Сердечники и их ремонт
Ремонт сердечников производят после удаления обмотки. Устранение дефектов на обмотанном сердечнике может привести к повреждению изоляции и выходу из строя обмотки при дальнейшей эксплуатации. К основным неисправностям сердечников относятся: ослабление прессовки, веер зубцов, оплавление отдельных участков стали, нарушение изоляции между листами.
Различают местный ремонт сердечника, при котором дефекты устраняют без перешихтовки, и ремонт с перешихтовкой части или всего сердечника (как правило, только в крупных машинах). Перешихтовка сердечников малых машин в большинстве случаев экономически нецелесообразна и производится очень редко.
Местный ремонт заключается в восстановлении ослабленной прессовки, устранении дефектов на торцах сердечника и в местах оплавления. В машинах мощностью до 100 кВт обычно устраняют лишь незначительные дефекты, которые обнаруживаются после выемки обмотки.
Сердечник должен быть спрессован так плотно, чтобы сила трения между листами исключала возможность даже незначительного их перемещения относительно друг друга. Плотность прессовки проверяют в зубцах и доступных местах спинки сердечника контрольным ножом (рис. 1, а), который вдвигают между листами сердечника. Если при сильном нажатии на рукоятку ножа его лезвие входит не более чем на 2—3 мм, плотность прессовки считается удовлетворительной. Нож с индикатором 2 (рис. 1, б), установленным между лезвием 3 и рукояткой /, позволяет контролировать нажатие. 
Рис. 1. Контрольные ножи:
а — без индикатора, 6 — с индикатором
В некоторых случаях применяют способ контроля с помощью тензометрических устройств, действие которых основано на изменении сопротивления тонкой проволоки при ее растяжении. Проволоку наклеивают на упругую пластинку, которую встраивают в щуп. Щуп забивают молотком между листами, при этом он деформируется. О деформации судят по изменению сопротивления проволоки, которое измеряется высокочувствительным прибором. Каждый щуп тарируют под прессом, определяя показания прибора при известных деформациях.
При ослабленной прессовке на поверхности сердечника появляются ржавые пятна в результате контактной коррозии, которая вызывается перемещением листов стали друг относительно друга. В работающей машине при ослабленной прессовке возникает специфический шум, а иногда и вибрация, которая особенно опасна в зубцовой зоне, так как может вызвать истирание пазовой изоляции обмотки.
Ослабление прессовки наиболее часто наблюдается в зубцах. Если дефект носит местный характер, его можно устранить с помощью текстолитовых или гетинаксовых клиньев (рис. 2, а) толщиной 2—3 мм, ширина и высота которых должна соответствовать размерам зубца. Клинья промазывают клеем и забивают между листами в зубцы. Они могут быть установлены также между листами и нажимной шайбой (рис. 2, б). Чтобы клинья не выпадали, их заглубляют ниже поверхности листов, а листы отгибают.
После установки клиньев сердечник в местах ремонта покрывают изоляционным лаком. Сохранность покрытия проверяют при последующих ремонтах. Целостность пленки свидетельствует об отсутствии на отремонтированных участках контактной коррозии. Если на отлакированной поверхности появляются следы коррозии, производят дополнительное уплотнение зубцов сердечника. Для устранения распушения на торцах сердечника применяют склеивание крайних листов лаками воздушной сушки. Промежутки между ними промазывают кистью, сердечник в зоне зубцов стягивают и просушивают. Склеиванием достигается его высокая монолитность, так как зубцы соединяются по всей поверхности. 
Рис. 2. Устранение местных дефектов сердечников:
а — клин. б — установка клипа, в — установка заполнителя
Пробой изоляции на корпус или между фазами обмотки при работе машины сопровождается появлением электрической дуги с высокой температурой, которая в пазовой части может расплавить листы сердечника. Оплавленный участок при ремонте вырубают на такую глубину, чтобы не осталось сплавленных между собой листов. Поверхность вырубленной зоны защищают острым шабером или шлифовальным камнем, ликвидируя замыкания между листами. Межлистовая изоляция под воздействием высокой температуры нарушается ниже зоны оплавления. Ее восстанавливают. Листы раздвигают ножом, между ними заливают лак БТ-99 и закладывают пластинки слюды толщиной 0,05—0,07 мм на глубину не менее 10—15 мм.
Отремонтированный участок покрывают лаком. Если поврежденная зона находится в пазу, ее дополнительно заполняют полосками изоляции и специальной замазкой заподлицо с дном и стенками паза, чтобы создать опорную поверхность для обмотки.
В случае повреждения зубца на значительной длине в вырубленную его часть устанавливают заполнитель (рис. 2, в) из текстолита или гетинакса, который тщательно подгоняют по месту и устанавливают на клее. В верхней его части пропиливают углубления под пазовые клинья, которые дополнительно крепят заполнитель. Такой ремонт производят при восстановлении сердечников крупных машин. В машинах мощностью до 100 кВт обычно ограничиваются зачисткой оплавленных мест, сердечники со значительными повреждениями не ремонтируют.
При ослаблении прессовки всего сердечника дефект нельзя устранить забивкой клиньев. В этом случае с одной стороны снимают нажимную шайбу, подкладывают под нее электрокартон или асбест, вырезанные по форме листа сердечника, после чего шайбу устанавливают на место и сердечник опрессовывают. Статор 3 (рис. 3), листы которого набраны непосредственно в корпус, при таком ремонте устанавливают на деревянные брусья 1, чтобы был доступ к гайкам 10. навинченным на стяжные шпильки 8. Затяжкой гаек 7 опрессовывают сердечник, замеряют высоту, на которую опустилась верхняя нажимная шайба 4. Затем удаляют шпонки 5, отвинчивают гайки 7, снимают шайбу и на сердечник накладывают листы электрокартона или асбеста 9. Общая толщина листов должна быть равна той высоте, па которую удалось осадить шайбу при опрессовке. Диаметр стяжных шпилек должен быть таким, чтобы обеспечить усилие, необходимое для опрессовки сердечника данных размеров. 
Рис. 3. Ремонт сердечника статора с ослабленной прессовкой:
1 — деревянные брусья, 2 — станина, 3 — статор, 4 — нажимная шайба, 5 — шпонка, 6 — кольцо, 7, 10 — гайки, 8 — шпилька, 9 — электрокартон (асбест)
Общее ослабление прессовки часто сопровождается смещением отдельных листов сердечника, при котором зубцы частично заходят в пазы. В этом случае сердечник исправляют, прогоняя через пазы оправки тех же размеров, что и пазы, и имеющие коническую заходную часть. Чтобы получить гладкие стенки, пазы после ремонта сердечника опиливают.
Нарушение межлистовой изоляции сердечника происходит при ее естественном старении в результате длительного срока эксплуатации или при чрезмерном перегреве сердечника. Ремонт таких сердечников требует восстановления изоляции листов, сердечники приходится полностью расшихтовывать и после изолировки листов собирать заново. Стоимость такого ремонта может превысить стоимость нового двигателя. Как правило, перешихтовка и переизолировка для электродвигатели мощностью от 400 до 600 кВт оказывается нецелесообразной. Крупные машины в экономически обоснованных случаях ремонтируют на месте установки. Для этой цели существуют специальные лак-машины, которые могут быть разобраны на части и перевезены к месту ремонта.
Источник
Ремонт сердечников
Характерными повреждениями сердечников (роторов и якорей) являются:
1) Ослабление посадки сердечника в корпусе (на валу)
2) Сдвиг в осевом направлении
3) Распушение крайних листов
4) Ослабление прессовки
5) Выгорание или оплавление отдельных участков
6) Износ внутренних (наружных) поверхностей
Ремонт при ослаблении посадки сердечника
1) Проверка состояния штопоров и шпоночных канавок
2) Устанавливают сердечник на место и закрепляют вновь изготовленными стопорами в новые отверстия
3) Сердечник ротора или якоря выпрессовывают, ремонтируют или заменяют валÞ устанавливают сердечник
Ремонт при распушении крайних листов сердечника
1) Пропитывают ножовочным полотном наклонные пазы в зубцах и проваривают эти пазы электросваркой электродом ОММ5 диаметром 2 мм, сжав кольцом, при помощи шпилек, пропущенных через пазы. Шов запиливают
2) Склеивают, промазав лаком, стягивают кольцом, шпильками и сушат.
Ремонт при ослаблении прессовки сердечника.
Если сердечник небольшого диаметра, то между нажимной шайбой и крайними листами через каждые 2-4 зубца забивают текстолитовые клинья. Для предотвращения выпадания его промазывают лаком и загибают крайний лист сердечника.
У крупных машин протягивают стяжные шпильки. По окончании протяжки восстанавливают стопорящие сварочные швы.
Ремонт при выгорании участка зубца сердечника.
При выгорании или оплавлении участка зубца сердечника производят удаление дефектной части и установку на её место протеза из стеклотекстолита, который необходим для предотвращения выпучивания обмотки.
Источник
Неисправности и ремонт сердечников — Местный ремонт сердечников
Содержание материала
Ремонт электрической машины, связанный с заменой обмотки, может производиться только после проверки и устранения обнаруженных неисправностей сердечника. Как было указано выше, при уложенной обмотке устранение даже мелких дефектов сердечника недопустимо, так как это может привести к повреждению изоляции обмоток.
Перед выемкой и после выемки обмотки из пазов сердечник тщательно осматривают и производят необходимые испытания.
До демонтажа обмотки производятся: продувка статора (ротора) сухим сжатым воздухом под давлением 0,3-0,4 МПа;
осмотр поверхности сердечника в расточке и спинке, если она доступна осмотру, а также поверхности сердечника ротора; все участки поверхности, имеющие потемнения, цвета побежалости, налеты красноватой пыли и другие дефекты, свидетельствующие о перегревах и местных повреждениях стали, четко отмечают мелом;
проверка плотности запрессовки активной стали способом, указанным ниже; контроль со стороны расточки производится в каждом зубце, а со стороны спинки — во всех доступных местах; места, имеющие недостаточную прессовку, должны быть четко отмечены мелом.
После демонтажа обмотки повторно производят все вышеперечисленные операции. Кроме того, дополнительно;
очищают сердечник от остатков старой изоляции и продувают сухим сжатым воздухом;
протирают сердечник, включая пазы, тряпкой, смоченной в уайт-спирите или бензине; просвечивают пазы переносной лампой; при наличии отдельных зубцов, выступающих в пазы, опиливают их;
проверяют ножом и простукиванием молотком плотность установки пальцев, нажимных плит (шайб) и распорок (ветрениц) в радиальных каналах;
проверяют положение нажимных пальцев по отношению к зубцам; отмечают пальцы, смещенные по отношению к оси зубцов;
испытывают изоляцию стяжных болтов или шпилек, если они проходят через спинку активной стали и по конструкции электрически изолированы от сердечника;
испытание производится напряжением 1000 В переменного тока в течение 1 мин;
испытывают активную сталь на отсутствие замыкания между листами и для определения удельных потерь в стали от вихревых токов и перемагничивания способом, указанным в § 8.
Для электрических машин, выпущенных заводом- изготовителем более 10 лет назад, испытание является обязательным вне зависимости от результатов осмотра и проверки плотности запрессовки стали. Для электрических машин, выпущенных менее 10 лет назад, испытание производят в тех случаях, когда имеются оплавленные участки или значительное общее ослабление прессовки, а также при сомнениях в надежности межлистовой изоляции.
Указанный комплекс осмотров, проверок и испытаний дает возможность решить вопрос о необходимости и объеме предстоящего ремонта сердечника.
Основными неисправностями сердечников являются ослабление прессовки, распушение торцевых пакетов стали (образование «веера»), оплавление отдельных участков стали и нарушение межлистовой изоляции. Устранение неисправностей первых трех видов не связано с перешихтовкой сердечника; ремонт носит местный характер. Ниже описывается способы устранения местных неисправностей.
Восстановление прессовки. Активная сталь сердечника должна быть спрессована так плотно, чтобы сила трения между ее отдельными листами исключала возможность какого-либо, даже незначительного перемещения одного листа по отношению к другому.
Лри разборке машины перед ремонтом и осмотре состояния активной стали ослабленная прессовка выявляется наличием ржавых пятен на ее поверхности и в местах посадки на сборочные клинья или шпильки. Такое ржавление распространяется только на участки с пониженной прессовкой и является результатом так называемой контактной коррозии, которой подвергаются поверхности стальных листов и деталей, перемещающихся одна относительно другой.
Ослабление прессовки вызывает специфический шум, а иногда и вибрацию машины. Вибрация же машины и отдельных листов сердечника приводит к разрушению межлистовой изоляции и поломке незажатых стальных листов, смежных с вентиляционными каналами. Отломанные части зубцов могут повредить изоляцию и активную сталь.
Значительная вибрация стали в зубцовой зоне представляет особую опасность для изоляции обмотки, так как может вызвать истирание ее ,в шестах, прилегающих к вибрирующим участкам. Поэтому перед укладкой обмотки безусловно должна быть восстановлена достаточная прессовка сердечника.
Следует отметить, что чрезмерная прессовка сердечника также нежелательна, так как при этом возрастают механические напряжения в крепежных деталях и устройствах, что может вызвать их деформацию и поломку (отрыв ребер от станины, нарушение сварных швов).
Рис. 30. Контрольный нож.
Наиболее просто, хотя и очень приближенно, степень прессовки определяют при помощи контрольного ножа с лезвием толщиной 1,0 мм (рис. 30). При удовлетворительной запрессовке стали лезвие ножа не должно входить между листами более чем на 1—2 мм при сильном нажатии рукой. Этот способ проверки нельзя считать достаточно объективным, так как результат зависит от степени нажатия на нож. Более совершенной является проверка тензометрическим измерителем давления, действие которого основано на изменении электрического сопротивления тонкой проволоки или пластики при ее деформации от приложенного давления.
Так как ослабление прессовки чаще всего наблюдается в зубцовой зоне, иногда достаточно в места с ослабленной прессовкой плотно забить текстолитовые или гетинаксовые уплотняющие клинья, размеры которых соответствуют размерам зубца. При забивке клинья заглубляют на 2—3 мм ниже поверхности стали, и для предохранения от выпадания их покрывают клеящим лаком или клеем БФ-2 и отгибают на них края смежных листов стали.
После забивки уплотняющих клиньев сердечник покрывают масляно-битумным лаком воздушной сушки БТ-99 (ГОСТ 8017-56). При последующих ревизиях и осмотрах сердечника сохранность лаковой пленки поможет убедиться в отсутствии на отремонтированных участках контактной коррозии; наличие коррозии на отлакированной поверхности определит необходимость дополнительного уплотнения стали.
Помимо ослабления прессовки на отдельных участках, может быть ослаблена прессовка всего объема сердечника. В этом случае удаляют нажимную шайбу сердечника, удерживаемую сваркой или закладными шпонками, укладывают на сердечник лисы текстолита марки СТЭФ или асбеста, вырезанные по форме листов стали, вновь накладывают нажимную шайбу, прессуют сердечник и закрепляют шайбу. Приспособления, применяемые для прессовки сердечника, описаны на стр. 43.
Часто при ослаблении прессовки имеет место деформация пакетов стали, при которой отдельные листы смещаются в тангенциальном направлении и зубцы частично заходят в пазы. Эти пазы опиливают напильником или выправляют стальной оправкой, размеры которой равны размерам лаза в свету с допуском по ширине
мм.
Ремонт торцевых пакетов. Если нажимная шайба и крайние листы сердечников статора недостаточно жестки, то на краях сердечника зубцы расходятся, образуя так называемый «веер». Более совершенными являются конструкции крепления стали, в которых зубцы на торцах сердечника удерживаются от изгибания пальцами, приваренными к нажимной шайбе сердечника или утолщенному крайнему листу стали, либо составляют одно целое с нажимной шайбой.
Распушение крайних листов, так же как общее ослабление прессовки сердечника стали, представляет значительную опасность, так как незакрепленные зубцы начинают вибрировать, перетирая изоляцию катушек в местах выхода их из пазов. У машин малой мощности распушение крайних листов стали устраняют пропиловкой наклонных пазов в зубцах (рис. 31) и проваркой этих пазов тонким сварочным швом 1. При пропиловке
и проварке зубцов сжимают сердечник в зубцовой зоне временным кольцом 2 при помощи стяжных шпилек 3, пропущенных через пазы, и после проварки запиливают швы заодно с поверхностью расточки.
Для машин большой мощности, имеющих относительно высокие зубцы, указанный способ ремонта не применяют.
Рис. 31. Сварка крайних листов стали.
С одной стороны, он не обеспечивает прочного и надежного скрепления листов, а с другой — это соединение создает замкнутые контуры для протекания вихревых токов, что представляет определенную опасность из-за возможных местных высоких перегревов стали.
Рис. 33. Установка и закрепление отдельных пальцев.
1 — нажимная шайба: 2 — палец; 3 — утолщенный лист; 4 — листы сердечника; 5 —сварочный шов; 6 — стальные штифты. Крепление пальцев: а—штифтами; б — сваркой; в — штифтами и сваркой.
Надежным способом ремонта являются установка дополнительной шайбы с зубцами (рис. 32) или установка и закрепление отдельных пальцев между сердечником и существующей нажимной шайбой (рис. 33).
Рис. 32. Установка дополнительной нажимной шайбы с зубцами.
- — основная нажимная шайба;
- — дополнительная нажимная шайба; 3 — зубец (палец) дополнительной шайбы; 4—утолщенный лист, 5 — листы сердечника; 6—сварочный шов; 7 — стальной штифт.
Указанные способы ремонта возможны при распрессовке сердечника и связанной с этим частичной или полной перешихтовкой листов активной стали.
Ремонт оплавленных участков сердечника. Повреждение обмоток, сопровождающееся возникновением электрической дуги, а также попадание в расточку посторонних металлических предметов могут вызывать местное оплавление и повреждение небольшого участка активной стали — не более четырех зубцов в пределах одного-двух пакетов.
Следует учитывать, что, помимо самого места, где в видимой зоне листы оплавлены, повреждается межлистовая изоляция на глубину 10—15 мм ниже этой видимой зоны оплавления. Во время ремонта всю поврежденную зону вырубают, чтобы не было сплавленных между собой листов и остатков расплавленной меди. Для удаления заусенцев между листами поверхность вырубленной зоны обрабатывают острым шабером или шлифовальным камнем.
При ремонте у поврежденного зубца отгибают ветреницу и листы раздвигают отверткой или ножом; в образовавшуюся щель заливают лак БТ-99 и между листами на возможно большую глубину, не менее 10— 15 мм, закладывают пластинки из слюды толщиной 0,05—0,07 мм. После установки пластинок отремонтированный участок стали также покрывают лаком БТ-99.
Бели поврежденный участок стали находится в пазу, то для предотвращения вспучивания обмотки в вырубленную полость укладывают полоски текстолита или гетинакса или заполняют ее специальной замазкой на основе эпоксидной смолы.
Способ приготовления и заложения замазки следующий. Нагретую до 70°С эпоксидную смолу ЭД-16 или ЭД-15 и дибутилфталат смешивают в соотношении на 100 частей смолы ЭД-16 25 частей дибутилфталата или на 100 частей смолы ЭД-15 10—15 частей дибутилфталата. Смесь тщательно перемешивают и помещают в стеклянную банку с плотно закрывающейся крышкой.
Перед употреблением на 100 частей смеси добавляют наполнитель, 10—20 частей графита и перемешивают новую смесь с наполнителем деревянной лопаткой. Затем при тщательном перемешивании в нее добавляют 10—12 частей отвердителя — полиэтиленполиамина. Отвердение замазки начинается через 20 мин после изготовления.
Перед заполнением полости ее очищают, удаляют образовавшуюся металлическую и наждачную пыль, обдувают сжатым воздухом и поливают уайт-спиритом. Заполнение производят металлическим шпателем.
Во избежание вытекания (расползания) замазки во время заполнения полости исправляемую поверхность по возможности располагают горизонтально. Отверждение замазки происходит через 24 ч при комнатной температуре. Бели зона повреждения значительна, приходится обрубать целиком зубец на длину одного-двух пакетов. В этом случае вырубленные зубцы заменяют заполнителем из текстолита или гетинакса (рис. 34). Заполнитель тщательно подгоняют по месту, чтобы он плотно лежал между обмоткой и сталью. Какого-либо специального крепления заполнителя не требуется, так как его клинообразная форма препятствует выпаданию из сердечника. Кроме того, пазовые клинья создают дополнительное крепление заполнителя.
Рис. 34. Установка заполнителя взамен зубца сердечника статора.
Если эти клинья деревянные, то на участке трех-четырех пакетов, прилегающих к заполнителю, их заменяют текстолитовыми или гетинаксовыми. Так же как и при установке уплотняющих клиньев, заполнитель промазывают клеящим лаком или клеем БФ-2 и отгибают на него края смежных листов стали.
При ремонте сердечников роторов (якорей) установка текстолитовых или гетинаксовых заполнителей взамен вырубленных зубцов допустима, если окружная скорость на поверхности сердечника не превышает 20 м/с. Заполнитель подгоняют по месту особо тщательно и по его краям делают выступы, заходящие в вентиляционные каналы под соседние пазы. Таким образом, заполнитель дополнительно удерживается обмоткой, расположенной в соседних пазух.
При окружной скорости сердечника более 20 м/с установка текстолитовых или гетинаксовых заполнителей недопустима; их выпадание может повлечь за собой очень крупные повреждения обмотки или активной стали.
Выплавление большого объема стали в трех и более пакетах, сопровождающееся выгоранием значительной площади многих листов стали и повреждением межлистовой изоляции в больших пределах, обычно не может быть ликвидировано устранением неисправности только самого поврежденного места, а требует частичной или полной перешихтовки активной стали с переизолировкой листов и равномерным распределением поврежденных листов (после их исправления) по всему объему сердечника, как это указано в § 6.
Источник