Мелкосерийное литье изделий из пластика на термопластавтоматах
Узнать цену!
37. ЗАМЕНА МЕДНЫХ ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ АЛЮМИНИЕВЫМИ
Электрическое сопротивление алюминия в 1,63 раза больше, чем меди. При замене медного провода алюминиевым того же сечения номинальный ток должен быть снижен на 22%. чтобы оставить неизменными потери энергии в обмотке и ее нагрев. Для увеличения мощности асинхронного электродвигателя при замене медной обмотки алюминиевой имеются следующие возможности:
1) повысить класс нагревостойкости изоляции (это удается в тех случаях, когда старая обмотка имела класс нагревостойкости А, так как алюминиевые провода выпускаются с классом нагревостойкости E);
2) увеличить диаметр алюминиевого провода по сравнению с медным на 3,5÷5% за счет увеличения заполнения паза (алюминиевые провода мягче медных, что позволяет повысить коэффициент заполнения свободной площади паза: для медных проводов он равен fн = 0,65—0,7, для алюминиевых может быть повышен до 0,72—0,75, т. е. примерно в 1,08 раза);
3) увеличить диаметр алюминиевого провода путем применения более тонкой изоляции провода.
Проблема замены материала провода в первую очередь возникает при ремонте и производстве наиболее распространенных типов электрических машин — асинхронных двигателей. Применение алюминие-
вых проводов с эмалевой изоляцией вместо медных ПЭЛБО с одновременным переходом на изоляцию класса Е почти во всех случаях позволяет сохранить номинальную мощность двигателя (табл. 57).
Таблица 57. Замена медного провода алюминиевым
Обозначения: dм — диаметр без изоляции медного провода марки ПЭЛБО; dал — диаметр без изоляции алюминиевых проводов с эмалевой изоляцией; IА — допустимый ток двигателя после перемотки при классе нагревостойкости изоляции А; IЕ — допустимый ток двигателя после перемотки при классе нагревостойкости изоляции Е
Увеличить заполнение паза проводниковым материалом можно также путем уменьшения толщины пазовой изоляции, замены двухслойной обмотки на однослойную и уменьшения числа параллельных проводников, что позволяет применить провода большего диаметра. Медные обмотки выполняют из провода диаметром до 1,88 мм. Для алюминиевых обмоток используют провода с диаметром (без изоляции) 0,6—2,26 мм.
При диаметрах меньше 0,8 мм провода вытягиваются, поэтому их стараются не применять. Обмотка из провода с диаметром больше 2.26 мм получается жесткой, особенно при малых габаритах, что затрудняет укладку ее в паз и может вызвать повреждение изоляции как провода, так и пазовой. Для обеспечения укладки обмотки раз-
ннца размеров ширины прорези паза и диаметра провода должна быть не менее 0,6—0,7 мм.
Суммарная площадь, занимаемая изоляцией проводов в пазу при увеличении диаметра провода, как правило, уменьшается. Таким образом можно добиться увеличения сечения эффективного проводника на 4—10% (табл. 58).
Алюминиевая обмотка в асинхронном двигателе примерно в два раза легче и на 20—40% дешевле медной. Однако кпд у двигателя с алюминиевой обмоткой ниже, что вызывает перерасход электроэнергии. Дополнительные потери энергии при эксплуатации двигателя с алюминиевой обмоткой превышают экономию, получаемую при замене медной обмотки, поэтому переход на алюминиевую обмотку является вынужденной мерой, вызванной дефицитностью меди.
Обмоточные данные электродвигателей серий А, АО с алюминиевой обмоткой приведены в гл. VII.
Медные обмотки из проводов с эмалевой изоляцией нельзя заменить алюминиевыми с сохранением мощности двигателя. В этом случае перемотку производят по новым обмоточным данным.
Электромагнитные нагрузки для двигателей с алюминиевой обмоткой должны быть снижены на 10—15%. Для двигателей единой серии А2, АО2 число витков рекомендуется увеличивать при переходе с медной на алюминиевую обмотку на 10—15%. Сечение провода должно быть выбрано возможно наибольшим.
Сопротивление алюминиевой обмотки (Ом) можно рассчитать по формуле *
* При сохранении числа параллельных ветвей.
Таблица 58. Увеличение сечения эффективного проводника при уменьшении числа элементарных проводников
Обозначения: d — диаметр провода без изоляции; nэл — число элементарных проводников; ∆S — увеличение сечения эффективного проводника
Продолжение табл. 58
Допустимая величина коэффициента заполнения паза для алюминиевой обмотки исходя из kп = 0,487
Принимаем среднее значение коэффициента
Диаметры алюминиевого провода с изоляцией находят по рис. 82 при kп = 0,4 (рассчитываем для двух вариантов)
Ток в фазе обмотки стагора (рассчитываем для nэл.ал=1. При nэл.ал=2 он будет немного выше)
где jал = 4 А/мм 2 — плотность тока в алюминиевой обмотке (берем на 10—15% ниже значений, указанных в табл. 50); а=1 — число параллельных ветвей оставляем неизменным;
Мощность при алюминиевой обмотке
Перерасчет алюминиевой обмотки статора асинхронного двигателя на медную связан с увеличением величины магнитной индукции в воздушном зазоре. Число эффективных проводников в пазу для медной обмотки должно быть уменьшено
При расчете необходимо проверить Nм и величины индукций в участках магнитной цепи. Формулы для расчета обмоточных данных медной обмотки статора асинхронного двигателя приведены ранее.
Мощность электродвигателя при изменении материала токопро-водящей жилы обмоточного провода, как и при расчете обмоточных проводов, окончательно уточняют при проведении испытаний двигателя после ремонта.
Мелкосерийное литье изделий из пластика на термопластавтоматах
Узнать цену!
37. ЗАМЕНА МЕДНЫХ ОБМОТОЧНЫХ ПРОВОДОВ АЛЮМИНИЕВЫМИ
Электрическое сопротивление алюминия в 1,63 раза больше, чем меди. При замене медного провода алюминиевым того же сечения номинальный ток должен быть снижен на 22%. чтобы оставить неизменными потери энергии в обмотке и ее нагрев. Для увеличения мощности асинхронного электродвигателя при замене медной обмотки алюминиевой имеются следующие возможности:
1) повысить класс нагревостойкости изоляции (это удается в тех случаях, когда старая обмотка имела класс нагревостойкости А, так как алюминиевые провода выпускаются с классом нагревостойкости E);
2) увеличить диаметр алюминиевого провода по сравнению с медным на 3,5÷5% за счет увеличения заполнения паза (алюминиевые провода мягче медных, что позволяет повысить коэффициент заполнения свободной площади паза: для медных проводов он равен fн = 0,65—0,7, для алюминиевых может быть повышен до 0,72—0,75, т. е. примерно в 1,08 раза);
3) увеличить диаметр алюминиевого провода путем применения более тонкой изоляции провода.
Проблема замены материала провода в первую очередь возникает при ремонте и производстве наиболее распространенных типов электрических машин — асинхронных двигателей. Применение алюминие-
вых проводов с эмалевой изоляцией вместо медных ПЭЛБО с одновременным переходом на изоляцию класса Е почти во всех случаях позволяет сохранить номинальную мощность двигателя (табл. 57).
Таблица 57. Замена медного провода алюминиевым
Обозначения: dм — диаметр без изоляции медного провода марки ПЭЛБО; dал — диаметр без изоляции алюминиевых проводов с эмалевой изоляцией; IА — допустимый ток двигателя после перемотки при классе нагревостойкости изоляции А; IЕ — допустимый ток двигателя после перемотки при классе нагревостойкости изоляции Е
Увеличить заполнение паза проводниковым материалом можно также путем уменьшения толщины пазовой изоляции, замены двухслойной обмотки на однослойную и уменьшения числа параллельных проводников, что позволяет применить провода большего диаметра. Медные обмотки выполняют из провода диаметром до 1,88 мм. Для алюминиевых обмоток используют провода с диаметром (без изоляции) 0,6—2,26 мм.
При диаметрах меньше 0,8 мм провода вытягиваются, поэтому их стараются не применять. Обмотка из провода с диаметром больше 2.26 мм получается жесткой, особенно при малых габаритах, что затрудняет укладку ее в паз и может вызвать повреждение изоляции как провода, так и пазовой. Для обеспечения укладки обмотки раз-
ннца размеров ширины прорези паза и диаметра провода должна быть не менее 0,6—0,7 мм.
Суммарная площадь, занимаемая изоляцией проводов в пазу при увеличении диаметра провода, как правило, уменьшается. Таким образом можно добиться увеличения сечения эффективного проводника на 4—10% (табл. 58).
Алюминиевая обмотка в асинхронном двигателе примерно в два раза легче и на 20—40% дешевле медной. Однако кпд у двигателя с алюминиевой обмоткой ниже, что вызывает перерасход электроэнергии. Дополнительные потери энергии при эксплуатации двигателя с алюминиевой обмоткой превышают экономию, получаемую при замене медной обмотки, поэтому переход на алюминиевую обмотку является вынужденной мерой, вызванной дефицитностью меди.
Обмоточные данные электродвигателей серий А, АО с алюминиевой обмоткой приведены в гл. VII.
Медные обмотки из проводов с эмалевой изоляцией нельзя заменить алюминиевыми с сохранением мощности двигателя. В этом случае перемотку производят по новым обмоточным данным.
Электромагнитные нагрузки для двигателей с алюминиевой обмоткой должны быть снижены на 10—15%. Для двигателей единой серии А2, АО2 число витков рекомендуется увеличивать при переходе с медной на алюминиевую обмотку на 10—15%. Сечение провода должно быть выбрано возможно наибольшим.
Сопротивление алюминиевой обмотки (Ом) можно рассчитать по формуле *
* При сохранении числа параллельных ветвей.
Таблица 58. Увеличение сечения эффективного проводника при уменьшении числа элементарных проводников
Обозначения: d — диаметр провода без изоляции; nэл — число элементарных проводников; ∆S — увеличение сечения эффективного проводника
Продолжение табл. 58
Допустимая величина коэффициента заполнения паза для алюминиевой обмотки исходя из kп = 0,487
Принимаем среднее значение коэффициента
Диаметры алюминиевого провода с изоляцией находят по рис. 82 при kп = 0,4 (рассчитываем для двух вариантов)
Ток в фазе обмотки стагора (рассчитываем для nэл.ал=1. При nэл.ал=2 он будет немного выше)
где jал = 4 А/мм 2 — плотность тока в алюминиевой обмотке (берем на 10—15% ниже значений, указанных в табл. 50); а=1 — число параллельных ветвей оставляем неизменным;
Мощность при алюминиевой обмотке
Перерасчет алюминиевой обмотки статора асинхронного двигателя на медную связан с увеличением величины магнитной индукции в воздушном зазоре. Число эффективных проводников в пазу для медной обмотки должно быть уменьшено
При расчете необходимо проверить Nм и величины индукций в участках магнитной цепи. Формулы для расчета обмоточных данных медной обмотки статора асинхронного двигателя приведены ранее.
Мощность электродвигателя при изменении материала токопро-водящей жилы обмоточного провода, как и при расчете обмоточных проводов, окончательно уточняют при проведении испытаний двигателя после ремонта.
Таблица приведенная ниже, применяется профессиональными обмотчиками электромашин. Если по каким либо причинам нет возможности использовать необходимый диаметр обмоточного провода, то используя эту таблицу, можно заменить его другими диаметрами обмоточных проводов, двумя или больше.
Способы применения таблицы:
Способ№1
Предположим, что нам нужен обмоточный провод диаметром 1,25. В колонке справа от диаметра ( S мм 2 )написана его площадь, которая равна 1,23 мм 2 . Предположим, что мы решили мотать в два провода («в две жилы»). Для этого нужно площадь сечения 1,25 разделить на кол-во проводов.
1,23 мм 2 / 2 = 0,62 мм 2
Теперь в колонке площадей ищем подходящую цифру. Замечу, что погрешность может составлять +/-5%, т.е необходимый нам провод может быть от 0,59 мм 2 до 0,65 мм 2 . Находим в колонке площадей 0,636 мм 2 . В колонке диаметров (слева от колонки площадей) видим, что этой площади соответствует провод 0,90. Это означает, что провод диаметром 1,25 может заменит двойной провод 0,90.
Способ№2 «Сложение площадей»
Как говорят профессионалы «Можно мотать хоть сотней разных проводов, главное чтобы они все влезли в паз». Суть этого способа проста, не важно кол-во проводов, важно что бы сумма их площадей совпадала с заменяемым.
Возьмем уже известный 1,25 с площадью 1,23 мм 2 . От нас требуется по таблице найти либо 2 либо несколько проводов, чья сумма их площадей составляла примерно 1,23 мм 2 с погрешностью +/-5%, т.е 1,17-1,29 мм 2 . Находим такие цифры и складываем
0,159 мм 2 + 0,353 мм 2 + 0,709 мм 2 = 1,221 мм 2
В колонке диаметров (слева от колонки площадей) видим, что этой площади соответствуют проводам диаметрами 0,45 0,67 и 0,95. Все эти провода вместе заменяют провод 1,25
Примечание:
Если у вас провод не указанный в таблице и вы можете измерить его диаметр, то рассчитать площадь его можно на этом сервисе.