Що таке статор електродвигуна: будова, обмотка та ремонт

Статор — це нерухома частина електродвигуна або генератора, яка зазвичай складається з:

1. 01корпусу;
2. 02сердечника з електротехнічної сталі;
3. 03пазів;
4. 04обмотки статора;
5. 05пазової та міжфазної ізоляції;
6. 06пазових клинів;
7. 07лобових частин обмотки;
8. 08системи кріплення обмотки;
9. 09виводів;
10. 10температурних датчиків — якщо вони передбачені конструкцією.

Основне завдання статора електродвигуна — створення магнітного поля, необхідного для виникнення електромагнітного моменту. У генераторі принцип перетворення енергії зворотний: електромагнітне поле ротора взаємодіє з обмоткою статора, в якій індукується електрична напруга.

Статор розташований навколо ротора та залишається нерухомим під час роботи машини. У спрощеному вигляді конструкцію можна представити так:

корпус → сердечник статора → пази → обмотка → повітряний зазор → ротор

Між внутрішньою поверхнею статора і зовнішньою поверхнею ротора знаходиться повітряний зазор. Його величина є важливим параметром електричної машини. Надмірний або нерівномірний повітряний зазор може впливати на магнітний потік, струм, ККД, реактивну потужність, вібрацію, шум, нагрів та електромагнітні сили.

Конструкція залежить від типу машини, але основними елементами є:

• корпус — забезпечує механічну жорсткість і кріплення активної частини;
• сердечник — формує магнітне коло статора;
• пази — у них розташовуються провідники або котушки обмотки;
• обмотка статора — створює електромагнітне поле або, у генераторному режимі, є частиною, де формується електрична енергія;
• ізоляція — електрично відокремлює витки, котушки, фази, обмотку від сердечника та струмоведучі частини від корпусу;
• пазові клини — утримують обмотку в пазах;
• лобові частини — з’єднують пазові частини котушок між собою;
• виводи — забезпечують підключення машини до мережі або перетворювача.

Корпус може бути виготовлений із чавуну, сталі, зварної сталевої конструкції, алюмінієвого сплаву або спеціальних конструкцій для машин великої потужності.

Корпус виконує кілька функцій: утримує сердечник, забезпечує геометричну жорсткість, сприймає механічні навантаження, служить основою для підшипникових щитів, бере участь у відведенні тепла та захищає внутрішні частини.

У великих електричних машинах корпус може бути складною зварною конструкцією з ребрами жорсткості, вентиляційними каналами, камерами охолодження, опорними елементами, люками для огляду та кріпленнями датчиків.

Сердечник є частиною магнітної системи електродвигуна. Він виготовляється не з суцільного шматка сталі, а, як правило, набирається з великої кількості тонких листів електротехнічної сталі. Кожен лист має електроізоляційне покриття, яке обмежує проходження вихрових струмів між листами. Це дозволяє зменшити вихрові струми, втрати в сталі, локальний нагрів та загальні втрати електричної машини.

При роботі двигуна магнітне поле змінюється в часі. Якби сердечник був виготовлений із суцільного масиву електропровідної сталі, у ньому виникали б значні вихрові струми, які спричиняли б додаткові втрати енергії, сильний нагрів і зниження ККД. Тому сердечник шихтують із тонких електрично ізольованих один від одного листів.

У сердечнику можна виділити спинку, зубці, пази, вентиляційні канали та натискні елементи. Зубці статора розташовані між пазами та проводять магнітний потік до повітряного зазору. Спинка сердечника замикає магнітний потік між полюсними зонами.

У пазах сердечника розташовується обмотка. Пази можуть бути відкритими, напівзакритими, напіввідкритими, закритими, прямокутними або спеціальної форми. Конструкція паза залежить від типу обмотки, напруги, потужності, розміру провідника, способу укладання котушки та необхідного магнітного режиму. Для великих високовольтних машин часто застосовують відкриті або напіввідкриті пази, які дозволяють встановлювати попередньо сформовані та ізольовані секції.

Обмотка статора — система електрично з’єднаних провідників або котушок, розташованих у пазах сердечника. У трифазному двигуні вона зазвичай складається з трьох фаз. При підключенні до трифазної мережі струми в обмотках створюють обертове магнітне поле, яке взаємодіє з ротором і створює момент.

Ці терміни часто використовують як близькі, але технічно вони не завжди означають одне й те саме. Обмотка статора — повна система провідників усіх фаз статора. Котушка статора — окремий конструктивний елемент обмотки, який має один або декілька витків. Секція статора — термін, який часто використовується для окремого попередньо сформованого елемента обмотки, особливо у великих електричних машинах.

Залежно від конструкції машини застосовують:

• всипні обмотки;
• котушкові;
• секційні;
• одношарові;
• двошарові;
• розподілені;
• концентровані;
• петльові;
• хвильові;
• стрижневі та інші спеціальні конструкції.

Вибір залежить від потужності, напруги, кількості полюсів, числа пазів, схеми з’єднання, способу охолодження та технології виробництва.

Всипна обмотка

Всипна обмотка характерна передусім для багатьох низьковольтних електродвигунів малої та середньої потужності. Провідники укладаються в пази під час формування обмотки. Зазвичай використовується ізольований обмотувальний провід круглого або профільного перерізу. Переваги: відносно проста технологія, нижча вартість, можливість механізованого намотування. Для великих високовольтних двигунів така конструкція часто непридатна через вимоги до геометрії та електричної міцності ізоляції.

Формовані котушки та секції статора

Для потужних і високовольтних машин застосовують попередньо виготовлені секції. Типовий процес включає підбір провідника, намотування, формування геометрії, накладання міжвиткової ізоляції, формування корпусної ізоляції, пресування або термообробку (залежно від системи), контроль розмірів, електричні випробування, укладання в пази, з’єднання секцій, кріплення лобових частин і просочення або іншу передбачену технологію.

Для виготовлення обмоток переважно застосовується мідний обмотувальний провід — круглий, прямокутний, профільний, емальований, обмотаний ізоляційною стрічкою, зі скловолоконною ізоляцією або з комбінованою ізоляційною системою. У великих машинах одна секція може складатися з декількох паралельних провідників; для певних конструкцій застосовується транспозиція провідників для зменшення додаткових втрат.

При виготовленні або перемотуванні необхідно точно знати кількість пазів, полюсів і фаз, крок обмотки, кількість витків і паралельних гілок, переріз провідника, напрям намотування, порядок чергування фаз, схему з’єднання та розташування виводів. Зміна навіть одного параметра може змінити характеристики двигуна.

Трифазна обмотка може бути з’єднана за схемою зірка (Y) або трикутник (Δ). У зірці кінці трьох фаз з’єднуються в загальну точку, у трикутнику фази послідовно утворюють замкнений контур. Схема визначається конструкцією двигуна та його номінальними даними — самовільно змінювати її без аналізу обмотки та параметрів живлення не можна.

Частини котушок, які виходять за межі сердечника, називаються лобовими частинами. Вони не розташовані в пазах, тому потребують окремого механічного кріплення. На них діють електродинамічні сили, вібрація, теплове розширення, сили при пуску та сили при короткому замиканні. У великих машинах кріплення лобових частин є одним із критичних елементів конструкції.

Можуть застосовуватися бандажні стрічки, склострічки, шнури, опорні кільця, дистанційні елементи, ізоляційні колодки, склотекстолітові деталі, композиційні матеріали та спеціальні кронштейни. Мета — не допустити переміщення обмотки під дією електромагнітних і механічних сил.

Ізоляційна система — одна з найважливіших частин статора. Вона повинна забезпечувати електричну міцність між витками, між котушками, між фазами, між обмоткою та сердечником, а також між струмоведучими частинами та корпусом. Одночасно ізоляція повинна витримувати температуру, вібрацію, електродинамічні сили, вологу, забруднення, теплові цикли й імпульсні перенапруги.

У конструкції можуть застосовуватися:

• міжвиткова ізоляція — розділяє сусідні витки;
• корпусна ізоляція — відокремлює котушку або секцію від заземленого сердечника;
• пазова ізоляція — розташовується між обмоткою та стінками пазу;
• міжфазна ізоляція — розділяє частини різних фаз;
• ізоляція лобових частин — захищає та розділяє котушки за межами сердечника;
• ізоляція виводів — забезпечує електричну міцність у зоні підключення.

Для електричних машин застосовуються ізоляційні системи різних класів нагрівостійкості — серед поширених B і F. Клас ізоляційної системи характеризує її допустимий тепловий рівень відповідно до нормативних вимог.

У сучасних потужних машинах широко застосовуються термореактивні системи. Після полімеризації вони формують жорстку структуру, яка має високу механічну міцність, хорошу термостійкість, стійкість до вібрації, стабільність геометрії та високу електричну міцність. Для високовольтних секцій можуть використовуватися системи на основі слюди, склотканини, епоксидних зв’язувальних або композиційних матеріалів.

Термопластичні системи при нагріванні можуть розм’якшуватися та змінювати механічні властивості. Такі системи характерні для низки старіших конструкцій електричних машин. При ремонті важливо правильно визначити тип початкової ізоляції, оскільки технологія демонтажу, ремонту та відновлення може суттєво відрізнятися.

Після встановлення обмотки в паз вона повинна бути надійно зафіксована. Для цього застосовують пазові клини, які можуть виготовлятися зі склотекстоліту, текстоліту, деревини спеціальної обробки в старих конструкціях, композиційних матеріалів або магнітних клинів. Клин повинен забезпечувати механічну фіксацію, стабільність обмотки, стійкість до вібрації та необхідні електроізоляційні властивості.

У деяких машинах застосовуються магнітні або напівмагнітні клини. Їх використання може впливати на магнітний опір пазової зони, гармоніки поля, шум, струм холостого ходу та електромагнітні втрати — тому замінювати магнітний клин звичайним склотекстолітовим без технічного розрахунку не слід.

Після укладання обмотки вона може просочуватися електроізоляційним лаком або компаундом. Основні завдання просочення: заповнення порожнин, фіксація провідників, підвищення механічної міцності, захист від вологи, покращення теплопередачі, зменшення вібрації та підвищення довговічності.

Вакуум дозволяє видалити повітря та частину вологи з порожнин обмотки перед введенням просочувального матеріалу, що сприяє глибшому проникненню лаку або смоли. Технологія може застосовуватися при виготовленні нової обмотки, перемотуванні, капітальному ремонті або відновленні певних типів ізоляційних систем.

VPI (Vacuum Pressure Impregnation) — вакуумно-нагнітальне просочення. Типовий цикл може включати попереднє сушіння, вакуумування, подачу просочувального матеріалу, витримку, створення надлишкового тиску, злив матеріалу та полімеризацію. Конкретні параметри визначаються матеріалами та технологічною документацією.

Статор виділяє значну кількість тепла через втрати в міді, втрати в сталі, додаткові електромагнітні втрати та високочастотні складові при перетворювачному живленні. Для відведення тепла використовують зовнішнє повітряне охолодження, внутрішню вентиляцію, незалежну вентиляцію, теплообмінники, водяне охолодження та комбіновані системи. У великих машинах сердечник може мати радіальні вентиляційні канали.

У потужних двигунах та генераторах усередині статора можуть встановлюватися температурні датчики — Pt100, термопари, PTC-датчики та інші сенсори. Контролюють температуру обмотки, сердечника, охолоджувального повітря, а іноді й окремих зон. Дані використовуються для сигналізації, аварійного захисту, аналізу режиму роботи та прогнозування технічного стану.

У трифазному асинхронному двигуні статор створює обертове магнітне поле, швидкість якого визначається частотою живлення та кількістю полюсів. Ротор обертається трохи повільніше за магнітне поле статора — ця різниця необхідна для наведення струму в короткозамкненому або фазному роторі. Статор асинхронної машини може мати низьковольтну всипну обмотку, формовану котушкову обмотку або високовольтні секції.

У синхронному двигуні статор також створює обертове магнітне поле. Ротор має власне магнітне поле, створене обмоткою збудження або постійними магнітами. У встановленому синхронному режимі ротор обертається синхронно з магнітним полем статора. Для потужних синхронних машин особливо важливі електрична міцність ізоляції, механічне кріплення секцій, стан сердечника, рівномірність повітряного зазору та система охолодження.

У багатьох генераторах основна силова обмотка розташована саме в статорі. При обертанні магнітного поля ротора в обмотці статора індукується електрична напруга. Для великих генераторів статор є одним із найскладніших і найдорожчих вузлів машини. Його ремонт може включати заміну окремих стрижнів або секцій, ремонт ізоляції та виводів, відновлення кріплення, ремонт сердечника, заміну датчиків та часткове або повне перемотування.

Електричні причини

• міжвиткове замикання;
• міжфазне замикання;
• пробій на корпус;
• перенапруга;
• несиметрія фаз;
• імпульсні перенапруги;
• пошкодження виводів.

Теплові причини

• перевантаження;
• недостатнє охолодження;
• забруднення вентиляції;
• часті пуски;
• висока температура навколишнього середовища;
• локальний нагрів сердечника.

Механічні причини

• вібрація;
• ослаблення клинів;
• рух котушок;
• пошкодження лобових частин;
• деформація корпусу;
• контакт ротора зі статором.

Експлуатаційні причини

• волога;
• пил;
• мастило;
• агресивне середовище;
• неправильне живлення;
• робота поза розрахунковим режимом.

Міжвиткове замикання виникає, коли порушується ізоляція між сусідніми витками однієї котушки. Утворюється замкнений контур із дуже малим опором, у якому може протікати значний циркуляційний струм, що спричиняє локальний нагрів. Процес може розвиватися дуже швидко: пошкодження ізоляції → короткозамкнений виток → локальний струм → нагрів → руйнування сусідньої ізоляції → міжфазне замикання або пробій на корпус. Тому раннє виявлення міжвиткового дефекту має велике значення.

Міжфазне замикання виникає між електричними частинами різних фаз через пошкодження міжфазної ізоляції, переміщення лобових частин, перегрів, забруднення, вологу, механічне пошкодження або розвиток міжвиткового дефекту. Воно часто має аварійний характер і може спричинити значне пошкодження обмотки та сердечника.

Пробій обмотки на корпус — це порушення ізоляції між струмоведучою частиною та заземленим сердечником або корпусом. Типові причини: старіння ізоляції, перегрів, механічне протирання, пошкодження пазової ізоляції, волога, забруднення, часткові розряди та імпульсні перенапруги. У місці пробою може виникнути електрична дуга та пошкодити не тільки обмотку, але й листи сердечника.

При ослабленні клина обмотка отримує можливість переміщуватися в пазу, що може призвести до вібрації, стирання ізоляції, руйнування просочення, появи провідного пилу, пошкодження котушки та пробою на сердечник. Для великих машин контроль пазового кріплення є важливою частиною дефектації.

Пошкодження лобових частин виникає через електродинамічні сили, часті пуски, короткі замикання, вібрацію, ослаблення бандажів, старіння матеріалів або неправильний ремонт. Ознаки: тріщини лаку, пил від тертя, сліди переміщення, ослаблені шнури, тріщини ізоляції, деформація та локальне нагрівання.

Сердечник може мати міжлистові замикання, оплавлення, забоїни, пошкодження зубців, ослаблення пакета, корозію, локальний перегрів та сліди контакту з ротором. Особливо небезпечне пошкодження міжлистової ізоляції — у цьому місці зростають вихрові струми та виникає локальний нагрів, який може повторно пошкодити нову обмотку після перемотування.

При порушенні повітряного зазору ротор може торкатися внутрішньої поверхні статора. Причини: пошкодження підшипника, вигин вала, деформація корпусу, неправильне складання, ексцентриситет, зміщення сердечника або ослаблення підшипникового щита. Наслідки: пошкодження зубців, замикання листів, руйнування обмотки, нагрів, вібрація та пошкодження ротора.

Діагностика повинна бути комплексною. Залежно від конструкції та стану можуть застосовуватися:

1. 01Візуальний огляд.
2. 02Вимірювання опору ізоляції.
3. 03Визначення індексу поляризації.
4. 04Вимірювання активного опору фаз.
5. 05Перевірка симетрії.
6. 06Імпульсне випробування.
7. 07Випробування електричної міцності.
8. 08Контроль часткових розрядів — для відповідних машин.
9. 09Перевірка сердечника.
10. 10Контроль пазових клинів.
11. 11Огляд лобових частин.
12. 12Тепловізійна діагностика.
13. 13Вібраційна діагностика.
14. 14Контроль температурних датчиків.

Один тест не дає повної оцінки стану статора.

Візуальна діагностика

Під час огляду звертають увагу на колір ізоляції, сліди перегріву, тріщини, відшарування, пил, мастило, вологу, сліди електричних розрядів, стан клинів і бандажів, положення лобових частин, стан виводів, локальні підгари та сліди тертя ротора. Досвідчений огляд часто дозволяє визначити напрям подальшої діагностики ще до електричних випробувань.

Електричні випробування

Опір ізоляції вимірюють між фазами, між кожною фазою та корпусом і для всієї обмотки відносно корпусу. Результат залежить від температури та вологості, тому порівнювати вимірювання без урахування умов некоректно. Низький опір може бути наслідком вологи, забруднення, старіння, пошкодження або провідного пилу. Іноді після очищення та сушіння параметри суттєво відновлюються, але це не доводить автоматично відсутність інших дефектів.

Опір фаз порівнюють між собою з урахуванням температури обмотки. Відхилення може вказувати на погане контактне з’єднання, обрив паралельної гілки, неправильне з’єднання, дефект виводу або пошкодження частини обмотки. Для низькоомних обмоток необхідний відповідний вимірювальний прилад, оскільки опір контактів і проводів може бути порівнянним із вимірюваною величиною.

Імпульсний метод застосовується для пошуку дефектів міжвиткової ізоляції — порівнюється реакція різних фаз, аналогічних котушок та еталонних характеристик. Пошкодження міжвиткової ізоляції змінює електричні параметри обмотки, що відображається на формі сигналу.

Перевірка сердечника

Після видалення старої обмотки важливо перевірити сердечник до встановлення нової — інакше нова обмотка може бути встановлена в сердечник із локальним дефектом, який знову спричинить перегрів. Контролюють стан зубців, міжлистову ізоляцію, затягування пакета, сліди тертя, локальні оплавлення, задири, корозію та механічні пошкодження.

Один із методів випробування на нагрів полягає у створенні магнітного потоку в сердечнику та контролі температурного поля — ділянки з пошкодженою міжлистовою ізоляцією можуть нагріватися сильніше. Для контролю застосовують температурні датчики, тепловізор або спеціалізовані системи діагностики сердечника. Методика та рівень магнітного потоку повинні відповідати конструкції машини й технологічній документації.

Повне перемотування може бути необхідним при:

• значному пробої обмотки;
• системному старінні ізоляції;
• численних міжвиткових дефектах;
• міжфазному короткому замиканні;
• значному термічному пошкодженні;
• руйнуванні лобових частин;
• неможливості локального ремонту;
• необхідності заміни ізоляційної системи.

Але перемотування не повинно бути автоматичним рішенням при будь-якому дефекті. Іноді достатньо очищення, сушіння, ремонту виводів, відновлення бандажів, заміни окремої секції, переклинювання, локального ремонту ізоляції або повторного просочення — якщо це технологічно допустимо.

Типовий процес перемотування включає:

1. 01Вхідну діагностику.
2. 02Фіксацію схеми старої обмотки.
3. 03Вимірювання геометрії.
4. 04Маркування виводів.
5. 05Демонтаж старої обмотки.
6. 06Очищення сердечника.
7. 07Дефектацію сердечника.
8. 08Ремонт зубців і пазів.
9. 09Підготовку ізоляційних деталей.
10. 10Виготовлення нових котушок або секцій.
11. 11Укладання обмотки.
12. 12Установлення пазових клинів.
13. 13З’єднання секцій.
14. 14Формування фаз.
15. 15Паяння або зварювання з’єднань.
16. 16Формування лобових частин.
17. 17Бандажування.
18. 18Електричні випробування.
19. 19Просочення.
20. 20Сушіння або полімеризацію.
21. 21Фінальні електричні випробування.
22. 22Складання двигуна.
23. 23Стендові випробування.

Конкретний процес залежить від конструкції машини. До демонтажу необхідно визначити схему, кількість витків, крок, переріз провідника, кількість паралельних гілок, розташування фаз, тип з’єднання, геометрію котушок, довжину лобових частин і положення виводів. Особливо це важливо для старих двигунів, для яких оригінальна конструкторська документація може бути недоступною — при цьому копіювати стару обмотку без перевірки також ризиковано: машина могла вже ремонтуватися раніше з помилками.

Поняття «виготовлення статора» може означати різні обсяги робіт: виготовлення обмотаного статора (використовується наявний корпус і сердечник, але виготовляється нова обмотка), виготовлення сердечника (виготовляється новий пакет електротехнічної сталі) або повне виготовлення статора (корпус, сердечник, натискні елементи, обмотка, ізоляція, клини, виводи, датчики та система кріплення). Для виготовлення аналога необхідно відновити не тільки геометрію, але й електромагнітні параметри оригінальної конструкції.

Виготовлення сердечника статора може включати розробку або відновлення креслення листа, вибір марки електротехнічної сталі, виготовлення листів або сегментів, нанесення або контроль ізоляційного покриття, складання пакета, формування вентиляційних каналів, пресування, закріплення пакета, механічну обробку, контроль геометрії та перевірку магнітного стану. Для великих машин сердечник може збиратися із сегментів безпосередньо всередині корпусу.

Технічно виготовити статор за зразком у багатьох випадках можна, але одного фізичного зразка може бути недостатньо. Потрібно визначити геометрію, марку сталі або її характеристики, довжину пакета, кількість пазів, форму паза, кількість полюсів, схему обмотки, кількість витків, переріз провідника, клас ізоляції, систему охолодження, параметри живлення та номінальні характеристики машини. Тому виготовлення аналога повинно починатися з технічного аналізу, а не просто з копіювання зовнішніх розмірів.

Статор як запасна частина

Статор може поставлятися як окремий вузол у різному ступені готовності: корпус без сердечника, корпус із сердечником, необмотаний сердечник, обмотаний статор, повністю готовий статор із виводами, статор із датчиками або статор після капітального відновлення. Тому при замовленні важливо уточнювати, що саме мається на увазі під поняттям «статор електродвигуна».

Рішення про новий чи відновлений статор залежить від стану корпусу, сердечника, посадок, обмотки, ізоляції, геометрії та економічної доцільності. Якщо корпус і сердечник перебувають у хорошому стані, повне виготовлення нового статора часто не потрібне — достатньо виготовити нову обмотку та виконати комплексне відновлення. Якщо сердечник має критичні пошкодження, може знадобитися його ремонт або виготовлення нового пакета.

1. 01Демонтаж старої обмотки без фіксації схеми.
2. 02Копіювання старої обмотки без перевірки.
3. 03Перегрів сердечника при випалюванні старої обмотки.
4. 04Пошкодження зубців при демонтажі.
5. 05Ігнорування міжлистових замикань.
6. 06Використання невідповідного провідника.
7. 07Зміна кількості витків.
8. 08Неправильний крок обмотки.
9. 09Порушення схеми з’єднання.
10. 10Недостатня пазова ізоляція.
11. 11Пошкодження ізоляції під час укладання.
12. 12Ненадійне кріплення лобових частин.
13. 13Слабкі пазові клини.
14. 14Невідповідний просочувальний матеріал.
15. 15Неправильний режим полімеризації.
16. 16Відсутність міжвиткового контролю.
17. 17Перевірка лише мегомметром.
18. 18Відсутність контролю сердечника.
19. 19Неправильне підключення температурних датчиків.
20. 20Відсутність стендових випробувань після ремонту.

Чого не варто робити:

• перемотувати статор без дефектації сердечника;
• копіювати стару обмотку без перевірки її параметрів;
• змінювати кількість витків без розрахунку;
• змінювати переріз провідника лише тому, що він доступний;
• використовувати випадкові ізоляційні матеріали;
• встановлювати пазові клини іншого типу без аналізу;
• перегрівати сердечник при демонтажі старої обмотки;
• залишати гострі кромки в пазах;
• проводити остаточне просочення до проміжних електричних перевірок;
• оцінювати обмотку лише мегомметром;
• ігнорувати локальний нагрів сердечника;
• запускати двигун після ремонту без контрольних випробувань.

При ремонті електричної машини важливо не обмежувати дефектацію лише питанням «обмотка справна чи її потрібно перемотувати?». Статор необхідно розглядати як систему: корпус + сердечник + обмотка + ізоляція + кріплення + охолодження + виводи + датчики. Якщо замінити лише обмотку, але не усунути першопричину її пошкодження, дефект може повторитися.

Обмотка згоріла, але причина не в обмотці

Після аварії можна побачити сильно пошкоджену обмотку та зробити очевидний висновок про необхідність перемотки. Але першопричиною могли бути пошкодження підшипника, контакт ротора зі статором, перекриття вентиляції, несиметрія напруги, несправність перетворювача, часті перевантаження, ослаблення клина або дефект сердечника. Якщо просто перемотати статор і не знайти першопричину, нова обмотка може повторно вийти з ладу.

Локальний перегрів після перемотування

Після встановлення нової обмотки окрема зона статора нагрівається сильніше. Можливі причини: пошкодження міжлистової ізоляції сердечника, неправильне з’єднання, дефект котушки, порушення вентиляції, механічне пошкодження при укладанні або локальний дефект просочення. Тому перевірка сердечника до встановлення нової обмотки є принципово важливою.

Хороший опір ізоляції, але двигун перегрівається

Високий опір ізоляції не доводить повну справність обмотки. Можливі міжвиткове замикання, неправильна схема, несиметрія фаз, дефект сердечника, порушення охолодження, перевантаження або неправильні параметри живлення. Тому мегомметр — важливий, але не єдиний інструмент діагностики.

Статор сильно вібрує

Причина може бути не безпосередньо в статорі. Необхідно перевірити балансування ротора, підшипники, вал, повітряний зазор, фундамент, кріплення двигуна, електромагнітну симетрію, стан сердечника та жорсткість корпусу. Діагностика повинна розглядати електродвигун як єдину електромеханічну систему.

• Синхронні електродвигуни: будова та принцип роботи
• Що таке ротор електродвигуна?
• Що таке обмотки статора та ротора?
• Чому гріється статор електродвигуна?
• Як перемотують статор електродвигуна?
• Як виготовляють котушки статора?
• Що таке міжвиткове замикання?
• Як виміряти опір ізоляції?
• Що таке вакуумне просочення?
• Що таке склотекстоліт?

ТОВ ВКФ «Електропромремонт» виконує діагностику, ремонт, перемотування та відновлення статорів електричних машин, а також виготовлення обмоток, котушок і секцій статора для промислових електродвигунів та генераторів.

Залежно від конструкції та технічного стану обладнання можуть виконуватися:

• діагностика статора, дефектація обмотки, перевірка сердечника;
• вимірювання опору ізоляції та активного опору, міжвиткова діагностика;
• ремонт виводів і міжфазних з’єднань;
• заміна окремих котушок або секцій, повне перемотування статора;
• виготовлення секцій статора, котушок та ізоляційних деталей;
• заміна пазової ізоляції, виготовлення та заміна пазових клинів;
• ремонт лобових частин, бандажування;
• вакуумне або вакуумно-нагнітальне просочення — залежно від технології конкретної машини;
• сушіння та полімеризація, ремонт сердечника;
• відновлення окремих елементів корпусу;
• електричні та стендові випробування електричної машини після складання.

Можливість виготовлення або ремонту конкретного статора визначається після аналізу типу машини, потужності, напруги, конструкції обмотки, габаритів, технічного стану, наявної документації та вимог до випробувань.

Статор — один із ключових вузлів електродвигуна або генератора. Його технічний стан визначається не тільки станом обмотки. Повноцінна оцінка повинна охоплювати: корпус → сердечник → пазову систему → обмотку → ізоляцію → кріплення → виводи → охолодження.

Основні дефекти статора:

• міжвиткові замикання;
• міжфазні замикання;
• пробій на корпус;
• старіння ізоляції;
• ослаблення пазових клинів;
• рух лобових частин;
• пошкодження сердечника;
• локальний перегрів;
• забруднення та зволоження.

Якісне відновлення статора включає діагностику, перевірку сердечника, відновлення або виготовлення обмотки, правильний вибір ізоляційних матеріалів, надійне механічне кріплення, просочення та фінальні електричні випробування.