Основные параметры обмоток электродвигателей

Число витков

• Влияние на напряжение и момент. Чем больше витков, тем выше ЭДС и возможность работы на повышенном напряжении.
• Подбор под условия. В мощных двигателях число витков подбирают так, чтобы при номинальном токе обеспечить нужный пусковой и номинальный момент.
• Учет магнитного потока. При изменении размеров магнитного зазора или толщины покровного лака количество витков пересчитывают, чтобы сохранить равномерность воздушного зазора.

Сечение провода и плотность тока

• Диаметр и токовая нагрузка. Для средне­мощных асинхронных моторов (до 10 кВт) обычно используют провода диаметром 1,2 – 3 мм, что обеспечивает плотность тока 3 – 6 A/мм².
• Выбор при ремонте. При перекладке обмоток в статоре АИР 5,5 кВт оптимальны жилы 1,6 – 2,0 мм, чтобы снизить перегрев и одновременно уложить нужное число витков.
• Учет теплоотвода. Если двигатель работает в закрытом кожухе или в агрессивной среде, плотность тока снижают до 2 – 4 A/мм² для увеличения ресурса.

Заполняющий фактор

• Значение. Отношение площади всех проводников к площади пазов статора.
• Практические диапазоны. Для круглого провода реальное значение варьируется от 45 % до 65 %, в зависимости от способа укладки (влажная или сухая пропитка) и наличия компаунда.
• Улучшение результатов. При использовании профильного (прямоугольного) провода и вакуумной пропитки можно повысить заполняющий фактор до 70 – 75 %.

Материалы и изоляция

Марка провода

• Медь по ГОСТ 17475-2001. Чаще всего применяются провода марки МГТФ, ПЭТ или ПЭЛ, отличающиеся толщиной лакировочного слоя и термостойкостью.
• Алюминий. Используется редко — в маломощных или портативных установках, где важна низкая масса и стоимость.

Класс изоляции

• Класс F (155 °C). Наиболее распространен в промышленности; допускает непрерывную работу при температуре обмотки до 155 °C.
• Класс H (180 °C). Применяется в высоконагруженных двигателях и оборудовании с частыми пусками/торможениями.
• Антикоронационные покрытия. Для высоковольтных машин (≥ 3 кВ) используют специальные защитные ленты и лаки, препятствующие образованию коронного разряда.

Геометрия и схемы соединения

Шаг намотки

• Роль в гармониках. Правильный шаг позволяет сгладить входящую ЭДС, снизить токовые и магнитные выбросы высших гармоник.
• Подбор по конструктиву. Шаг выбирают с учетом количества пазов и полюсов двигателя, чтобы сохранить баланс фаз и минимизировать вибрации.

Соединение обмоток

• «Звезда».
  • Высокое линейное напряжение, низкий фазный ток.
  • Используется при питаниях 380 – 660 В.
  • Обеспечивает более мягкий пуск при тех же условиях питания.
• «Треугольник».
  • Низкое линейное напряжение, высокий фазный ток.
  • Применяется при напряжениях 220 – 380 В; дает более высокий пусковой момент.
• Переключаемые выводы. В двигателях нередко делают выводы для переключения «звезда/треугольник» прямо на клеммной коробке.

Практические рекомендации по расчёту и контролю

Измерение сопротивления

• Контрольная операция при ремонте: измерить сопротивление каждой фазы прибором и сверить с паспортными данными.
• Учесть температурную поправку: измерения проводят при +20 – 25 °C, показатели выше поправляют на повышение температуры.

Оценка массы и стоимости

• Масса меди прямо пропорциональна длине витка и суммарному сечению жил.
• При заказе провода учитывайте запас 5 – 10 % от расчетной длины для подмоток и переходов.
• Стоимость обмотки складывается из цены провода, лака и работы по намотке; медь во многом определяет общий бюджет ремонта.

Типовые данные для распространённых моделей

Заключение

• Комплексный подход. Подбор обмоточных параметров требует балансировки электрических, тепловых и конструктивных факторов.
• Контроль качества. Регулярное измерение сопротивления и визуальный осмотр изоляции продлевают срок службы.
• Современные материалы. Использование профильного провода и вакуумной пропитки повышает долговечность и КПД двигателя.