Рис. 1. Стержни обмотки в пазах статора машины переменного тока большой мощности:
1 — пазовый клин статора, 2 — корпусная изоляция стержней обмотки, 3 — сплошные проводники стержня, 4 — полые проводники стержня

Рис. 2. Транспонированный стержень без корпусной изоляции

Для изготовления стержневых обмоток применяют провод ПСД, который поступает на завод в бухтах. Рихтовку и резку элементарных проводников нужной для изготовления стержней длины производят на полуавтоматических станках. Провод сматывают с бухты, установленной с торца станка. Конец провода заправляют между валками, которые, вращаясь от приводного двигателя, подают провод вдоль поверхности приемного стола. Перед валками провод пропускают через системы горизонтальных и вертикальных роликов, проходя через которые он выпрямляется. Взаимное положение роликов регулируют рукоятками в зависимости от размера провода. На приемном столе установлен конечный выключатель. Когда отрихтованный провод доходит до его упора, выключатель срабатывает и отключает приводной двигатель от валков. Движений провода прекращается. Одновременно приходит в действие отрезной механизм, отрезающий проводник нужной длины. Далее процесс повторяется. На современных станках после отрезки проводника производится также зачистка его концов от изоляции. Применяемые на заводах, выпускающих турбо-и гидрогенераторы, станки типа РЗП обеспечивают подачу провода размером от 1,55X5 до ЗХ 15 мм со скоростью до 25,2 м/мин на длину до 9 м с одновременной зачисткой выводных концов от изоляции.

Рис. 3. Полуавтомат для резки, правки и рихтовки элементарных проводников стержневой обмотки

Перед плетением элементарных проводников в стержень их выгибают на пневматическом штампе в местах их перехода из столбика в столбик. Изгибы на различных проводниках должны быть смещены на расстояние шага плетения t друг от друга. Чтобы изогнуть одновременно весь пучок проводников, составляющих один полустержень, их собирают в столбик, торцы их упирают в гребенку, длина уступов которой равна шагу плетения t, а высота — толщине элементарных проводников, и прижимают пуансоном. Изогнутые проводники вынимают из штампа и выравнивают их торцы. Места изгибов проводников при этом сдвигаются один относительно другого на расстояние шага плетения.

Плетут отдельно каждую половину стержня — полустержень, в который входят все элементарные проводники, занимающие один столбик в лобовой части. Проводники скрепляют между собой скобой в середине полустержня и переплетают их от середины к его концам. Так же переплетают проводники второго полустержня. После того как оба полустержня переплетены, их соединяют вместе, устанавливая между столбиками вертикальную изоляционную прокладку из миканита толщиной 0 5 мм. Места перехода элементарных проводников из столбика в столбик дополнительно изолируют, прокладывая под проводники тонкие миканитовые прокладки.

Рис. 4. Штамп для выгибания элементарных проводников

Собранный плетеный стержень рихтуют, заполняют неровности, образовавшиеся в местах перехода проводников из одного столбика в другой полосками асбестовой бумаги, промазывают проводники клеящим лаком и опресовывают пазовую часть. Опрессовка производится на гидравлических прессах с подогревом. Для опрессовки длинных стержней обмотки турбогенераторов пресс составляют из нескольких блоков, число которых доходит до 10. В каждом блоке смонтированы по два гидравлических цилиндра — вертикальный и горизонтальный. Давление от цилиндров передается на верхнюю и боковые планки пресс-формы. В пресс закладывают одновременно несколько стержней. При опрессовке стержни нагревают, пропуская через нагревательные плиты пресс-форм пар, температура которого 120—130 °С. После выдержки стержня под давлением в нагретом состоянии нагревательные плиты охлаждают, пропуская через них холодную воду, давление снимают и стержни вынимают из пресс-форм.

При плетении, сборке и опрессовке стержней изоляция отдельных элементарных проводников может повредиться, поэтому после опрессовки пазовой части проверяют ее сохранность. Для этого достаточно убедиться в отсутствии замыкания между каждой парой элементарных проводников с помощью контрольной лампы, источника питания на 220 В и щупов. Для ускорения проверки разработана установка, на стойки которой укладываются испытуемые стержни. Концы их проводников вставляют в гнезда гребенки с контактами, соединенными с пакетными переключателями на панели управления. Поворотом ручек переключателей напряжение 220 В подается последовательно на каждую пару проводников. Если изоляция проводника повреждена, то загорается сигнальная лампа.

Лобовые части стержней изгибают и формуют на гибочных шаблонах. Обе лобовые части стержней турбогенераторов отгибают в одну и ту же сторону, так как в турбогенераторах выполняют петлевую обмотку. В многополюсных гидрогенераторах обмотка волновая и лобовые части стержней отгибают в разные стороны.

Рис. 5. Пресс для опрессовки стержней

Рис. 6. Приспособление для гибки и формовки стержней гидрогенераторов

Рис. 7. Стержень турбогенератора с непосредственным водяным охлаждением:
1 — полые проводники, 2 — обычные проводники

Рис. 8. Наконечник для соединения стержней с непосредственным водяным охлаждением

Устройство для гибки и формовки стержней гидрогенераторов состоит из двух головок, соединенных планкой. Стержень зажимается в приспособление с помощью прижимных планок эксцентриковыми зажимами. Лобовые части стержня изгибают нажимными планками, которые поворачиваются под действием гидравлических механизмов. Выводные концы стержня изгибаются рычагами, связанными с поршнями гидравлических цилиндров. Концы стержней подрезаются переносной дисковой фрезой. Откидные части устройства отводятся в стороны поворотом вокруг осей, и на концы стержней устанавливают приспособления для насадки наконечников.

В современных крупных турбо- и гидрогенераторах применяют непосредственное охлаждение обмоток статора водой. Вода пропускается вдоль полых проводников и снижает их темпера-туру практически до температуры охлаждающей воды, что позволяет значительно повысить плотность тока в обмотке и увеличить мощность машины, не меняя ее размеров. Для стержней такой обмотки используют полые элементарные проводники. Стержень обмотки с непосредственным водяным охлаждением состоит из элементарных проводников, часть которых выполнена из полой меди. Вода, циркулирующая по их внутренним отверстиям, охлаждает не только эти проводники, но и соседние.

Технология изготовления стержней с полыми проводниками такая же, как и со сплошными. Добавляется только ряд операций по контролю герметичности стенок полых проводников и по контролю проходимости воды по внутренним каналам, так как в процессе изгибания проводников и лобовых частей стержня каналы могут оказаться сжатыми. Герметичность стенок полых проводников и проходимость внутренних каналов проверяют два раза: непосредственно после получения на заводе бухты провода и после изготовления и укладки стержней в пазы.

Для пропускания воды через каналы в элементарных проводниках в уложенной обмотке к концам каждого стержня припаивают наконечники, которые служат одновременно и для соединения стержней между собой, и для подвода охлаждающей воды. Наконечник состоит из водораспределительной камеры, в которую впаиваются концы проводников стержня, штуцера с резьбой для подключения водопроводящих трубок и контактной пластины 4 для соединения головок стержней между собой. Водораспределительная камера медная, выполняется методом точного литья. Ее стенки должны выдерживать давление воды при работе машины, а контактная пластина должна иметь достаточную площадь поперечного сечения для пропускания тока стержня. Концы /проводников стержня впаиваются в камеру серебряным припоем ПСр-45. Пайка должна обеспечивать водонепроницаемость и необходимую механическую прочность места соединения. Штуцер делают из нержавеющей стали и впаивают в камеру в среде защитного газа (аргона), что обеспечивает Достаточно надежное соединение с медью наконечника. После этого стержни поступают на изолировочный участок.

Корпусная изоляция стержней высоковольтных машин выполняется непрерывной из микаленты с последующей компаундиров-кой в битумных лаках (изоляция класса В) или типа «монолит» из слоев слюдинитовой ленты, пропитанной эпоксидным компаундом. И при той и при другой конструкции изоляции ленточный изоляционный материал накладывается на стержень вполнахлеста в несколько слоев. Операция наложения микаленты или слюдинитовых лент на стержни обмотки механизирована. Стержни изолируются на изолировочных станках типа ЛУС или ЛШ. На рис. 9 показан станок ЛУС-6 с установленным на нем стержнем турбогенератора. Стержень устанавливается на кронштейн и закрепляется на стержнедержателях. Вдоль станка по копиру, повторяющему очертания стержня, двигается каретка с изолировочной головкой. Вдоль всего копира устанавливается зубчатая рейка. Она имеет сменные участки, подбор которых позволяет настроить копир на определенный размер стержня: прямолинейные части и закругления, соответствующие изгибу стержня в лобовых частях. На изолировочной головке укреплены четыре рулона с установленными в них лентами изоляции. Каретка движется вдоль стержня в одну и в другую сторону несколько раз. При подходе каретки к стержнедержа-телю он автоматически раскрывается, освобождая путь обмоточным головкам, а после прохода каретки снова захватывает стержень. Наложив необходимое число слоев изоляции, к стержню для предохранения его от деформации привязывают металлическую Г-образную рейку, снимают его со станка и передают на компаундирование. В стержнях обмотки с непосредственным водяным охлаждением в припаянные наконечники ввертывают заглушки, чтобы исключить возможность затекания компаунда в каналы полых проводников.

Рис. 9. Станок ЛУС-6 для изолирования стержней