Обмоточные данные двигателя типа АВЕ – 071 – 4С

Статор имеет 24 паза, в которые вкладываю пусковую и рабочую обмотку, состоящие из 4 катушечных групп по три катушки. Схема обмотки двухслойная равнокатушечная.

 

Таблица 1.4 – Обмоточные данные двигателя. [8]

Параметр	Значение
	Рабочая обмотка	Пусковая обмотка
1	2	3
Число полюсов	4	4
Число пазов	12	12
Тип обмотки	Двухслойная всыпная
Марка провода	ПЭВ – 2
Диметр провода
С изоляцией, мм	0.53	0.38
Без изоляции, мм	0.60	0.44
Число витков	64	125
Шаг по пазам	1 – 6	1 – 6
Число катушек	24
Вес провода, гр	450	445
Сопротивление обмоток, Ом	17.9	66+3

 

1.8 Развернутая схема обмотки статора двигателя АВЕ – 071 – 4С с описанием технологии выполнения

 

Методика перемотки статора электродвигателя:

Перед перемоткой двигателя необходимо извлечь из статора старую обмотку. Для этого разбирают двигатель и срезают лобовую часть обмотки, затем статор помещают в печь для расплавления лака в пазах. По истечению нескольких часов статор вынимают из печи и при помощи крючка извлекают старую обмотку. После удаления старой обмотки пазы очищают от пазовой изоляции, и равняют магнитопровод который в результате извлечения обмотки может быть немного сдвинут. Далее на намоточном станке наматывают 4 катушечных группы по 3 катушки в соответствии с обмоточными данными электродвигателя. Далее пазы статора гильзуют гильзами из электрокартона. После гильзовки в пазы статора вкладывают намотанные катушки и делают выводы от них, накладывают бандаж на лобовые части обмотки и пропитывают лаком. После пропитки статор сушат. После сушки проверяют обмотки статора на наличие цепи и проверяют сопротивление изоляции обмотки. Далее электродвигатель собирают и проверяют его работоспособность, потребляемый ток и мощность.

Рисунок 1.2 - Развернутая схема обмотки статора электродвигателя АВЕ – 071 – 4С

 

1.9 Поверочный расчет двигателя типа АВЕ – 071 – 4С [3]

 

Данные для расчета:

· Полезная мощность на валу Р₂, 180 Вт

· Напряжение питания U₁, 220 В

· Частота сети f₁, 50 Гц

· Потребляемый ток I₁, 1.4 А

· Синхронная частота вращения n₁, 1500 ^мин-1

· Скорость вращения ротора n₂, 1350 мин^-1

· Число пазов ротора Z₂, 18

· Число полюсов статора Z₁, 24

· Диаметр расточки статора Да, 7 см

· Внешний диаметр пакета статора Дн, 11.6 см

· Расчетная длинна статора l₀, 3.8 см

Основные размеры двигателя

Расчетная мощность двигателя:

 

    (1.1)

 

где Р₂ – по условию

h = 60% - коэффициент полезного действия

cosj = 0.9 – коэффициент полезного действия

 

 

Расчетная длинна пакета статора:

 

 (1.2)

 

где К₁ – отношение расчетной длинны статора к диаметру его расточки. Берется в пределах 0.5¸1.4

Да – диаметр расточки статора по данным

 

 (1.3)

 

Число пар полюсов:

 

 (1.4)

где n_1, f – по данным

 

 

Полюсный шаг:

 

 (1.5)

 

где Да – из формулы (1.2)

 

 

Обмотки статора

Шаг обмотки по пазам:

 

 (1.6)

 

где Z₁ – по данным

 

 

Отношение мощности, потребляемой пусковой обмоткой к мощности, потребляемой рабочей обмоткой:

 

 (1.7)

где Р₃ – мощность, потребляемая пусковой обмоткой

Р₁ – мощность, потребляемая рабочей обмоткой

У конденсаторных двигателей это соотношение имеет значение:

 

g₁₃ = 0.3 ¸ 1

g₁₃ = 1

 

g₁₃ можно выбрать равным:

 

 

где W₃ – число витков пусковой обмотки по данным

q₃ – сечение провода пусковой обмотки, взятый с обмоточных данных двигателя

W₁, q₁ – число витков и сечение провода рабочей обмотки, определяем из справочных данных.

Значение магнитной индукции в воздушном зазоре

Амплитуда магнитной индукции, образованная рабочей обмоткой может быть:

 

Вб₁ = 0.4 ¸ 0.86 Тл

 

Амплитуда индукции в воздушном зазоре, образованная м. д. с. пусковой обмотки статора может быть:

 

В₁б = 0.3 ¸ 0.5 Тл

 

Значение полезных магнитных потоков в воздушном зазоре двигателя

Магнитный поток образованный м. д. с. рабочей обмотки:

 (1.8)

 

где a = 0.64 – отношение средней индукции к ее амплитуде

t - из формулы (1.4)

l₀ – из формулы (1.2)

Вб₁ – берется в пределах 0.4¸0.86

 

 

Магнитный поток, образованный м. д. с. пусковой обмотки:

 

 (1.9)

 

где В₁б – находится в пределах 0.3 ¸ 0.5

 

 

Число витков рабочей обмотки

 (1.10)

 

где К – берется в пределах 0.8 ¸ 0.94

kw – обмоточный коэффициент, берется в предеах 0.80 ¸ 0.96

f – по данным

Ф₁ – из формулы (1.8)

 

Число витков пусковой обмотки:

 

 (1.11)

 

где Ф₃   - из формулы (1.9)

 

 

Ток, потребляемый рабочей обмоткой

 

При номинальной нагрузке двигателя:

 

 (1.12)

 

где Да = 7 см – по данным

AS – линенйная нагрузка статора, выбирается в пределах 100 ¸ 240 А/см

g₁₃ – из формулы (1.6)

W₁ – из формулы (1.10)

 

 

Действительная линейная нагрузка статора от пусковой обмотки:

 

 (1.13)

где Вб₁ – амплитуда магнитной индукции, образованная рабочей обмоткой в воздушном зазоре статора

В₁б – амплитуда индукции в воздушном зазоре статора, образованная м. д. с. пусковой обмотки статора

 

 

Значение тока, потребляемого пусковой обмоткой, при номинальной нагрузке статора:

 

 (1.14)

 

где AS_1q – из формулы (1.12)

W₃ – из формулы (1.11)

 

 

Сечение и диаметр провода обмотки статора

Сечение и диаметр рабочей обмотки

 

 (1.15)

 

где j₁ – плотность тока в рабочей обмотке, принимается в пределах 4 ¸ 8 А/мм²

 I₁ – из формулы (1.12)

 

Выбираем стандартное значение q₁ = 0.22 мм², поэтому d₁/d_1из = 0.53/0.60

Сечение и диаметр пусковой обмотки:

 

 (1.16)

 

где j₃ – плотность тока в пусковой обмотке, выбирается в пределах 4 ¸ 8 А/мм²

 

 

 

Выбираем стандартное значение q₃ = 0.113 мм², поэтому d₃/d_3из = 0.38/0.44.

Средняя длина проводника обмотки статора:

 

 (1.17)

 

где l₀ – по формуле (1.2)

t - по формуле (1.4)

К = 1.4 ¸ 1.6

 

 

Активное сопротивление обмоток статора при температуре

Сопротивление рабочей обмотки:

 (1.18)

 

где l₀ – из формулы (1.17)

q₁ – по формуле (1.15)

W₁ – по формуле (1.10)

 

 

Сопротивление пусковой обмотки:

 

 (1.19)

 

где l_a3 » l_a1 – из формулы (1.17)

q₃ – из формулы (1.16)

W₃ – из формулы (1.11)

 

 

Сопротивление обмоток статора в нагретом состоянии при температуре 75⁰С

 

 (1.20)

 

где R_1.20 – из формулы (1.18)

 

 (1.21)

 

где R_3.20 – из формулы (1.19)

 

 

Площадь сечения паза:

 

 (1.22)

 

Где

 

 

где d_1из – из формулы (1.15)

К_з – коэффициент заполнения статора изолированным проводом 0.35 ¸ 0.43

 

 

Высота сердечника статора:

 

 (1.23)

 

где Ф₁ – из формулы (1.8)

l₀ = 3.8 из данных;

В_е – магнитная индукция в стали статора В_е = 1 ¸ 1.4 Тл

0.93 – коэффициент, который учитывает покрытие стали лаком;

 

 

Высота паза статора:

 

 (1.24)

 

где h_e1 – из формулы (1.23)

 

 

Вырез паза статора:

 

 (1.25)

 

где d_1из – из формулы (1.15)

 

 

Зубчатый шаг вокруг расточки статора:

 

 (1.26)

 

где Z₁ = 24 – по данным

 

t₁ – должно быть ³ 0.4 см

 

Наименьшая допустимая толщина статора:

 

 (1.27)

 

где Вб₁ – амплитуда магнитной индукции, которая создается рабочей обмоткой в воздушном зазоре Вб₁ = 0.4 ¸ 0.86 Тл

t₁ – из формулы (1.26)

Вз.с – максимальная индукция в зубцах статора асинхронных двигателей общего использования и продолжительного режима работы при промышленной частоте потребительной сети. Вз.с = 1.2 ¸ 1.4 Тл

 

 

Внешний диаметр пакета статора:

 

 (1.28)

 

где h_n1 – из формулы (1.24)

h_e1 – из формулы (1.23)

 

 

Ротор с беличьей клеткой:

Воздушный зазор асинхронного двигателя:

 

Диаметр ротора асинхронного двигателя:

 

 (1.29)

 

где Да = 7 – по данным;

 

 

Ток стержня и короткозамкнутых колец ротора:

 

 (1.30)

 

где К = 0.3 ¸ 0.5

kw – обмоточный коэффициент. kw = 0.80 ¸ 0.96

W – из формулы (1.10)

Z₂ = 18 – по данным

I₁ – из формулы (1.12)

 

 (1.31)

 

где р – число полюсов, из формулы (1.3)

 

Сечение стержня обмотки ротора:

 

 (1.32)

 

где I_ст – из формулы (1.30)

j_ст = 4 ¸12 А/мм² – плотность тока стержня

 

Сечение короткозамкнутого кольца:

 

 (1.33)

 

где I_к – из формулы (1.31)

 

j_к =12 ¸ 15 А/мм²

 

Сопротивление стержня ротора:

 (1.34)

 

где r = 0.035 Ом*мм²/м

l₀ – из формулы (1.2)

q_ст – из формулы (1.32)

 

Активное сопротивление части короткозамкнутого кольца стержня ротора при температуре 75⁰С:

 (1.35)

 

где Дк = Др – диаметр кольца, из формулы (1.29)

q_к – из формулы (1.33)

Z₂ – по данным

 

Сопротивление ротора:

 

 (1.36)

 

где R_ст – из формулы (1.34)

R_к – из формулы (1.35)

Р – число пар полюсов, из формулы (1.3)

 

 

Приведенное сопротивление обмотки ротора:

 (1.37)

 

где W₁ – из формулы (1.10)

 

 

Определение М. Д. С. двигателя.

Коэффициент воздушного зазора:

 

 (1.38)

 

где t₁ – из формулы (1.26)

d - воздушный зазор асинхронного двигателя, d = 0.01 ¸ 0.03, см

a_n1 – из формулы (1.25)

 

 

Магнитодвижущая сила для воздушного зазора:

 

 (1.39)

 

где Вd₁ – из формулы (1.27)

К_d - из формулы (1.38)

 

М. Д. С. для зубцов статора:

 

 (1.40)

 

где в_з.1 – из формулы (1.27)

t₁ – из формулы (1.26)

 

 (1.41)

 

где аw_з.с = 0.8

h_n1 – из формулы (1.24)

 

 

М. Д. С. для стали сердечника статора.

Индукция в сердечнике статора:

 

 (1.42)

 

где Ф₁ – из формулы (1.8)

l₀ – из формулы (1.2)

h_c1 – из формулы (1.23)

 

 

Средняя длинна пути магнитного потока в сердечнике статора:

 (1.43)

 

где р – из формулы (1.3)

h_c1 – из формулы (1.23)

 

 

М. Д. С. для сердечника статора:

 

 (1.44)

 

где aw_c.c = 0.8

l₀ – из формулы (1.2)

 

 

М. Д. С. холостого хода рабочей обмотки:

 

 (1.45)

 

где С – коэффициент который учитывает М. Д. С. для ротора, С=1.02 ¸ 1.05

F_d - из формулы (1.39)

F_з.с – из формулы (1.41)

F_c.c – из формулы (1.44)

 

реактивная составляющая тока холостого хода двигателя:

 

 (1.46)

 

где р – число пар полюсов, из формулы (1.3)

m1 = 2

kw – из формулы (1.30)

W₁ – из формулы (1.10)

F₀ – из формулы (1.45)

 

 

Потери и К. П. Д. двигателя.

Вес активной стали двигателя.

вес зубца статора:

 

 (1.47)

 

где Z₁ – число пар полюсов Z₁ = 24

в_з.с – из формулы (1.27)

h_n1 – из формулы (1.24)

l₀ – из формулы (1.2)

 

 

вес сердечника статора:

 

 (1.48)

где Дн – из формулы (1.29)

 

 

l₀ – из формулы (1.2)

Магнитные потери в статоре.

в зубцах статора:

 

 (1.49)

 

где r_с – удельные потери в стали

f₁ = 50 по данным

G_з.с – из формулы (1.47)

 

 

потери в сердечнике статора:

 

 (1.50)

 

где В_с.с – из формулы (1.42)

G_с.с – из формулы (1.48)

 

Общие потери в стали статора:

 

 (1.51)

 

где Р_з.с – из формулы (1.49)

Р_с.с – из формулы (1.50)

 

 

Потери в меди обмоток статора.

потери в меди рабочей обмотки статора:

 

 (1.52)

 

где I₀ – из формулы (1.46)

R₁ – из формулы (1.18)

 

 

потери в меди пусковой обмотки статора:

 

 (1.53)

 

где I₀ – из формулы (1.46)

R₃ – из формулы (1.19)

 

общие потери в обмотках статора в холостом режиме работы двигателя:

 (1.54)

 

где Р_м10 – из формулы (1.52)

Р_м30 – из формулы (1.53)

 

 

Потери на трение в шарикоподшипниках:

 

 (1.55)

 

где К_т – коэффициент трения, К_т = 1 ¸ 3

G_p – вес ротора

 

 (1.56)

 

где g₀ = 8 Г/см²

Др – из формулы (1.29)

l₀ – из формулы (1.2)

n₂ = 1350 по данным

 

 

Общие потери холостого хода электродвигателя:

 

 (1.57)

где Р_мо – из формулы (1.54)

Р_с – из формулы (1.51)

Р_тр.п – из формулы (1.55)

 

 

Активная составляющая тока холостого хода:

 

 (1.58)

 

где U₁ – по данным

Р_о – из формулы (1.57)

 

 

Потери при работе машины.

 

Потери в меди обмоток статора.

в рабочей обмотке статора при номинальном режиме работы:

 

 (1.60)

 

где I₁ – из формулы (1.12)

R₁ – из формулы (1.20)

 

 

в пусковой обмотке при номинальной нагрузке:

 (1.61)

 

где I₃ – из формулы (1.14)

R₃ – из формулы (1.21)

 

 

Общие потери в меди обмоток статора при номинальной нагрузке:

 

 (1.62)

 

где Р_м1 – из формулы (1.60)

Р_м3 – из формулы (1.61)

 

 

Потери в обмотках ротора:

 

 (1.63)

 

где К₂ = 1 ¸ 1.14

I₁ – из формулы (1.12)

R₂ – из формулы (1.36)

Общие потери в двигателе при номинальной нагрузке двигателя:

 

 (1.64)

 

где К_ч = 1.7 ¸ 1.9, К_ч – коэффициент, который учитывает дополнительные потери

Р_м1 – из формулы (1.60)

Р_м2 – из формулы (1.63)

Р_с – из формулы (1.51)

Р_тр.п – из формулы (1.55)

 

 

Потребляемая двигателем мощность:

 

 (1.65)

 

где Р₂ = 180, из задания.

åР – из формулы (1.64)

К. П. Д. электродвигателя:

 

 (1.66)

 

где Р₁ – из формулы (1.65)

Р₂ – по данным

 

 

Коэффициент мощности двигателя:

 

 (1.67)

где Р₁ – из формулы (1.65)

U₁ = 220 В, по заданию

I₁ – из формулы (1.12)

g₁₃ – из формулы (1.6)

 

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

2.1 Возможные неисправности электрооборудования, причины возникновения и способ устранения

 

Неисправность электрооборудования возникает в таких условиях:

- перегрузка стиральной машины по мощности;

- подтикание жидкости из бака и попадание его на электрооборудование;

- если напряжение сети повысилось или понизилось от допустимых пределов, которые расчитаны для стиральной машины.

 

Таблица 2.1 – Возможные неисправности электрооборудования, причины возникновения и способы устранения [7]

Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
1	2	3
При включении в сеть электродвигатель не работает	Неисправна штепсельная вилка Поврежден соединительный шнур Неисправно тепловое реле, реле времени или электродвигатель	Заменить провода в вилке, подтянуть контакты Найти повреждение шнура, устранить обрыв или заменить шнур Проверить исправность теплового реле, реле времени и электродвигателя, неисправную деталь заменить
Электродвигатель сильно нагревается	Сильно натянут приводной ремень Неисправен электродвигатель	Отрегулировать натяжение приводного ремня Отремонтировать или заменить электродвигатель
При включении машины электродвигатель гудит, но не вращается	Электродвигатель перегружен (диск активатора прижат бельем)	Отключить машину, вынуть часть белья из стирального бака и снова включить
	Узел активатора перекошен (диск активатора задевает за решетку или дно бака) Сильно натянут приводной ремень Пробит пусковой конденсатор Сгорела одна из обмоток (пусковая или рабочая) Одностороннее залипание ротора	Разобрать узел активатора и отремонтировать его или заменить, выправить бак Отрегулировать натяжение ремня Заменить конденсатор Перемотать нерабочую обмотку или заменить электродвигатель Заменить подшипники электродвигателя
При включении машины электродвигатель гудит, перегревается и останавливается во время работы	Межвитковое замыкание или короткое замыкание в пусковой или рабочей обмотке	Отремонтировать или заменить электродвигатель

 

2.2 Анализ причин, которые вызывают дефект электрооборудования

 

Характеризируя причины дефектов электрооборудования, можно убедиться в том, что основной причиной неисправности электрооборудования является не герметичность стирального бака, т. е. Стиральный раствор попадает на токоведущую часть машины, и это приводит к различным поломкам.

 

Таблица 2.2 – Анализ причин которые вызывают дефекты электрооборудования [7]

Возможная причина	Анализ причины
Неисправна штепсельная вилка	Данная неисправность может возникать в результате неосторожного включения и выключения вилки, при ее падении, а также при плохом контакте в вилке или она может разрушиться от перегрева
Сгорели одновременно две обмотки статора электродвигателя	Сгореть обе обмотки статора могут в случае попадания моющего раствора на обмотки статора, в результате заклинивания активатора или одностороннего залипания ротора
Одностороннее залипание ротора	Происходит после износа подшипников или деформации посадочных мест в корпусе двигателя. Изнашивание подшипников происходит в результате попадания в подшипники пыли, моющего раствора или сильного натяжения ремня
Наличие короткозамкнутых витков в обмотке статора	Неисправность возникает в результате попадания моющего раствора на обмотку статора; дефект изоляции провода обмотки статора при изготовлении электродвигателя; пробой изоляции обмотки статора в результате старения
Сгорание одной из обмоток двигателя	Попадание моющего раствора на обмотку статора; одностороннее залипание ротора; заклинивание активатора
Повреждение шнура	Возникает в результате частого перегибание, в результате чего шнур обрывается
Неисправное реле времени	Попадание в реле стирального раствора, заклинивание часового механизма; в результате усталости пружины ослабли контакты в реле, что и приводит к их обгоранию или вообще сгоранию, и они не пропускают ток
Неисправно токовое реле	Данная неисправность возникает врезультате перегорания спирали подогрева биметаллической пластины, залипания контактов реле

 

2.3 Восстановление изношенных деталей

 

Каждый год предприятия используют большое количество деталей на производство запчастей. Хотя потери его в результате износа незначительные, поэтому наиболее рационально будет восстанавливать детали, а не заменять их, тем самым решить проблему промышленности в запасных частях. [1]

Для восстановления изношеных деталей используются следующие способы:

- механическая обработка;

- слесарно-механическая обработка;

- пластическая деформация;

- использование синтетических материалов;

- электролитическое покрытие;

- наплавочное покрытие;

- паяние и сваривание

Активная сталь должна быть спрессована так плотно, чтобы сила трения между ее отдельными пластинами исключала возможность какого либо, даже незначительного, перемещения одного листа по отношению к другому.

Ослабление прессовки при работе машины приводит к шуму, а сильное ослабление приводит к вибрации.

Ослабление прессовки приводит к появлению ржавых пятен на поверхности стали, что можно легко заметить при разборке электродвигателя перед ремонтом.

При недостаточной плотности прессовки вибрация отдельных листов приводит к разрушению меж листовой изоляции и приводит к поломке не зажатых листов, смежных с вентиляционными каналами. Отломанные части зубцов могут повредить обмотку или активную сталь.

Так как ослабление прессовки чаще всего наблюдается в зубцовой зоне, иногда в местах с ослабленной прессовкой достаточно забить текстолитовые и гетинаксовые уплотняющие клинья, размеры которых должны соответствовать размерам зубца. При забивке клинья заглубляют на 2 – 3 мм ниже поверхности стали. Для предохранения клиньев от выпадания на них отгибают соприкасающиеся края зубцов. Затем сталь покрывают изоляционным лаком. При последующем ремонте или осмотре стали, сохранность этой пленки поможет убедиться в отсутствии на отремонтированных участках контактной коррозии. Появление коррозии на отлакированной поверхности определит необходимость дополнительного уплотнения стали.

Часто при ослаблении стали имеет место так называемая «гармошка» пакетов стали, при которой отдельные листы стали смещаются в тангенциальном направлении и зубцы частично заходят в паз.

Выступающие в пазы зубцы выправляют стальными оправками с последующей опиловкой напильниками.

2.4 Пооперационно-переходной процесс ремонта электрооборудования стиральной машины «Амгунь»

 

При разроботке технологического процесса ремонта деталей и узлов стиральной машины из всех способов выбирают наиболее рациональный, обеспечивающий получение необходимых эксплуатационно-ехнических свойств ремонтируемых и восстанавливаемых узлов и деталей.

Для выполнения операций технологического процесса ремонта узлов и деталей используется специальное технологическое оборудование, оснастка и приспособление, равноценные по точности, но различные по их сложности, стоимости и производительности.