Марки Л68 и Л63 вследствие высокой пластичности хорошо штампуются и допускают гибку, легко паяются всеми видами припоев. Широко применяется для различных токоведущих частей.
Марки ЛС59-1 и ЛМц58-2 применяются для изготовления роторных (беличьих) клеток электродвигателей и для токоведущих деталей.
ЛК80-3Л и ЛС59-1Л широко применяются для литых токоведущих деталей, для щеткодержателей и для заливки роторов асинхронных двигателей.
Еще один сплав меди – бронза, также находит широкое применение. Кадмиевая бронза обладает наивысшей электрической проводимостью, применяется для изготовления коллекторных пластин. Бериллиевая бронза обладает высокими упругими свойствами (до 250 ˚С), из нее изготовляют различные пружинные детали, скользящие контакты. Фосфористая бронза обладает высокой прочностью и хорошими пружинными свойствами.
Литые токоведущие детали изготовляются из различных марок литьевых бронз с проводимостью в пределах 8 – 15 % проводимости чистой меди. Обладают малой усадкой по сравнению с чугуном и сталью и высокие литейные свойства, применяются для отливки токоведущих деталей сложной конфигурации.
Характерными свойствами чистого алюминия является его малый удельный вес, низкая температура плавления, высокая тепловая и электрическая проводимость, высокая пластичность, очень высокая скрытая теплота плавления и прочная, хотя и очень тонкая пленка окиси, защищающая от проникновения кислорода внутрь.
Большая пластичность позволяет применять к алюминию все виды обработки давлением и получать из него листы, прутки, проволоку, трубы, тончайшую фольгу, штампованные детали и др.
Так как плотность алюминия в 3,3 раза ниже, чем у меди, а удельное сопротивление лишь в 1,7 раза выше, чем у меди, то алюминий, на единицу массы имеет вдвое более высокую проводимость, чем медь.
Для литых роторных обмоток электродвигателей применяется чистый алюминий с электрической проводимостью 32 МОм/м при 20˚С. Алюминиевая провода изготовляются из алюминия марки АЕ. Из литейных сплавов наиболее употребительны АЛ2 и АЛ9.
Для асинхронных двигателей с увеличенным скольжением, с повышенным пусковым моментом, многоскоростных для заливки короткозамкнутых роторов применяют алюминиевые литейные сплавы с повышенным удельным сопротивлением.
Алюминиевые сплавы для заливки роторов асинхронных двигателей.
| Марка | Удельная | Средняя | Характеристика литейно- | ||
| Сплава | проводи- | линейная | технологических свойств | ||
| мость | усадка, % | ||||
| при 20˚С, | |||||
| МОм/м | |||||
| Алюминий | 32 | 1,8 | Ограниченные литейные | ||
| Чистый | свойства и жидкотекучесть | ||||
| АК3 | 25 | 1,8 | |||
| АКМ2-1 | 25 | 1,8 | Чувствительны к образованию | ||
| АКМ4-4 | 19 | 1,8 | горячих трещин. Рекоменду- | ||
| ются для заливки роторов с | |||||
| тонкими стержнями | |||||
| АК10 | 19 | 1,3 | Высокие литейные свойства и | ||
| АКМц0-2 | 15 | 1,3 | жидкотекучесть до 800˚С. | ||
| Пригодны для любых роторов, | |||||
| особенно с тонкими стержнями | |||||
| АКМ12-4 | 15 | 1,3 | Равноценен АК10. Из-за | ||
| концентрированной усадки | |||||
| нежелательно применять для | |||||
| роторов с толстыми стержнями | |||||
| АМ-7 | 19 | 1,3 | Невысокие литейные свойства, | ||
| подвержен окислению при | |||||
| заливке. Применяется для | |||||
| специальных роторов | |||||
| АКЦ11-12 | 12 | 1,3 | Высокие литейные свойства. | ||
| Пригоден для заливки любых | |||||
| роторов | |||||
| АКМг1-9 | 12 | 1,3 | Невысокие литейные свойства, | ||
| в специальных случаях | |||||
В целях экономии меди контактные кольца асинхронных машин с фазным ротором выполняются из стали и чугуна. Из стали выполняются и роторы специальных асинхронных двигателей, но двигатели с массивными роторами применяются редко. В этом случае имеет место совмещение магнитных и проводниковых функций материалов.
В последнее время обосновано применение стальных проводов вместо медных в пусковых обмотках однофазных двигателей.
Обмоточные провода.
Медные и алюминиевые обмоточные провода выпускают круглых и прямоугольных сечений. Изоляция проводов определяет принадлежность проводов к тому или иному классу нагревостойкости (температурному индексу – ТИ).
Свойства изоляции проводов определяются электроизоляционными лаками. Эмали и лаки могут иметь синтетическую или масляно-смоляную основу. Более 95% всех эмалированных проводов изготовляется с применением синтетических лаков, так как лаки на масляно-смоляной основе требуют при изготовлении растительные масла.
Для проводов класса нагревостойкости А (ТИ 105) применяются покрытия на основе поливинилацеталевых лаков. Полиуретановые лаки применяются для класса нагревостойкости Е (ТИ 120). Для производства эмалированных проводов классов нагревостойкости B, F и H (ТИ 130, 155 и 180) используются лаки на полиэфирной, полиэфироимидной, полиэфирциануратимидной и полиэфирамидной основах. Эта группа лаков является основной при производстве проводов.
Круглые медные эмалированные провода широко применяют в электромашиностроении. Они имеют небольшую толщину изоляции в 1,5 – 2,5 раза меньшую, чем провода, покрытые эмалью и хлопчатобумажной или шелковой тканью. Это повышает теплопроводность и улучшает коэффициент заполнения паза.
Основными типами высокопрочных эмалированных проводов, применяемых для изготовления обмоток различных электрических машин и аппаратов, являются ПЭВ – 1 и ПЭВ – 2 и провода повышенной нагревостойкости ПЭТВ – 943 и ПЭТВ – 939 на полиэфирных лаках. В несколько меньшем количестве изготовляются эмаль-провода ПЭМ – 1 и ПЭМ – 2 на другом поливинилацеталевом лаке под названием металвин. По электрической и механической прочности, по нагревостойкости и эластичности изоляции эмаль-провода ПЭМ – 1 и ПЭМ – 2 практически равноценны эмаль-проводам ПЭВ – 1 и ПЭВ – 2; по бензолостойкости и водостойкости провода ПЭМ обладают некоторым преимуществом. Провода ПЭЛР – 1 и ПЭЛР – 2 обладают резким снижением сопротивления изоляции в условиях повышенной влажности и температуры. Поэтому эти провода применяются преимущественно для общего электромашиностроения.
Эмалированные провода на полиуретановых лаках ПЭВТЛ – 1 и ПЭВТЛ – 2, которые могут длительно эксплуатироваться при температурах до 120 ˚С, обладают ценной способностью покрываться (лудиться) слоем олова или его сплавов без предварительной зачистки эмали и применения флюсов. Широко применяются в технике слабых токов. Вместе с тем эти провода благодаря термопластичности изоляции весьма чувствительны к перегревам выше 200 ˚С, поэтому их применение в машинах повышенной и средней мощности, где также перегревы возможны, нецелесообразно.
Наиболее нагревостойкими из эмалированных проводов массового производства являются провода ПЭТВ – 943 и ПЭТВ – 939. По свойствам эти провода практически равноценны, причем в соответствии с действующей документацией они в течении 20000 ч могут эксплуатироваться при температуре 130 ˚С.
В ограниченном количестве изготовляются провода ПЭВТЛК с двойной эмалевой изоляцией на основе полиуретановых и полиамидных смол. Эти провода обладают повышенной нагревостойкостью (класс Е) и электрической прочностью.
Медные провода прямоугольного сечения ПЭТВП выпускаются с сечениями 1,4 – 24,3 ммІ.
Для механизированной намотки электродвигателей единых серий применяются провода марки ПЭТВМ, которые имеют большую толщину изоляции и лучшие механические свойства. Провода ПЭТВМ выпускаются в диапазоне диметров 0,25 – 1,40 мм.
К проводам класса нагревостойкости F (ТИ 155) относятся провода марок ПЭТ – 155, ПЭТП – 155, ПЭТМ.
Для эксплуатации в среде хладона применяются провода ПЭФ – 155, имеющие изоляцию, которая удовлетворяет специальным требованиям работы в двигателях холодильников.
Класс нагревостойкости С (ТИ 180 и выше) имеют медные круглые провода ПЭТ – 200 и медные прямоугольные провода ПЭТП – 200. Прямоугольные провода выпускаются в диапазоне сечений от 1,6 до 11,2 ммІ. Эти провода имеют высокую механическую прочность, выдерживают тепловые удары при 280 ˚С.
Для длительных рабочих температур 220 – 240 ˚С изготовляются медные провода ПЭТ-имид и медные никелированные марки ПИЭТ-имид, которые имеют диаметры 0,1 – 2,5 мм.
Для специальных применений изготовляются провода эмалированные с двойной изоляцией, провода с гибкой керамической и стеклоэмалевой изоляцией, провода с волокнистой и эмалево-волокнистой изоляцией, провода со стекловолокнистой дельта-асбестовой и стеклянной изоляцией, а также провода с пленочной и пластмассовой изоляцией.
Эмалированные провода с двойной изоляцией ПЭВД и ПЭВДД имеют класс нагревостойкости А (ТИ 105) и выпускаются диаметром 0,06 – 0,45 мм. При нагревании дополнительный слой изоляции расплавляется и склеивает витки катушек без пропитывающих лаков.
Провода ПЭВТР имеют дополнительный термореактивный слой, повышающий допустимые температуры. Провод ПЭВТЛК имеет дополнительное покрытие, повышающее механическую прочность.
Провода с гибкой керамической изоляцией ПЭЖБ допускают длительную работу при 400˚С и в течение 2000 ч при 500˚С.
Для изготовления обмоток с внутренним охлаждением применяются провода ПСДП (полный проводник прямоугольного и квадратного сечений). Класс нагревостойкости F.
Обмоточные провода марки ПЭВВП предназначены для изготовления обмоток, укладываемых в закрытые пазы протяжкой, и применяются для двигателей напряжением 380 В при рабочей температуре до +70˚С.
От правильного выбора обмоточных проводов во многом зависит срок службы электрической машины. Даже если превышение температур при различных сортах провода близки друг к другу, срок службы может отличаться в несколько раз.
Список используемой литературы.
1. «Проектирование электрических машин». Кн. 1, 2. Под редакцией И. П. Копылова, - М., Энергоатомиздат, 1993 г.
2. «Электрические машины». И. П. Копылов, - М., Логос, 2000 г.
3. «Общая электротехника с основами электроники». И. А. Данилов, П. М. Иванов, - М., Высшая школа, 2000 г.
4. Электротехнический справочник. Т. 1. Под редакцией П. Г. Грудинского и др., - М., Энергия, 1974.
5. Методические указания к курсовому проекту. М. В. Хиврин, - М., МГГУ, 2002 г.
6. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник. А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская, - М., Энергоиздат, 1982 г.