Следует отметить, что кабельная промышленность выпускает обмоточные провода нескольких марок с усиленной изоляцией, при которой не требуется наложения на проводники дополнительного слоя витковой изоляции. Для высоковольтных обмоток с изоляцией класса нагревостойкости B выпускают обмоточные провода марки ПЭТВСД с усиленной эмалеволокнистой изоляцией. Разработаны также аналогичные провода для обмоток высокого напряжения класса нагревостойкости F, имеющие изоляцию из стеклослюдинитовых лент. Толщина усиленной проводниковой изоляции меньше, чем обычной проводниковой и витковой изоляции, наложенной на проводник в процессе изготовления катушек, что дает возможность повысить использование зубцовой зоны машины, значительно уменьшает трудоемкость изготовления катушек (отпадает операция по наложению дополнительной витковой изоляции) и повышает надежность изоляции обмотки.

При укладке обмоток в машины высокого напряжения в пазах устанавливают прокладки из механически прочного изоляционного материала (см. табл. 3.3 и 3.4): на дно паза — для предохранения корпусной изоляции катушек от возможного повреждения о неровности дна паза; между слоями обмотки — для придания определенного расстояния между катушками, необходимого для правильного размещения их лобовых частей; под клин — для предохранения изоляции от повреждения при заклинивании и плотного закрепления сторон катушек в пазах.

В машинах напряжением до 660 В с усиленной изоляцией (влагостойкой, химостойкой и т.п.) также применяют обмотки из прямоугольных проводов с гильзовой или непрерывной изоляцией (табл. 3.7 и 3.8). Конструкция ее изоляции в основном аналогична конструкции изоляции обмоток высокого напряжения, но имеет меньшую толщину. Применяют два типа гильз — твердые и мягкие. Твердые гильзы, так же как и в изоляции машин высокого напряжения, выполняют из микафолия, стекломикафолия или из материалов на основе слюдинита с обкаткой горячими утюгами, опрессовкой и последующей запечкой. Мягкие гильзы выполняют из листового материала типа гибкого миканита с последующей обкаткой нанесенных слоев горячими утюгами. Непрерывная изоляция обмоток низкого напряжения по конструкции и технологии изготовления такая же, как и для машин высокого напряжения, но содержит меньшее число слоев. В обмотках некоторых машин изменено, по сравнению с машинами высокого напряжения, исполнение витковой изоляции. Для усиления изоляции между витками в пазовой и лобовых частях устанавливают прокладки из гибкого изоляционного материала (см. табл. 3.7).

Если номинальное напряжение машины мощностью более 100 кВт не превышает 660 В и к ее изоляции не предъявляют какие-либо специальные требования, то применяют обмотку из подразделенных катушек (см. рис. 3.3, а). Катушки такой обмотки также наматывают из прямоугольного провода, но их пазовая изоляция имеет конструкцию, принятую в обмотке из круглого провода, т. е. изолируют не катушки, а пазы машины. Отсутствие корпусной изоляции на самих катушках позволяет сделать их подразделенными — по ширине паза располагают по две стороны катушек в каждом слое. Это позволяет уменьшить ширину шлица паза (см. рис. 3.6, а). Такие пазы называют полуоткрытыми. Последовательность укладки подразделенных катушек (их часто называют полукатушками) в полуоткрытые пазы машины показана цифрами 1—4 на рис. 3.8. В такой обмотке изоляции между соседними по ширине паза катушками отсутствует, поэтому их соединяют между собой только параллельно, чтобы напряжение между двумя, лежащими рядом по ширине паза проводниками, было равно нулю. Такие проводники являются как бы двумя элементарными, образующими один эффективный.

---

Рис. 3.8. Последовательность укладки подразделенных катушек

в полуоткрытые пазы статора (показана стрелками и цифрами)

Корпусную изоляцию обмоток из подразделенных катушек выполняют из нескольких слоев листового материала в виде пазового короба. Такая конструкция менее надежна, чем гильзовая или непрерывная изоляция катушек, укладываемых в открытые пазы, но широко применяются, так как машины, статоры которых выполнены с полуоткрытыми пазами, более экономичны. Лобовые части подразделенных катушек изолируют ленточным материалом.

Конструкция изоляции обмотки из подразделенных катушек приведена в табл. 3.9. Для корпусной изоляции класса нагревостойкости B в современных машинах используют листовой слюдопласт, имеющий достаточные механическую и электрическую прочности, что позволяет выполнить пазовый короб из одного слоя лакослюдопласта. При этом толщина изоляции по сравнению с многослойной уменьшается при той же электрической и механической прочности, а теплопроводность возрастает.

Таблица 3.7. Гильзовая изоляция (твердая гильза) обмоток статоров

машин переменного тока на напряжение до 660 В

Класс нагревостойкости B нормального и усиленно-влагостойкого исполнения
Часть обмотки		Позиция		Материал							Количество слоев				Толщина изоляции, мм
				Наименование			Марка		Толщина, мм		по ширине		по высоте		по ширине		по высоте
Пазовая		1		Витковая изоляция*			—
		2		Стеклянная лента			ЛЭС		0,1		1 слой вразбежку				0,2		0,2
		3		Микафолий			МФГ		0,2		3,5 оборота				1,4		1,4
				Двусторонняя толщина изоляции пазовой части катушки			—								1,6		1,6
		4		Электронит			—		0,2		2		3		0,4		0,6
		5		То же			—		0,5		—		1		—		0,5
		6		Лакостекломиканит			ГФГС-ЛСБ		0,5		—		1		—		0,5
		7		Текстолит			В		—		—		—		—		0,5
				Допуск на укладку					0,5		—		1		0,3		0,5
				Всего на паз (без клина и витковой изоляции)					—		—		—		2,3		5,8
Лобовая		8		Микалента			ЛФЧ-11		0,17		2 слоя вполнахлеста				1,4		1,4
		9		Стеклянная лента			ЛЭС		0,10		2 слой вполнахлеста				0,4		0,4
		10		То же			ЛЭС		0,10		1 слой вразбежку				0,2		0,2
				Разбухание изоляции от пропитки			—		—		—				0,5		0,5
				Двусторонняя толщина изоляции лобовой части катушки			—		—		—				2,5		2,5
Класс нагревостойкости B тропического исполнения, классы нагревостойкости F и H всех исполнений
Часть обмотки	Позиция		Материал									Число слоев				Толщина изоляции, мм
			Наименование		Марка для класса нагревостойкости					Толщина, мм		по ширине		по высоте		по ширине		по высоте
					B	F		H
Пазовая (то же, что для класса нагрево-стойкости B нормально-го исполне- ния)	1		Витковая изоляция *
	2		Стеклянная лента		ЛЭС	ЛЭС		ЛЭС		0,2		1 слой вразбежку				0,2		0,2
	3		Стекло- микафолий		СМФГ	МФП-Т		СМФК		0,2		3,5 оборота				1,4		1,4
			Двусторонняя толщина изоляции пазовой части катушки													1,6		1,6
	4		Стеклолако- ткань		ЛСБ	ЛСБ		ЛСК		0,15		2		3		0,3		0,45
	5		Стеклотекстолит		СТ	СТЭФ		СТК-41		0,5		—		1		—		0,5
	6		Лакостекломика-нит		ГФГС-ЛСБ	ГФПС-ЛСП		ГФКС-ЛСК		0,5		—		1		—		0,5
	7		Стеклотекстолит		СТ	СТЭФ		СТК-41		0,5		—		1		—		0,5
			Допуск на укладку													0,3		0,5
			Всего на паз (без клина и витковой изоляции)													2,2		5,7
	8		Стекломикалента		С2ЛФГ	С2ЛФГ		ЛС2ФК		0,17		2 слоя вполнахлеста				1,4		1,4
	9		Стеклянная лента		ЛЭС	ЛЭС		ЛЭС		0,10		1 слой вполнахлеста				0,4		0,4
	10		То же		ЛЭС	ЛЭС		ЛЭС		0,10		1 слой вразбежку				0,2		0,2
Лобовая (то же, что для класса нагрево-стойкости B нормально-го исполне- ния)			Разбухание изоляции от пропитки													0,5		0,5
			Двусторонняя толщина изоляции лобовой части катушки													2,5		2,5

---

* В качестве витковой изоляции в обмотках с изоляцией класса нагревостойкости В применяют прокладки из гибкого миканита ФГФЧО, в обмотках с изоляцией класса нагревостойкости F — из гибкого стекломиканита Г₂ФЭ1, в обмотках с изоляцией класса нагревостойкости H — из гибкого стекломиканита Г₂ФК11. Толщина прокладок 0,2—0,25 мм.

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

Часть обмотки	Позиция	Назначение изоляции	Материал			Число слоев	Двусторонняя толщина, мм, при числе проводников
			Наименование	Марка	Толщина, мм		по ширине			по высоте
							1	2	2		3	4	5	6
Пазовая	1	Витковая	Стеклянная лента (пропитанная в лаке ПЭ-933)	ЛЭС	0,1	1 слой вполнахлеста	0,45	0,45	0,9		1,35	1,8	2,25	2,7
			Разбухание изоляции от промазки лаком				0,05	0,1	0,1		0,15	0,20	0,25	0,3
	2	Корпусная	Стеклослюдинитовая лента	ЛСП-7	0,13	4 слоя вполнахлеста	2,08	2,08	2,08		2,08	2,08	2,08	2,08
	3	Покровная	Стеклянная лента (пропитанная в лаке ПЭ-933)	ЛЭС	0,2	1 слой вполнахлеста	0,45	0,45	0,45		0,45	0,45	0,45	0,45
			Всего изоляции в катушке				3,03	3,08	3,53		4,03	4,53	5,03	5,53
	4	Прокладка	Стеклотекстолит	СТЭФ-1	0,5	1	—	—	0,5		0,5	0,5	0,5	0,5
	5	То же	То же	СТЭФ-1	1,0	1	—	—	1,0		1,0	1,0	1,0	1,0
	6	«	«	СТЭФ-1	0,5	1	—	—	0,5		0,5	0,5	0,5	0,5
			Допуск на укладку				0,2	0,2	—		—	—	—	—
			Всего изоляции в пазу				3,23	3,28	9,06		10,06	11,06	12,06	13,06
Лобовая	1	Витковая	Стеклянная лента (пропитанная в лаке ПЭ-933)	ЛЭС	0,1	1 слой вполнахлеста	0,45	0,45	0,9		1,35	1,8	2,25	2,7
			Разбухание изоляции				0,05	0,1	0,1		0,15	0,2	0,15	0,3
	7	Корпусная	Стеклослюдинитовая лента	ЛС-ПЭ-934-ТП	0,13	3 слоя вполнахлеста	1,56	1,56	1,56		1,56	1,56	1,56	1,56
	8	Покровная	Стеклянная лента (пропитанная в лаке ПЭ-933)	ЛЭС	0,2	2 слоя впритык	0,9	0,9	0,9		0,9	0,9	0,9	0,9
			Всего изоляции в лобовых частях				2,96	3,01	3,46		3,96	4,46	4,96	5,46

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.

---

Смотрите также файлы

• ГЛАВА 4 Магнитная цепь.doc

• ГЛАВА 5 Параметры ЭМ.doc

• ГЛАВА 6 Потери и КПД.doc

• Глава 7 Тепловой и вентиляционный расчет электрических машин.doc

• Глава 8 Элементы конструкции и механические расчеты.doc