ПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
К проводниковым материалам, применяемым в электромашиностроении, относятся медь и алюминий. Серебро, имеющее удельное сопротивление, на 4 % меньшее по сравнению с медью, относится к дефицитным материалам и почти не применяется при изготовлении электрических машин.
Почти все изделия из меди для электротехнической промышленности изготовляются путем проката, прессования и волочения. Волочение применяют для производства проводов диаметром до 0,005 мм, ленты толщиной до 0,1 мм и фольги толщиной до 0,008 мм. При механических деформациях медь подвергается наклепу, который может быть устранен термообработкой [12].
В соответствии с ГОСТ 859 медь по химическому составу делится на девять марок: М1, М00к, М0ку, М0к, М00б, М0б, М1б, М1к, М1у. Цифры 0, 00, 1 определяют содержание меди, наибольшее содержание меди имеют марки М00к и М00б.
Индексы при марках имеют следующие значения: к, ку – катодная медь, б – бескислородная, у – катодная переплавленная. Примеси оказывают неблагоприятное влияние на механические и электрические свойства меди, поэтому медь с содержанием примесей выше 0,1 % для изготовления проводов не используется.
Для производства коллекторов машин постоянного тока применяется твердотянутая медь с присадкой кадмия. Кадмий увеличивает механическую прочность меди и благоприятно сказывается на качестве пленки на поверхности пластин, улучшая коммутацию.
Высокая электрическая проводимость обеспечивает широкое применение алюминия в электротехнической промышленности. Важными свойствами алюминия являются его малая плотность, низкая температура плавления, высокая пластичность, прочная и очень тонкая оксидная пленка, защищающая алюминий от коррозии. Алюминий хорошо обрабатывается давлением, и из него получаются листы, проволока, тончайшая фольга и штампованные детали. Плотность алюминия в 3,3 раза ниже, а удельное сопротивление лишь в 1,7 раза выше, чем у меди. Поэтому на единицу массы алюминий имеет вдвое более высокую проводимость, чем медь.
Алюминиевые провода с буквой А в обозначении изготовляют из алюминия марки АЕ, имеющего в своем составе 99,5 % чистого алюминия и 0,5 % примесей железа и кремния [12].
Для литейных сплавов наиболее употребительны сплавы АЛ2 и АЛ9.
Для заливки роторов асинхронных двигателей применяются сплавы, технические данные которых приведены в табл. 2.2.
Таблица 2.2 Алюминиевые сплавы для заливки роторов асинхронных двигателей
| Марка сплава | Удельная проводимость при 200 С, МОм/м | Средняя линейная усадка, % | Характеристика литейно-технологических свойств |
| Алюминий чистый | 1,8 | Ограниченные литейные свойства и жидкотекучесть | |
| АК3 | |||
| АКМ-2-1 | — | Чувствительны к образованию горячих трещин. Рекомендуются для заливки роторов с тонкими стержнями | |
| АКМ4-4 | — | ||
| АК10 | Высокие литейные свойства и жидкотекучесть до 8000 С. Пригодны для любых роторов, особенно с тонкими стержнями | ||
| АКМц0-2 | 1,3 | ||
| АКМ12-4 | 1,3 | Равноценен АК10. Из-за концентрированной усадки нежелательно применять для роторов с толстыми стержнями | |
| АМ-7 | 1,3 | Невысокие литейные свойства, подвержен окислению при заливки. Применяется для специальных роторов | |
| АКЦ11-12 | 1,3 | Высокие литейные свойства. Пригоден для заливки любых роторов |
Сплавы, указанные в табл. 2.2, применяются при литье под давлением и центробежной заливке, сплавы АК3, АКМ4-4 и АМг7 – только при литье под давлением. Температура плавления составляет 640…7400 С.
Латунь (сплав меди с цинком) и бронзой (сплав меди с кадмием, бериллием и фосфором) применяются для изготовления короткозамкнутых обмоток роторов асинхронных двигателей и демпферных обмоток синхронных машин. Они хорошо обрабатываются, имеют малую усадку и используются также для изготовления токоведущих деталей сложной формы.
В целях экономии меди контактные кольца асинхронных машин с фазным ротором выполняются из стали или чугуна. Из стали выполняются и роторы специальных асинхронных двигателей, но двигатели с массивным ротором применяются редко. В этом случае имеет место совмещение магнитных и проводниковых функций материалов.
В настоящее время обосновывается применение стальных проводов вместо медных в пусковых обмотках однофазных двигателей и измерительных цепях других электротехнических устройств.
При низких температурах, близких к абсолютному нулю, медь становится плохим проводником. В сверхпроводящих и криорезистивных проводах применяется сплав ниобия с титаном. Сверхпроводящая проволока имеет медное стабилизирующее покрытие, способствующее переходу сверхпроводника в нормальное состояние при резких изменениях магнитного потока. В последнее время выпускаются сверхпроводники, состоящие из транспортированных жил диаметром 1…10 мкм, число жил в медной матрице достигает сотен и тысяч.
Проводниковые материалы должны надежно использоваться в электрических машинах, работающих при 6000 С и выше. При температуре выше 2250 С медь начинает интенсивно окисляться, что приводит к резкому увеличению сопротивления и снижению эластичности. Чтобы защитить медную проволоку от окисления, наносится слой никеля. Биметаллическая проволока Cu—Ni для обмоточных проводов выпускается диаметром 0,1…2,5 мм.
При температуре 500…6000 С основными материалами биметаллических проводников являются серебро—никель и медь—нержавеющая сталь. Применяют также триметаллические проводники: медь—железо—никель или медь—железо—никопель [12].
Дата добавления: 2019-07-26; просмотров: 244;