Харківський політехнічний інститут До друку і в світ дозволяю Проректор Романовський О
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет
«Харківський політехнічний інститут»
До друку і в світ дозволяю
Проректор Романовський О.Г.
ТЕХНОЛОГІЯ
ОБМОТУВАЛЬНО-ІЗОЛЯЦІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА
Типова програма, методичні вказівки та контрольні завдання
для студентів заочної форми навчання
спеціальності 050702 «Електричні машини та апарати»
Затверджено
редакційно-видавничою
радою НТУ «ХПІ»,
протокол № від
Харків НТУ «ХПІ» 2013
Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет
«Харківський політехнічний інститут»
ТЕХНОЛОГІЯ
ОБМОТУВАЛЬНО-ІЗОЛЯЦІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА
Типова програма, методичні вказівки та контрольні завдання
для студентів заочної форми навчання
Харків 2013
Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет
«Харківський політехнічний інститут»
ТЕХНОЛОГІЯ
ОБМОТУВАЛЬНО-ІЗОЛЯЦІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА
Типова програма, методичні вказівки та контрольні завдання
для студентів заочної форми навчання
спеціальності 050702 «Електричні машини та апарати»
Затверджено
редакційно-видавничою
радою НТУ «ХПІ»,
протокол № від
Харків
НТУ «ХПІ»
2013
Технологія обмотувально-ізоляційного виробництва: Типова програма, методичні вказівки та контрольні завдання для студентів заочної форми навчання спеціальності 050702 «Електричні машини та апарати» / Уклад. В.Д. Юхимчук, А.В. Єгоров, О.М. Петренко. – Харків: НТУ “ХПІ”, 2013 . 16 с.
Укладачі В. Д. ЮХИМЧУК, ,
А. В. ЄГОРОВ
О. М. ПЕТРЕНКО
Рецензент Б.В. Клименко
Кафедра електричних машин
ВСТУП
Дисципліна «Технологія обмотувально-ізоляційного виробництва» вивчає технологічні процеси виготовлення обмоток електричних машин, вкладання їх в пази осердя та випробування.
Основним завданням та метою дисципліни є ознайомлення з сучасними обмотувальними та електроізоляційними матеріалами, які застосовуються у вітчизняному та закордонному електромашинобудуванні; розробка навиків інженерного аналізу для техніко-економічного обгрунтування застосування різних матеріалів в обмотувально-ізоляційному виробництві; знайомство з сучасними автоматизованими технологічними процесами пазоізолювання, ізолювання обмоток і укладання обмоток в пази осердь електричних машин серійного виробництва; оволодіння сучасними методами автоматизованого неруйнівного контролю та діагностування ізоляції електричних машин.
Вивчення навчальної дисципліни базується на знаннях з технології машинобудування, загального курсу електричних машин, проектування та конструювання електричних машин.
В результаті вивчення навчальної дисципліни студент повинен вміти розробити схему обмотки, правильно підібрати провідниковий та ізоляційний матеріал з урахуванням конкретних вимог, мати уяву про технологію виготовлення та методику випробування ізоляційних матеріалів, а також діючих ГОСТів, нормативів, технічних умов на електротехнічні матеріали з метою забезпечення високої надійності роботи електричних машин.
Вивчення дисципліни «Технологія обмотувально-ізоляційного виробництва» студентами заочної форми навчання відбувається під час самостійної роботи. Студент повинен скласти конспект за вивченим матеріалом та відповісти на запитання для самоперевірки.
Після вивчення відповідних розділів дисципліни пропонується виконати контрольне завдання.
Це методичне видання містить в собі програму курсу Технологія обмотувально-ізоляційного виробництва», контрольні запитання за розділами курсу, методичні вказівки для виконання контрольних завдань, а також перелік джерел інформації, необхідних для вивчення дисципліни.
1.СТРУКТУРА ДИСЦИПЛІНИ
За навчальним планом дисципліна «Технологія обмотувально-ізоляційного виробництва» вивчається в 7 семестрі на четвертому курсі. Навчальним планом передбачено 5 кредитів загального обсягу , що становить 180 навчальних годин, які розподіляються на 10 годин лекцій, 6 годин лабораторних занять, 164 години самостійної роботи для виконання контрольного завдання та підготовки до заліку.
До складу дисципліни увійшли такі розділи:
1. Характеристика обмотувально-ізоляційних матеріалів та технологія виготовлення всипних обмоток.
2. Технологія виготовлення обмоток з прямокутного проводу для низьковольтних та високовольтних машин.
2. ТИПОВА ПРОГРАМА ТА КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
Розділ 1. Характеристика обмотувально-ізоляційних матеріалів та технологія виготовлення всипних обмоток.
Загальна характеристика обмотувально-ізоляційного виробництва. Роль, задачі та вплив обмотувально-ізоляційного виробництва на надійність роботи електричних машин. Марки, типи і характеристики провідникових матеріалів для електричних. Марки, типи і характеристики електроізоляційних матеріалів на основі слюди, та на основі плівок. Марки і типи лаків та компаундів для електричних машин.
Вплив на ізоляцію електричних машин в процесі виробництва та експлуатації. Основні принципи конструювання ізоляції обмоток електричних машин загально-промислового призначення, малої та середньої потужностей.
Схеми обмоток електричних машин загальнопромислового призначення, змінного струму.
Конструкція та технологія виготовлення всипних одношарових обмоток.
Конструкція та технологія виготовлення всипних двошарових обмоток статорів машин змінного струму.
Конструкція та технологія виготовлення двошарових обмоток з прямокутного проводу, статорів машин змінного струму.
Способи просочування, сушіння та запікання всипних обмоток.
Поопераційний контроль та випробування всипних обмоток.
Розділ 2. Технологія виготовлення обмоток з прямокутного проводу для низьковольтних та високовольтних машин.
Конструкція та технологія виготовлення колекторних обмоток машин постійного струму, середньої потужнсті.
Конструкція та технологія виготовлення короткозамкнутих та фазних обмоток роторів машин змінного струму.
Конструкція та технологія виготовлення високовольтних котушкових обмоток.
Конструкція та технологія виготовлення високовольтних стрижневих обмоток.
Конструкція та технологія виготовлення коллектора на стальному корпусі та на пластмасі машин постійного струму.
Конструкція та технологія виготовлення котушок полюсів з круглого та прямокутного проводу.
Поопераційний контроль та випробування обмоток низьковольтних та високовольтних машин.
Охорона праці, пожежна безпека та питання екології в обмотувально-ізоляційному виробництві.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ
1. Охарактеризуйте роль, задачі та вплив обмотувально-ізоляційного виробництва на надійність роботи електричних машин.
2. Охарактеризуйте марки і типи провідникових матеріалів, які застосовуються в електричних машинах.
3. Охарактеризуйте марки і типи електроізоляційних матеріалів на основі слюди.
4. Охарактеризуйте марки і типи електроізоляційних матеріалів на основі плівок.
5. Охарактеризуйте марки і типи лаків та компаундів для електричних машин.
6. Охарактеризуйте вплив на ізоляцію обмоток в процесі виробництва електричних машин.
7. Охарактеризуйте вплив на ізоляцію обмоток в процесі експлуатації електричних машин.
8. Обґрунтуйте основні принципи конструювання ізоляції обмоток електричних машин малої потужності.
9. Обґрунтуйте основні принципи конструювання ізоляції обмоток електричних машин середньої потужності.
10. Охарактеризуйте схеми обмоток електричних машин змінного струму.
11. Охарактеризуйте схеми колекторних обмоток електричних машин постійного струму.
12. Проаналізуйте конструкції всипних одношарових обмоток.
13. Проаналізуйте технологію виготовлення всипних одношарових обмоток.
14. Проаналізуйте конструкції двошарових обмоток статорів машин змінного струму.
15. Проаналізуйте технологію виготовлення всипних двошарових обмоток статорів машин змінного струму.
16. Проаналізуйте технологію виготовлення двошарових обмоток з прямокутного проводу статорів машин змінного струму середньої потужності.
17. Проаналізуйте конструкції обмоток якорів машин постійного струму середньої потужності.
18. Проаналізуйте технологію виготовлення обмоток якорів машин постійного струму середньої потужності.
19. Проаналізуйте конструкції обмоток роторів машин змінного струму середньої потужності.
20. Проаналізуйте технологію виготовлення обмотки фазного ротора АД.
21. Проаналізуйте технологію виготовлення котушок полюсів з круглого проводу машин постійного струму.
22. Проаналізуйте технологію виготовлення котушок полюсів з прямокутного проводу машин постійного струму.
23. Проаналізуйте конструкції колекторів машин постійного струму.
24. Проаналізуйте технологію виготовлення колектора на стальному корпусі машин постійного струму.
25. Проаналізуйте технологію виготовлення колектора на пластмасі машин постійного струму.
26. Проаналізуйте технологію просочення зануренням та сушіння обмоток електричних машин.
27. Проаналізуйте технологію краплинного просочення та сушіння обмоток електричних машин.
28. Проаналізуйте технологію виготовлення короткозамкнених роторів АД способом лиття.
29. Проаналізуйте технологію виготовлення високовольтних котушкових обмоток.
30. Проаналізуйте технологію виготовлення високовольтних стрижневих обмоток.
31. Обґрунтуйте вимоги контролю та випробування обмоток електричних машин.
32. Обґрунтуйте вимоги охорони праці, пожежної безпеки та вирішення питань екології в обмотувально-ізоляційному виробництві.
3.МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ КОНТРОЛЬНОЇ РОБОТИ
Контрольною роботою з дисципліни «Технологія обмотувально-ізоляційного виробництва» є виконання двох завдань у відповідності з варіантом (табл. 3.1). Номер варіанту відповідає номеру за списком в журналі академічної групи.
Завдання 1. Розрахунок та побудова розгорнутої схеми одношарової обмотки статора АД.
Завдання 2. Технологія виготовлення обмоток електричних машин.
Для виконання першого завдання необхідно:
1) з обмотувальних даних трифазного АД розрахувати допоміжні дані обмотки;
2) побудувати зірку векторів пазових ЕРС;
3) побудувати розгорнуту схему одношарової обмотки;
4) виконати ескіз поперечного перерізу паза зі всипною одношаровою обмоткою з переліком елементів конструкції ізоляції та кріплення обмотки.
Для виконання другого завдання необхідно переписати контрольне запитання за вказаним номером для відповідного варіанту і дати на нього відповідь. Необхідно проаналізувати конструкцію чи обґрунтувати технологічний процес виготовлення котушок, стрижня чи вузла. Написання технологічного процесу необхідно починати з перечислення задіяних матеріалів, інструменту та оснастки. Технологічний процес описувати поопераційно, починаючи з заготовчих операцій і закінчуючи випробуванням.
Під час виконання контрольної роботи рекомендується користуватись джерелами інформації [1 – 6].
Контрольна робота зараховується після співбесіди з викладачем.
Таблиця 3.1 - Дані для виконання контрольної роботи
|
№ варіанта |
Завдання 1. Одношарова обмотка статора АД |
Завдання 2. Номер контрольного запитання |
|||
|
Кількість пазів, Zs |
Кількість полюсів, 2p |
Кількість фаз, ms |
Кількість парал. віток, as |
||
|
1 |
24 |
4 |
3 |
1 |
6 |
|
2 |
12 |
2 |
3 |
1 |
7 |
|
3 |
36 |
4 |
3 |
2 |
12 |
|
4 |
24 |
2 |
3 |
1 |
13 |
|
5 |
36 |
2 |
3 |
1 |
14 |
|
6 |
48 |
4 |
3 |
2 |
15 |
|
7 |
60 |
4 |
3 |
2 |
16 |
|
8 |
36 |
4 |
3 |
1 |
17 |
|
9 |
60 |
4 |
3 |
1 |
18 |
|
10 |
72 |
4 |
3 |
2 |
19 |
|
11 |
36 |
2 |
3 |
1 |
20 |
|
12 |
48 |
4 |
3 |
1 |
21 |
|
13 |
72 |
6 |
3 |
1 |
22 |
|
14 |
54 |
6 |
3 |
1 |
23 |
|
15 |
72 |
8 |
3 |
2 |
24 |
|
16 |
36 |
6 |
3 |
1 |
25 |
|
17 |
48 |
8 |
3 |
2 |
26 |
|
18 |
24 |
4 |
3 |
2 |
27 |
|
19 |
72 |
8 |
3 |
2 |
28 |
|
20 |
48 |
8 |
3 |
1 |
31 |
3.1 Правила складання схем
Для складання схеми обмотки необхідно мати дані машини:
- кількість пазів Zs;
- кількість полюсів 2p;
- кількість фаз ms;
- кількість паралельних віток аs;
Визначаємо кількість пазів на полюс і фазу:
. (3.1)
Визначаємо крок обмотки, який для одношарової обмотки рівняється полюсному кроку:
. (3.2)
Складання схеми обмотки або розподілу пазів за фазами зручно проводити за допомогою зірки векторів пазових ЕРС обмотки. Така зірка будується на одну пару полюсів машини з кількістю векторів у кожній фазі, що дорівнює qs. Кут між векторами ЕРС сусідніх пазів в електричних градусах визначається як
. (3.3)
Номери пазів проставляються біля кожного вектора за годинниковою стрілкою. Біля кожного вектора може стояти стільки номерів пазів, скільки пар полюсів має машина.
Зірка векторів пазових ЕРС будується для одного шару обмотки – або для верхнього, або для нижнього. Для обмотки при Zs = 36; 2p = 4; qs = 3 зірка векторів показана на рис. 3.1.
Рис. 3.1. Зірка векторів пазових ЕРС для обмотки при Zs = 36; 2р = 4; qs = 3
Зірку векторів поділяють на фази, дотримуючись чергування фаз за годинниковою стрілкою AZBXCY, і кут між осями фаз ABC, що дорівнює 120°.
Провівши через центр зірки векторів пряму лінію між фазами, задаємося миттєвим позитивним значенням струму по одну сторону лінії і негативним по іншу. Це необхідно для визначення надалі напряму струму в котушкових групах при складанні схеми обмотки. При складанні розгорнутої схеми обмотки необхідно звернути увагу на конфігурацію лобових частин, яка визначає тип обмотки (концентрична, шаблонна, ланцюгова). Вибір тієї або іншої конфігурації залежить, здебільшого, від технологічних причин – рівномірності розміщення провідників у лобових частинах, зручності укладання й т. ін.
3.2. Схеми одношарових трифазних обмоток
Одношаровими називаються обмотки, у яких весь паз займає сторона однієї котушки.
Кількість котушкових груп в одношаровій трифазній обмотці k = 3p.
До одношарових обмоток належать:
- концентричні двоплощинні і триплощинні (рис. 3.2, 3.4, 3.5);
- рівнокотушкові (шаблонні):
- проста (рис. 3.6);
- розвалювальна (рис. 3.7);
- ланцюгова (рис. 3.8).
Рис. 3.2. Двоплощинна (а) і триплощинна (б) концентричні обмотки
У концентричній обмотці котушкові групи складаються з котушок, що концентрично охоплюють одна одну (рис. 3.3, а; рис. 3.4).
Максимальна кількість паралельних віток обмотки дорівнює кількості пар полюсів, тобто asmax = p. При непарній кількості пар полюсів котушкові групи не можна виконати в дві паралельні вітки. Крім того, при непарній кількості пар полюсів одна котушкова група виходить із перекошеними (двовигнутими) лобовими частинами («косі котушки»), оскільки одна сторона її виходить з коротких котушок, а інша з довгих (рис. 3.3,б).
Рис. 3.3. Торцеві схеми концентричних обмоток при парній (а)
і непарній (б) кількості пар полюсів.
Лобові частини концентричних обмоток можуть розміщуватися в двох або трьох площинах (рис. 3.2). Концентричні обмотки зображають на схемах у вигляді прямокутників з округлими кутами.
Рис. 3.4. Схема двоплощинної концентричної обмотки
при Zs = 24; 2р = 4; qs = 2; аs = 1
Рис. 3.5. Схема триплощинної концентричної обмотки
розвалювальної при Zs = 24; 2рs = 2; qs = 4; аs = 1
Рис. 3.6. Схема простої шаблонної обмотки
при Zs = 18; 2р = 2; qs = 3
Рис. 3.7. Схема шаблонної обмотки розвалювальної
при Zs = 24; 2р = 2; qs = 4; аs = 1
Різновидом концентричних обмоток є концентричні розвалювальні обмотки, які є також триплощинними (рис. 3.5). У таких обмоток котушкова група поділяється на дві напівгрупи, лобові частини яких відгинаються в різні боки. Лобові частини кожної фази розміщуються у своїй площині. При непарній кількості пар полюсів котушкова група з перекошеними лобовими частинами в таких обмотках відсутня.
Рис. 3.8. Схема ланцюгової шаблонної обмотки
при Zs = 12; 2р = 4; qs = 1; аs = 1
Обмотки, виконані з котушками однакової ширини та форми і які виготовляються на одному шаблоні, називають шаблонними. З конструктивних міркувань лобові частини котушок шаблонних обмоток виготовляються у формі трапеції із закругленими краями. Лобові частини, що легко деформуються, формують після вкладання, і таку секцію називають м’якою.
У простій шаблонній обмотці лобові частини всієї котушкової групи відігнуті в один бік (рис. 3.6).
У шаблонній розвалювальній обмотці котушкова група розділяється на дві частини подібно до концентричної розвалювальної обмотки (рис. 3.7).
Ланцюгові обмотки також виконуються розвалювальними. Відмінність їх від попередніх обмоток полягає в тому, що в ланцюгових обмотках розвал про водиться не по напівгрупах, а по котушках (рис. 3.8). Ланцюгову обмотку можна виконати тільки при непарному кроці котушки.
3.3. Конструкція ізоляції всипних обмоток
Конструкція ізоляції всипних обмоток вибирається залежно від типу обмотки, напруги, габаритів машини, класу нагрівостійкості ізоляції і т. д. Як приклад, в таблиці 3.2.наведено конструкції ізоляції і елементи кріплення всипних обмоток статорів асинхронних двигунів єдиної серії AIR.
У двигунах з висотою осі обертання 50...132 мм обмотку статора незалежно від кількості полюсів виконують одношаровою всипною (табл. 3.2).
Таблиця 3.2 – Конструкція ізоляції і елементи кріплення всипної обмотки статора двигунів висотою осі обертання 50...132 мм
|
Рисунок |
Номер |
Ізоляція і елементи кріплення |
Матеріал |
Кількість |
|
|
Найменування, марка |
Товщина, мм |
||||
|
1 |
Коробка пазова |
Плівка поліетилентере-фталатна ПЕТФ |
0,19 * |
1 |
|
|
2 |
Кришка пазова |
Те саме |
0,25 * |
1 |
|
|
– |
Прокладка міжфазова в лобових частинах |
Плівкоазбестокартон |
0,35 |
1 |
|
|
– |
Ізоляція внутрішньома- шинних з’єднань |
Трубка ізоляційна ТКСП |
– |
– |
|
|
– |
Бандаж лобових частин |
Нитка поліефірна кручена |
– |
– |
|
|
– |
Просочування |
Лак МЛ-92 або компаунд КП-34 |
– |
– |
|
|
– |
Покриття лобових частин |
Емаль ГФ-92-ГС |
– |
– |
Примітка: * – для двигунів з h = 50…63 мм;
** – для двигунів з h = 71…132 мм.
ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ
1. Юхимчук В. Д. Технологія виробництва електричних машин. Підручник. – Х.: Тім Пабліш Груп, 2012. – 750 с.
2. Юхимчук В. Д. Технология производства электрических машин. Уч. пос. / В 2-х кн.: Кн. 1. – Х.: Тимченко, 2006. – 560 с.
3. Юхимчук В. Д. Технология производства электрических машин. Уч. пос. / В 2-х кн.: Кн. 2. – Х.: Тимченко, 2006. – 592 с.
4. Каплан М. Я. Обмотки электрических машин. – М.: Энергия, 1975. – 488 с.
5. Юхимчук В. Д. Технология ремонта машин постоянного тока: Уч. пос. для студентов электротехнических факультетов вузов. – Х.: ХГПУ, 2000. – 364 с.
6. Копылов И. П. Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов. / 3-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 757 с.
Навчальне видання
ТЕХНОЛОГІЯ ОБМОТУВАЛЬНО-ІЗОЛЯЦІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА
Типова програма, методичні вказівки та контрольні завдання
для студентів заочної форми навчання
спеціальності 050702 «Електричні машини та апарати»
Укладачі ЮХИМЧУК Володимир Данилович,
ЄГОРОВ Андрій Володимирович,
ПЕТРЕНКО Олександр Миколайович
Відповідальний за випуск В.І. Мілих
Роботу до друку рекомендував В.Т. Долбня
В авторській редакції
План 2013 р. п. 134 /
Підписано до друку 04.07.13. Формат 60х84 1/16. Папір офсетний.
Друк – ризографія. Гарнітура Times New Roman. Ум. друк. арк. .
Наклад – 50 прим. Зам. № . Ціна договірна.
|
Видавничий центр НТУ «ХПІ» Свідоцтво про державну реєстрацію ДК № 3657 від 24.12.2009 р. 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21 |
|
Друкарня НТУ "ХПІ", 61002, Харків, вул. Фрунзе, 21 |
2. ИО наименование предприятия организует
3. табачні руди Керченського басейну
4. Реферат з безпеки життєдіяльності
5. М В Ломоносова 2006-2007 уч
6. модель нулевого роста- D0 текущ дивиденд i ставка дохода треб инвестором P0 3-013 2308 2 модель постоянно
7. ТЕМАТИКА Под
8. Жо~арыда~ы к~рсетілген схема бойынша шоттар корреспонденциясын жазы~ыз ж~не оны~ мазм~нын ашы~ыз
9. Тема 1 Організація у системі менеджменту персоналу Менеджмент персоналу як об~єктивне соціальне яв
10. Статья- Образовательные сигналы на рынке труда
11. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Київ ~ 2002 Дисерт.
12. тема химических элементов Д.
13. Менеджмент и маркетинг К О Н Т Р О Л Ь Н А Я К У Р С О В А Я Р А Б О Т А по дисциплине Осн
14. Признаки Передний вид затылочного предлежания Задний вид заты
15. I B ожидании катастрофы
16. Лабораторная работа 21
17. Устойчивость работы промышленных объектов при ЧС
18. Омикрон ovotboxru - sles@omicrontelecom
19. Vous Hur m~r du Добрий день Hello-Good fternoon Bonjour Hej-God middg
20. Экология и энергетика друзья или враги