (секции) лежит в первом пазу, а вторая - в шестом, то катушка охватывает пять зубцов и шаг ее равен пяти (у = 5). Шаг, таким образом, может быть определен как разность между номерами пазов, в которые уложены обе стороны катушки (у = 6 - 1 = 5).

Зачастую в обмоточных данных и технической литературе шаг обозначают номерами пазов (начиная с первого), в которые уложены стороны катушки, т. е. в данном случае это обозначение выглядит так: у = 1 - 6.

Шаг обмотки называют диаметральным, если он равен полюсному делению τ, т. е. расстоянию между осями соседних разноименных полюсов, или, что то же самое, числу пазов (зубцов), приходящихся на один полюс. В этом случае у = τ = z/2p, где z - число пазов (зубцов) сердечника, в котором размещена обмотка; 2р - число полюсов обмотки.

Если шаг катушки меньше диаметрального, то его называют укороченным. Укорочение шага, характеризуемое коэффициентом укорочения ky = у / τ, широко применяется в обмотках статоров трехфазных асинхронных электродвигателей, так как при этом экономится обмоточный провод (за счет более коротких лобовых частей), облегчается укладка обмотки и улучшаются характеристики двигателей. Применяемое укорочение шага обычно лежит в пределах 0,85 - 0,66.

В духполюсной электрической машине центральный угол, соответствующий полюсному делению, равен 180°. Хотя в четырехполюсных машинах этот геометрический угол равен 90°, в шестиполюсных - 60° и т. д., принято считать, что между осями соседних разноименных полюсов во всех случаях угол равен 180 электрическим градусам (180 эл. град.). Иначе говоря, полюсное деление τ = 180 эл. град.

Различают однослойные обмотки, где каждый паз занят стороной одной катушки (секции), и двухслойные, где в пазах размещены стороны разных катушек (секций) в два слоя.

Способы изображения обмоток:

Способы изображения обмоток электрических машин достаточно условны и своеобразны. Обмотки содержат большое число проводников, и изобразить все соединения и проводники на чертеже практически невозможно. Поэтому приходится прибегать к изображению обмоток в виде схем.

Преимущественно пользуются двумя основными способами изображения обмоток на схемах.

При первом способе цилиндрическую поверхность сердечника вместе с обмоткой (а у коллекторных машин - вместе с коллектором) как бы мысленно разрезают по образующей и разворачивают на плоскость чертежа. Такого типа схемы называются развернутыми, или схемами-развертками (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Развернутая схема трехфазной однослойной концентрической обмотки с z = 24, 2р = 4.

При втором способе обмотку как бы проектируют на плоскость, перпендикулярную оси сердечника, показывая вид обмотки с торца (для коллекторных машин обычно со стороны коллектора). Проводники (или активные стороны секций и катушек), расположенные в пазах па поверхности сердечника, изображают кружочками и показывают торцевые (лобовые) соединения обмотки. При необходимости изображают не только видимые с данной стороны торцевые соединения обмотки, но и размещенные с обратной стороны сердечника невидимые лобовые части, причем их изображение в этом случае выносится за окружность сердечника. Схемы такого типа называют торцевыми, или круговыми (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Торцевая схема обмотки m = 3, z = 24, 2р = 4.

Торцевая и развернутая схемы обмоток:

Наиболее распространены схемы, выполненные по первому способу. Они легче читаются и более наглядны. Для облегчения чтения и выполнения торцевых схем их выполняют упрощенным способом (рис. 2.3). Но даже после этого для обмотчика, не имеющего достаточного опыта работы с торцевыми схемами, они кажутся непонятными и неудобочитаемыми. В развернутых схемах расположение катушек и катушечных групп, соединение катушек и катушечных групп выглядит более реально и понятно.

Рис. 2.3. Торцевая схема при 2р = 4, а = 1.

Схемы дают достаточно четкое представление об устройстве и размещении на сердечнике всех элементов обмотки и соединений между ними. На схемах в основном изображают лишь проводники обмотки, стараясь по возможности опустить все остальные детали, загромождающие схему и затрудняющие ее чтение. Необходимые дополнительные технические данные приводятся на схемах в виде надписей.

Катушка, или секция на схеме изображается одной линией независимо от того, намотана она в один провод или в несколько параллельных проводов, состоит из одного витка или является многовитковой. На развернутой схеме секция или катушка изображаются в виде замкнутой, напоминающей действительную конфигурацию секции (катушки) фигуры, от которой ответвляются выводы.

В развернутых схемах двухслойных обмоток стороны катушек или секций, лежащие ближе к воздушному зазору, т. е. в верхнем слое паза, изображают сплошными линиями, а стороны, лежащие в нижнем слое, - штриховыми (пунктирными). Иногда (в книгах старых изданий) активные стороны катушек в обоих слоях паза изображают сплошными линиями, но те стороны, что лежат в верхнем слое, располагают слева, а те, что лежат в нижнем слое, - справа.

На схемах трехфазных обмоток провода разных фаз могут изображаться различающимися между собой линиями, например сплошными, штриховыми и штрихпунктирными, линиями разной расцветки или разной толщины, двойными линиями с разной штриховкой между ними.

На схемах обычно указывают номера пазов, номера коллекторных пластин, могут быть также обозначены номера секций и их сторон, номера и маркировка выводных концов катушечных групп, фаз обмотки, указаны направления токов, фазные зоны, полюса магнитного поля и т. д. (рис. 2.4 - 2.6).

Рис. 2.4. Развернутая схема двухслойной обмотки при z = 24, 2р = 4, q = 2.

Рис. 2.5. Изображение катушечных групп на схемах: а - развернутой, б – условной.

Рис. 2.6. Условные схемы двухслойной обмотки статора: а - для трех фаз при 2р = 2; б - для одной фазы при 2р = 2, в - для одной обмотки статора при 1р = 4.

Схемы необходимы не только при изучении принципа работы обмоток, их устройства, свойств и особенностей, но также и для выполнения обмоточных работ. Не имея схемы и не сверяясь с ней в процессе работы, трудно выполнить обмотку, поэтому перед началом ремонта обмотки надлежит составить ее схему или найти в справочнике аналогичную.

Упрощенные торцевые схемы:

Следует отметить, что полные развернутые и торцевые схемы сложных многополюсных обмоток с большим числом пазов получаются очень громоздкими и трудными для чтения.

В этих случаях в процессе выполнения обмоток, элементы которых повторяются, часто используют практические развернутые схемы, где изображена, например, лишь одна фаза (иногда часть фазы) трехфазной обмотки или несколько секций обмотки коллекторной машины. Широко используются также упрощенные торцевые схемы, где целые катушечные группы изображаются в виде части дуги с обозначениями выводов, а более мелкие элементы обмотки не изображают или изображают на схеме отдельно. Упрощенные торцевые схемы удобны при выполнении соединений между катушечными группами в сложных обмотках.