fir transformator. Fire de înfășurare - scop și caracteristici

Aproape întrebarea principală pentru toți radioamatorii Cum poate fi bobinat un transformator? Cunoaștem deja cele mai simple metode de calcul a transformatoarelor (cine a uitat, te poți uita aici), dar cel mai important este de unde sa fac rost de fir? Da, și exact ce fel de fir este necesar pentru a înfăşura transformatorul?

Unde au făcut, de exemplu, urme de sârmă PELSHO, PELBOși altele care se vindeau în vremea sovietică în seturi și role? Este necesar primul dintre firele de mai sus pentru bobinaj bobine de buclă pentru game de frecvență joasă, bobine, transformatoare pe inele de ferită etc. A doua este necesară pentru înfăşurări transformatoare de putere puternice.
La urma urmei, avantajul unor astfel de fire față de cele convenționale (lacuite) este mare.
În primul rând, acesta este pasul de înfășurare creat de împletirea firului. În transformatoarele puternice de rețea, diferența de tensiune în înfășurările dintre conductorii adiacenți este de 1 V sau mai mult, izolația subțire de lac, atunci când este încălzită și vibrată la frecvența rețelei, este ștearsă treptat de frecarea dintre spirele vibrante și prăbușiri. Ca urmare, există scurtcircuite între tururi.

Pentru ilustrare, voi da calcul simplu. Să luăm fierul de transformare cu aria secțiunii miezului S=10 cm2. Pe baza unei estimări simple, Pr=S2, determinăm că puterea totală a viitorului transformator va fi de aproximativ 100 wați. Număr de spire la 1 V:
w1 \u003d 50 / S \u003d 50 / 10 \u003d 5 (vit. / V),
În consecință, tensiunea interturn:
U1=1/5=0,2(V)
Dacă fierul de transformare are o secțiune transversală S=50 cm2, puterea totală a transformatorului în acest caz este Pg=2500 W și w1=50/50=1 (vit./V), care este egală cu tensiunea interturn în înfăşurări. Odată cu o creștere suplimentară a puterii totale, tensiunea de la tură la tură crește, crește riscul de defectare a izolației, iar fiabilitatea transformatorului scade în mod natural.
Cum să ieși din această situație? Trebuie amintit că firele nu sunt numai înfășurate. Pentru înfășurarea unui transformator, puteți utiliza fir de montajîn izolație fluoroplastică (MGTF) cu o secțiune transversală corespunzătoare curentului necesar. Deoarece în astfel de fire este obișnuit să se indice nu diametrul, ci secțiunea transversală (de-a lungul miezului), atunci ar trebui să utilizați formula de conversie
d=2 (Sp/3,14)^0,5
unde Sp - secțiunea firului, mm2; d - diametrul firului, mm. De exemplu, firul MGTF-0.35 are d-0.66 mm. Diametrul firului, în funcție de curentul necesar I (A), este determinat de formula:
d = 0,8 I0,5.
Apoi curentul din firul de înfășurare:
I \u003d (d / 0,8) ^ 2 \u003d 0,68 (A)
Calitatea excelentă a izolației firelor MGTF face posibil să se facă fără înfășurare garniturile interstrat, iar rezistența sa la căldură permite transformatoarelor de înfășurare să funcționeze la temperaturi ridicate (izolația fluoroplastică nu se topește sau nu se carbonizează).

Uneori, pentru circuitele echilibrate, este necesară înfășurarea unui transformator cu înfășurări strict identice.
Acest lucru se poate face luând un cablu plat ca fire de înfășurare, de exemplu, utilizat în cablurile de conectare la computer. După ce au separat numărul necesar de conductori de cablu, ei înfășoară înfășurarea cu ei, care este apoi folosită ca mai multe identice, izolate unele de altele. Izolația cablului plat este suficient de stabilă termic.

Pentru a obține curenți mari, înfășurările secundare ale transformatoarelor de alimentare sunt înfășurate cu fire și anvelope suficient de groase. Această lucrare, trebuie spus, necesită nu numai costuri materiale (monetare), ci și fizice, deoarece este necesar să îndoiți magistrala elastică de cupru (sârmă) la etanșeitate, încercând să o așezați bobină la bobină.

Ca alternativă la firul de înfășurare, sugerez să folosiți un cablu acustic, ceea ce este de obiceiconectați amplificatorul la sisteme acustice. Cordonul acustic are o secțiune transversală mare a miezului și. fiind dublu, asigură că semiînfășurarile sunt identice pentru un redresor cu undă completă cu un punct de mijloc. Se acordă puțină atenție identității acestor semiînfășurări, iar acest lucru implică o creștere a fundalului la care echipamentele moderne de înaltă calitate sunt atât de sensibile.

Identitatea înfășurărilor poate fi asigurată în alt mod, de exemplu, prin înfășurarea lor cablu de microfon(cu un cablu stereo obținem trei înfășurări). În acest fel, este posibilă înfășurarea înfășurării(e) cu un ecran electrostatic. Pentru a face acest lucru, împletitura de ecranare a cablului microfonului este conectată (pe o parte) la firul comun.

Cablu coaxial, datorită diferenței mari a secțiunilor transversale ale miezului interior și împletiturii, nu este foarte potrivit pentru înfășurări simetrice, dar poate fi folosit ca fir de înfășurare atunci când ecranul și miezul interior sunt interconectate. miez interior cablurile pot fi, de asemenea, folosite în scopuri de măsurare.

În toate cazurile, nu trebuie să uităm de stabilitatea termică a izolației firului. Grosimea relativă crescută a izolației sârmei, pe de o parte, reduce numărul de spire de înfășurare care pot fi plasate în fereastra miezului transformatorului, pe de altă parte, face utilizarea izolației interstrat (până la izolarea între înfășurare) inutil, ceea ce grăbește fabricarea transformatorului, iar cu izolarea firului rezistent la căldură crește fiabilitatea transformatoarelor.

V. BESEDIN, Tyumen.

În prezent, în înfășurările transformatoarelor și reactoarelor, se folosesc în principal tipuri de fire de înfășurare cunoscute de mai bine de un deceniu:

Cerințele tot mai mari pentru fiabilitatea transformatoarelor și reactoarelor, caracteristicile tehnice și economice ale acestora, creșterea concurenței din partea companiilor străine dictează noi condiții de dezvoltare pentru producătorii de sârmă. Pe piață apar noi modificări ale unor tipuri binecunoscute de fire, începe dezvoltarea producției de fire care nu au fost fabricate anterior în Rusia, iar cerințele pentru calitatea firelor de înfășurare cresc.

Firele cu izolație din hârtie sunt folosite la transformatoarele de ulei. Cel mai simplu design din două elemente: un conductor și izolație din hârtie. Ca conductori se folosesc atat cuprul cat si aluminiul, izolatia poate fi realizata din cablu, transformator de inalta densitate sau hartie micro-creponata. Izolația din hârtie de înaltă densitate are mai multe proprietăți dielectrice. Firele cu izolație din hârtie microcrepată au o elasticitate mai mare, utilizarea lor fiind dictată în principal de apariția unor noi echipamente tehnologice de bobinare la instalațiile de transformare. ÎN anul trecut există tendința de a se extinde interval de dimensiuni conductoare utilizate și grosimi de izolație.

Astăzi, firele izolate cu hârtie, inclusiv firele subdivizate, sunt cele mai utilizate tipuri de fire în fabricarea transformatoarelor, ponderea lor este de peste 50%.

Fire subdivizate cu izolație din hârtie.

Pentru a reduce pierderile în înfășurare, miezul de sârmă este împărțit în 2,3 sau mai mulți conductori elementari, fiecare dintre care este izolat separat, iar deasupra este aplicată o izolație de hârtie comună. Firele sunt utilizate pe scară largă în înfășurările transformatoarelor și reactoarelor de mare putere. Până acum, fabricile rusești puteau oferi fire subdivizate cu un număr de conductori nu mai mare de 3, dar odată cu punerea în funcțiune a noilor echipamente în 2009 la CJSC Moskabel-Electrozavod, numărul de conductori poate fi crescut la 6.

Recent, a fost dezvoltată proiectarea unui fir subdivizat cu izolație emailă a conductoarelor elementare. Utilizarea emailului rezistent la ulei în loc de hârtie pe conductorii elementari este justificată de următorii factori:

Fire cu hârtie aramidă.

Izolație din hârtie sintetică aramidă „Nomex”. Acest tip de sârmă este utilizat pe scară largă pentru transformatoarele de tip uscat și transformatoarele umplute cu ulei cu izolație combinată. Principalul avantaj al înlocuirii izolației obișnuite din hârtie cu una aramidă este creșterea clasei de rezistență la căldură a firelor până la 200°C.

Fire izolate din fibră de sticlă.

Izolația din sârmă este formată din fire de sticlă impregnate cu lacuri epoxidice, poliester sau silicon. Clasa de rezistență la căldură a firelor de la 155 la 200. Avantajul acestui tip de izolație este rezistență ridicată la solicitari mecanice si buna compatibilitate cu impregnarea lacurilor electroizolante. Firele sunt utilizate în înfășurările transformatoarelor uscate ale sistemului monolit și ale reactoarelor.

Fire dreptunghiulare cu peliculă izolatoare.

Astăzi, ca izolație se folosesc folii de polietilen tereftalat (lavsan, mylar) cu o clasă de rezistență la căldură de 130-155 °C, poliimid-fluoroplastic (PMF) cu o clasă de rezistență la căldură de 200 °C.

Combinația de poliimidă și fluoroplastic face posibilă crearea unei izolații subțiri, rezistente la căldură, cu o rezistență dielectrică ridicată. Prezența fluoroplastului permite sinterizarea izolației în timpul fabricării sârmei.

Aceste fire sunt utilizate în principal la fabricarea înfășurărilor motoarelor de tracțiune, unde este necesară o rezistență dielectrică ridicată a izolației la o rigiditate suficientă. conditii de temperatura. În ultimii ani, întreprinderile rusești au dezvoltat modele de transformatoare de tip uscat, în care sârmă cu izolație PMF a fost folosită cu succes. Acest fir este utilizat în acele condiții în care este imposibil să se utilizeze altul. Există o construcție a unui fir transpus cu conductoare elementare cu izolație PMF.

Avantajele utilizării foliilor PMF sunt:

Pe lângă izolația obișnuită PMF, se mai folosesc folii PMF rezistente la corona, promovate pe piața rusă de Du Pont. Izolația din acest film are următoarele caracteristici unice:

Firele cu o peliculă PMF rezistentă la coroană și-au găsit aplicații în fabricarea transformatoarelor uscate de înaltă tensiune cu ventilație forțată. Primele 16 transformatoare MVA au fost testate în conformitate cu IEC 60726 încă din 2005 și sunt în prezent în funcțiune.

Fire emailate.

Folosit pe scară largă atât în ​​transformatoare uscate, cât și în ulei de putere mică și medie. Miezul firului poate fi fie din cupru, fie din aluminiu. Principalele tipuri de izolație email sunt prezentate în tabel:

Avantajul firelor emailate este o rezistență electrică bună, cu o grosime mică a izolației. Tensiunea de rupere a izolației este mai mare de 1 kV cu o grosime dublă a izolației de 0,08-0,16 mm.

Pentru transformatoarele de ulei se folosesc fire cu TI 130-155, pentru înfășurările transformatoarelor uscate se folosesc fire cu TI peste 155. Firele sunt realizate în intervalul de secțiuni de la 5 la 60 mm pătrați.

Fire flexibile de secțiune rotundă.

Sârma are la bază un miez de cupru sau aluminiu, răsucit din 7, 19 sau 37 de conductori, în funcție de secțiune. Secțiunea transversală totală a firului poate fi de 25-120 mm 2 . Materialul izolator poate fi benzi sintetice din lavsan, hartie de cablu, hartie aramida sau folie polimida-fluoroplastica. Firele cu izolație PMF sunt utilizate în reactoare uscate neambalate. Fiabilitatea este asigurată de sinterizarea filmului și este ridicată caracteristici electrice poliimidă. Aceste fire sunt utilizate pe scară largă în reactoarele uscate datorită ușurinței de utilizare și ușurinței aluminiului, dar nu pot fi utilizate în reactoare de compensare și filtrare din cauza pierderilor suplimentare mari de la curenții turbionari. În acest caz, se folosește un fir cu un miez format din conductori elementari emailați.

Fire transpuse.

Firul este format dintr-un număr mare de conductoare dreptunghiulare emailate dispuse pe 2 rânduri și transpuse continuu, adică. poziția fiecărui conductor de-a lungul secțiunii transversale a firului se schimbă continuu. Designul firului transpus este similar cu designul lansetei Robel, bun cunoscut de producători mașini electrice(Ludwig Robel, director executiv al Forțelor Aeriene, a venit cu o transpunere specială în 1912, care face posibilă reducerea semnificativă a pierderilor în conductori prin reducerea curenților turbionari și circulanți). Pentru prima dată, fabricarea de fire transpuse a fost organizată la sfârșitul anilor 50 ai secolului XX la fabricile British Insulated Callenders Cables Ltd (BICC) (Marea Britanie).

Datorită aranjamentului unic al conductoarelor elementare, la fabricarea unei înfășurări din fire transpuse apar următoarele avantaje:

Conform cercetărilor companiilor străine, economii diverse materialeîn fabricarea transformatoarelor cu înfășurări de fire transpuse este de la 9,4% la 36,4%.

Alături de avantaje, acest design are un dezavantaj - valorile slabe ale rezistenței electrodinamice a înfășurării în timpul scurtcircuitului în comparație cu proiectarea înfășurării dintr-un fir dreptunghiular convențional. Acest dezavantaj este eliminat cu succes prin utilizarea unui strat epoxidic adeziv suplimentar în proiectarea conductorului elementar. Avantajele utilizării acoperirii epoxidice:

Ca modificare, este posibil să se utilizeze un strat de poliamideimidă în izolarea conductoarelor elementare pentru o clasă de rezistență la căldură de 200 ° C pentru transformatoarele uscate.

Gama de materiale utilizate ca izolație top - principală este destul de largă: izolația poate fi realizată atât din hârtie izolatoare electrică obișnuită, cât și din benzi continue și perforate din hârtie aramidă, fire de poliester sub formă de grilă sau orice alta materiale de bandă. Izolația din hârtie este cea mai utilizată. Cu toate acestea, la organizarea producției de fire transpuse, CJSC Moskabel-Electrozavod s-a confruntat cu problema lipsei de hârtie autohtonă de o calitate suficientă pentru fabricarea de fire de acest tip. Una dintre principalele cerințe pentru fire este precizia respectării dimensiunilor de gabarit. Hârtiile produse în conformitate cu GOST și TU rusești au cerințe insuficiente pentru toleranțele de grosime și o marjă insuficientă de rezistență mecanică, ceea ce crește toleranțele pentru dimensiunea firului cu câțiva milimetri. În acest sens, este necesar să se utilizeze hârtii de import realizate conform standardelor internaționale.

Până acum, nu a existat nicio producție de fire transpuse în Rusia. În august 2009, este planificată începerea producției de fire transpuse la întreprinderea ZAO Moskabel-Elektrozavod din Moscova.

Cerințe moderne pentru controlul calității în procesul tehnologic de producție a sârmei.

Tehnologia de producere a firului de înfășurare și calitatea materialelor utilizate determină în mare măsură fiabilitatea transformatoarelor sau reactoarelor. Tehnologia de fabricație a firelor în sine devine din ce în ce mai complicată de un ordin de mărime, sunt necesare soluții speciale, aplicare echipament adițional pentru a asigura în cele din urmă abordare integrată la problema calității firului de înfășurare. Pe exemplul lanțului tehnologic de fabricare a unui fir transpus, ca cel mai mult produs complex, implementarea unei abordări integrate a calității firelor de înfășurare este prezentată mai jos. Trebuie remarcat faptul că majoritatea soluțiilor descrise sunt valabile pentru toate tipurile de fire de înfășurare.

1. Materiile prime de cupru intră în fabrică sub formă de catozi electrici. Pentru producția de fire de înfășurare, trebuie utilizați catozi, exclusiv de clase MO și M00. Toate materiile prime primite trec prin control de intrare cu determinarea compoziţiei chimice prin analiză spectrală. Utilizarea de materii prime de înaltă calitate în viitor este garantată pentru a se asigura că rezistivitatea electrică a firului nu este mai mare de 0,01724 Ohm mm 2 /m. Analiza statistică a rezistenței electrice confirmă alegerea corectă a furnizorilor.

2. Producția de sârmă de sârmă se realizează pe linia continuă de turnare și laminare Southwire » , care este dezvoltatorul tehnologiei de producție a sârmei cu același nume. Utilizarea acestei tehnologii face posibilă obținerea de sârmă clarificată cu o calitate a suprafeței destul de bună, ceea ce afectează fără îndoială calitatea în timpul operațiunilor tehnologice ulterioare. În timpul rulării, 100% din sârmă este supusă unui control continuu al calității suprafeței folosind dispozitivul „Defecttomat”, în care este testată sârmă. câmp electromagnetic. Absența garantată a defectelor tijei permite excluderea apariției lor ulterioare pe sârmă și în sârmă. După fabricație, tija de cupru este de asemenea testată compoziție chimică si specifice rezistență electrică, precum și corespondența parametrilor mecanici.

3. Prelucrarea tijei de cupru într-un fir dreptunghiular pentru fire transpuse se realizează prin laminare. Este general acceptat că cel mai bun rezultatîn fabricarea sârmei dreptunghiulare se realizează într-un laminor. În lanțul de proces pentru producția de fire transpuse la CJSC Moskabel-Electrozavod, se folosește un laminor cu cinci standuri de la Buhler GmbH, care este în prezent singurul laminor din fabricile de cablu din Rusia.

Corectitudinea alegerii în favoarea procesului tehnologic de sârmă a fost confirmată din momentul producerii primelor loturi de sârmă. Cert este că tehnologia utilizată în mod tradițional de tragere a sârmei nu permite obținerea unei suprafețe netede stabile a sârmei, în procesul de tragere a sârmei alunecă peste placa de tragere, forțele în metal care apar la tragerea prin matriță sunt foarte înalt. Ca urmare, posibilitatea de zgârieturi și zgârieturi pe suprafața firului nu este exclusă la ieșire. Laminarea vă permite să procesați metalul într-un mod mai blând. Încercările efectuate pentru determinarea curăţeniei suprafeţei au dat următoarele rezultate: - rugozitatea suprafeţei sârmei obţinute prin tragere cf. valoarea aritmetică Ra=1,2 µm; - rugozitatea suprafeţei sârmei obţinute prin laminare cf. valoarea aritmetică Ra=0,11 µm.

Curățarea suprafeței este foarte importantă pentru aplicarea unui strat uniform de email pe fir - orice denivelare microscopică a firului duce la o ușoară scădere sau creștere a grosimii stratului de acoperire cu 0,01-0,02 mm și dacă acest lucru nu contează în fabricație de sârmă obișnuită, totul este în limitele de toleranță cu stoc mare, apoi la fabricarea unui fir transpus, unde un număr mare de conductori sunt stivuiți într-o coloană, acest lucru devine foarte important, deoarece abaterile în sutimi de milimetru se adaugă la o schimbare semnificativă a dimensiunii firului în ansamblu.

Vedere a monitorului cu un grafic de control continuu al dimensiunilor geometrice, verticala stânga axa - deformare grosime (µm), axa verticală dreaptă - abaterea lățimii (µm).

În plus, tehnologia de laminare în sine va face posibilă obținerea de sârmă cu abateri de la valoarea nominală mult mai mici decât în ​​timpul tragerii. Pentru a asigura o astfel de acuratețe, pe laminor este instalat un contor geometric cu laser, care are feedback în controlul mașinii. Două grafice ale diagramei indică valoarea măsurată discret a dimensiunilor geometrice ale firului în lățime și grosime, abaterile măsurate de la valorile nominale nu depășesc ±0,005 mm în grosime și ±0,015 mm în lățime, cu dimensiunile firului de 1,50 x 8,00 mm. Astăzi, această tehnologie este utilizată în majoritatea industriilor din lume angajate în fabricarea de fire transpuse sau alte tipuri de bobinare.

4. Aplicarea izolației emailate se realizează pe o unitate modernă de emailare, care asigură aplicarea corectă și uniformă a emailului, controlul computerizat al proceselor de temperatură și schimb de aer în cuptor, care sunt responsabile de polimerizarea izolației. Aplicarea smalțului este combinată cu operația de recoacere a sârmei de cupru.

Pentru a garanta calitatea conductoarelor emailate se foloseste controlul continuu al tensiunii de izolatie, in linie sunt incorporati electrozi cu role, iar un sistem computerizat permite colectarea datelor statistice privind calitatea firului produs. Acest dispozitiv vă permite să fixați în modul „online” secțiuni de izolație cu rezistență electrică redusă, în timp ce defecțiunea electrică a izolației nu are loc.

Pentru controlul geometriei firului se folosesc instrumente de măsurare laser cu sistem computerizat, care măsoară dimensiunile geometrice ale firului online și, dacă este necesar, permit operatorului să facă ajustări în timp util prin creșterea sau scăderea grosimii stratului de smalț.

Orice monitorizare continuă nu exclude acceptarea sau testare periodică, dar vă permite să controlați și să interveniți în timp util în proces, dacă este necesar.

5. Transpunerea este operația tehnologică principală în fabricarea unui fir transpus. Conductoarele sunt îndoite și așezate în conformitate cu modelul de transpunere. Datorită faptului că, în procesul de transpunere, asupra conductoarelor elementare acționează forțe destul de mari, iar conductorii sunt strâns apăsați unul împotriva celuilalt, un fir transpus de înaltă calitate poate fi obținut numai dintr-o piesă de prelucrat care are o marjă mare de mecanică și electrică. rezistență, pentru care se folosesc tehnologii speciale de fabricație și controlul calității, descrise la paragrafele 1-4. După transpunerea pe aceeași linie, se aplică simultan izolație de hârtie pe firul transpus.

Pentru a preveni scurtcircuitele între conductori, mașina de transpunere are încorporat un sistem de monitorizare continuă a scurtcircuitelor de joasă tensiune. Nici o singură secțiune a firului pe care este detectat un scurtcircuit între conductori nu ar trebui să ajungă la consumator. Controlul final al absenței scurtcircuitelor interconductoare se efectuează după fabricarea firului și a înfășurării pe containerul de transport, iar acest test este deja efectuat cu o tensiune crescută de 300 V.

Rezumând cele de mai sus, putem formula principalele cerințe moderne care afectează semnificativ calitatea și fiabilitatea unui transformator sau reactor.

Se efectuează următoarele tipuri de monitorizare continuă:

Majoritatea proceselor de control de mai sus au fost introduse cu succes în tehnologia de producție a firelor de bobinare la Moskabel-Vobmotochnye Provods LLC, toată experiența dobândită va fi folosită în producția de fire transpuse la Moskabel-Electrozavod CJSC.

Literatură:

1. Productie de fire transpuse pentru infasurari transformatoare puternice. I.B. Peshkov, Yu.N. Hudov, „Tehnologia cablurilor”, numărul 7, 1973.

2. Utilizarea cablurilor cu transpunere continuă (CTC) în transformatoare. R. Hegde, F. Hofmann, G. Prasad, Jurnalul IEEMA, iulie 2007.

3. Aplicarea CTC în industria transformatoarelor de către D.V. Narke, S.D. Paliwal, R.K. Talwar - 1972 ICC Proceeding Seminar Paper

4. Cerințe de perspectivă pentru firele de înfășurare pentru transformatoare și reactoare. UN. Panibratets, A.I. Fedotov, „Cabluri și fire”, nr. 7, 2008.

și multe alte mecanisme.

Sârma de înfășurare, spre deosebire de alte tipuri de conductori, are ca parametru principal diametrul miezului conductor, și nu secțiunea transversală. Există un fir foarte subțire pentru înfășurări și având un strat de izolație neglijabil. Cele mai subtiri conductoare de infasurare sunt realizate dupa o tehnologie speciala de productie pentru conductori deosebit de subtiri si materiale de izolare electrica.

Multă vreme, firele de înfășurare au fost realizate exclusiv din cupru. Astăzi, aluminiul și alte aliaje cu rezistență semnificativă sunt adesea folosite pentru ele. Aluminiul economisește cuprul scump și rar.

Clasificare

Firele de înfășurare sunt clasificate în funcție de materialul de izolație, în funcție de forma secțiunii și de materialul miezului.

Material izolator

Firul de înfășurare este fabricat cu următoarele tipuri de izolație:

• Fibros.
• Smalț.
• Combinate.

fibros

Firele cu izolație fibroasă au rezistență mecanică crescută. Grosimea izolației fibroase este destul de mare și poate ajunge până la 0,4 mm pe latură. Rezistență chimică iar rezistența la umiditate a unor astfel de fire este scăzută.

Izolarea fibroasă a firelor utilizate pentru rebobinarea motoarelor electrice și producția de bobine de ulei poate include hârtie, țesătură de bumbac, sticlă, precum și fibre de azbest, lavsan, mătase. Aceste fibre și țesături sunt suprapuse în mai multe straturi, asemănătoare cu un ciorap împletit.

izolație cu email

Materialul izolant emailat este vinylflex, metalvin, pe bază de organosiliciu, acid polieter tereftalic, poliuretan.

Sârma de înfășurare acoperită cu un email special are rezistență electrică, rezistență la umiditate, substanțe chimice agresive. O caracteristică a firelor de bobinare emailate este o grosime foarte mică a stratului izolat (cea mai mare grosime este de 0,09 mm). Rezistența smalțului firului PEL este mică, un astfel de fir este utilizat numai pentru înfășurările bobinelor care funcționează în stare staționară.

Sârma emailată de înaltă rezistență PETV, precum și PET-155, este utilizat pentru înfășurarea motoarelor electrice cu o putere de până la 100 de kilowați. Pentru producție se utilizează sârmă emailată PET-155 noua serie motoare electrice, rezistența izolației sale vă permite să înfășurați firul pe mașini automate. Firele emailate au, de asemenea, rezistență ridicată la căldură și sunt capabile să reziste la temperaturi de până la 155 de grade.

Combinate

Sârmă de înfășurare cu izolație combinată în parametrii săi se află într-o poziție intermediară între cele două tipuri de fire considerate. Vedere combinată izolația include mai multe straturi. Învelișul exterior constă de obicei din material fibros, iar stratul interior este email. De exemplu, sârmă PELSHO înseamnă: sârmă de bobinare de cupru cu izolație din mătase și email lac.

Dacă conductorul este impregnat cu lac rezistent la căldură și acoperit cu fibră de sticlă, atunci marcajul său conține litera "K". Acest tip de sârmă a devenit popular datorită fiabilității sale ridicate și este utilizat pentru motoarele electrice ale mecanismelor de ridicare și transport, inclusiv macaralele de construcții navale.

Forma secțiunii

Firele de înfășurare vin în două forme de secțiune transversală:

1. Rundă.
2. Dreptunghiular.

Secțiunea rotundă a firului este utilizată în diverse domenii. Un astfel de fir are o rezistență ridicată și caracteristici electrice.

Dimensiunile secțiunilor dreptunghiulare ale firelor sunt standardizate. Un astfel de fir este adesea folosit pentru înfășurările transformatorului. Grosimea frâilor dreptunghiulare ajunge până la 5,9 mm, iar lățimea este de până la 14,5 mm.

Raportul dintre aceste dimensiuni poate varia. Există unele dezavantaje exprimate în utilizarea firelor de înfășurare de secțiune plată. Când este înfășurat pe o bobină, există o mare probabilitate de a deteriora izolația și, de asemenea, cu secțiuni de sârmă foarte mici, este dificil din punct de vedere vizual să distingem partea mai mică a secțiunii de cea mai mare.

În orice înfășurare, un element important este bobina conductorului din jurul miezului. În funcție de puterea curentă, se selectează secțiunea transversală necesară a firului. Sârma rotundă este de obicei folosită pentru sarcini ușoare, în timp ce firul dreptunghiular este folosit pentru sarcini mai mari.

Material conductor

Cele mai multe fire de înfășurare sunt fabricate din următoarele materiale:

• Cupru.
• Aluminiu.

Firele de înfășurare de cupru reprezintă majoritatea tuturor firelor produse. Au rezistivitate scăzută, greutate semnificativă. Costul firelor de cupru este mare.

Recent, în loc de fire de cupru pentru înfășurări, s-a folosit sârmă de aluminiu, care este mult mai ușoară, are un cost mai mic, dar are o rezistivitate mai mare decât un conductor de cupru.

Marcare

Pentru a desemna un fir, acesta este marcat, ceea ce înseamnă materialul miezului și izolației.

• La începutul denumirii este litera „P” pentru sârmă de cupru și înseamnă „sârmă”.
• Pentru a distinge între firele de aluminiu și de cupru, există un „A” la sfârșitul marcajului, de exemplu, PEVA.
• Dacă miezul este realizat dintr-un aliaj cu o rezistivitate ridicată, atunci există litere suplimentare în denumire, de exemplu, HX - nicrom, M - manganina, K - constantan.
• Pentru a desemna un conductor moale, se pune simbolul "M", pentru unul dur - "T". De exemplu, firul PEMT este un fir de cupru dur, iar firul PEMM este un fir moale.

Scrisori pentru izolare

• EM - email polivinil de înaltă rezistență.
• EL - bază de ulei.
• EV - email de acetat de polivinil de înaltă rezistență.
• L - lavsan.
• Sh - mătase naturală.
• B - fire de bumbac.
• Oh, un strat.
• C - fibra de sticla.
• ShK - capron.
• D - două straturi.

Dacă marcajul este a doua literă „P”, aceasta înseamnă că izolația este sub formă de peliculă. Firul PPF este echipat cu izolație sub formă de peliculă fluoroplastică.

Pentru marcarea izolației combinate, simbolurile sunt în ordinea straturilor, începând de la cel interior. PELSHO - sârmă de cupru, email pe bază de ulei și o împletitură de mătase cu un singur strat.

Cerințe

• Firul de înfășurare este acoperit cu izolație uniformă. Permis în unele puncte de îngroșare în funcție de marca și dimensiunea firului.
• Sarma se transporta in bobine, tamburi si bobine, in functie de marime si marca. Conductorul din astfel de pachete trebuie înfășurat uniform și strâns, fără confuzie de ture. Numărul de bucăți de sârmă din bobină sau bobină trebuie să corespundă mărimii și mărcii firului.
• Pachetele trebuie să fie ambalate cu hârtie capabilă să protejeze izolația firului de deteriorare în timpul transportului. Greutatea maximă a cutiei cu sârmă nu trebuie să depășească 80 kg.
• Pe tambur și pe tambur este atașată o etichetă cu denumirea producătorului, greutatea, dimensiunea standard și marca firului, precum și alți parametri.

Cum să alegi firele de înfășurare pentru motor

Selectarea firului necesar pentru rebobinarea motoarelor electrice se realizează ținând cont de clasa de rezistență la căldură, stratul de izolație permis și alte cerințe.

Firele de înfășurare emailate au grosimea minimă a stratului de izolație. Sunt utilizate cu un procent crescut de umplere a canelurii în timpul înfășurării. Suprafața netedă a izolației facilitează instalarea acestora în caneluri, iar grosimea sa mică cu transfer de căldură sporit asigură protecție împotriva supraîncălzirii.

Utilizarea firelor emailate ar trebui să fie în concordanță cu tipurile specifice de lacuri și solvenți utilizați într-o anumită unitate sau cu acele mărci de lacuri pe care instalația le poate furniza. Există solvenți și lacuri care pot distruge smalțul. Și, de asemenea, atunci când este încălzită la 170 de grade, această izolație devine plastică, ceea ce nu permite să fie utilizată pentru înfășurările rotoarelor care se rotesc la viteză unghiulară mare.

Grosimea maximă a stratului izolat are un fir de înfășurare cu un strat combinat și fibros. Utilizarea acestuia este interzisă pentru înfășurări într-un mediu agresiv sau umed. În astfel de scopuri, este recomandabil să folosiți fire de înfășurare echipate cu izolație din sticlă, dar rezistența scăzută a izolației impune anumite restricții privind utilizarea unor astfel de fire. Deși, în ceea ce privește rezistența la căldură, firele izolate cu sticlă sunt potrivite pentru astfel de clase de înfășurări. Atunci când achiziționați un fir de înfășurare, este necesar să țineți cont de faptul că costul unui fir de o dimensiune standard depinde de marcă. La repararea mașinilor electrice de joasă tensiune, prețul firului va reprezenta o mare parte din costurile financiare ale costului total al reparației. În acest sens, este necesar să se țină cont de factorii tehnici și economici de alegere, adică prețul și parametrii tehnici.

În transformatoare, înfășurările sunt folosite pentru conversie energie electrica. Schimbând tensiunea și curentul, economisesc puterea transmisă. Împreună cu înfășurările, în conversia energiei este implicat un set de plăci metalice, care joacă rolul unui circuit magnetic.

Înfășurările transformatorului sunt realizate din conductori acoperiți cu un strat de izolație, care ține, de asemenea, firele în poziție și creează un canal de răcire. Diverse modeleînfășurările oferă ramuri neutre și liniare, precum și robinete pentru reglare. În timpul lucrărilor legate de proiectarea înfășurărilor, se calculează următorii parametri:

• creșterea admisibilă a temperaturii la puterea nominală și sarcina de funcționare;
• rezistența electrică la tensiune înaltă;
• rezistența mecanică în timpul scurtcircuitului.

Pentru fabricarea înfășurărilor convertoarelor, cel mai des se utilizează sârmă de cupru. Acest lucru se datorează faptului că cuprul are rezistență electrică scăzută și conductivitate electrică ridicată. Datorită flexibilității și rezistenței sale mecanice, este bine prelucrat și rezistent la coroziune.

Totuși, cuprul este un metal destul de valoros și rar. Costul ridicat al cuprului este asociat cu mici rezerve mondiale de minereu. Din această cauză, costul metalului crește constant, astfel încât producătorii de transformatoare sunt nevoiți să caute un înlocuitor pentru acesta. Aluminiul este de departe cea mai bună alternativă la cupru. Rezervele sale le depășesc cu mult pe cele ale cuprului și este mult mai comună în natură.

Cu toate acestea, aluminiul are o conductivitate electrică mai mică. De asemenea, este mai puțin flexibil și inferior cuprului în ceea ce privește rezistența. Este rar folosit în înfășurările transformatoarelor puternice. În plus, este destul de dificil termeni tehnici se realizează conexiuni interne ale înfăşurărilor prin sudare. Efectuarea acestei operațiuni necesită ca lucrătorii care conectează înfășurările să aibă cunoștințele și abilitățile relevante, o experiență vastă și anumite abilități. În cazul în care conductoarele de cupru sunt conectate, totul este mult mai simplu.

Caracteristicile comparative ale metalelor

Dezbaterea despre ce metal este mai bine de utilizat pentru înfășurările transformatorului nu s-a oprit de mulți ani. Oponenții, aducând diferite argumente tehnice în favoarea diferitelor metale, își schimbă constant opiniile. Majoritatea argumentelor nu sunt atât de semnificative, iar unele dintre așa-numitele fapte sunt dezinformare totală.

Pentru a alege materialul potrivit pentru înfășurarea convertorului, trebuie făcută o analiză comparativă a parametrilor de funcționare ai aluminiului și cuprului și ar trebui determinat gradul de diferență a acestora. Se acordă atenție acelor parametri care provoacă cea mai mare îngrijorare, deoarece aceștia sunt cei mai importanți în funcționarea dispozitivului de conversie.

Diferențele caracteristice dintre cupru și aluminiu

Factorul de expansiune

Când aluminiul este încălzit, are cu 30% mai multă expansiune decât cuprul. Dacă urechile de aluminiu sunt conectate cu un șurub și o piuliță, o șaibă elastică trebuie să fie plasată sub piulița de strângere. În acest caz, legătura de contact nu se va slăbi în timp ce tensiunea este oprită, iar vârfurile se răcesc, reducându-le astfel dimensiunea.

Ieșire: Pentru a vă asigura că calitatea conexiunii cablurilor de aluminiu nu este inferioară calității contactelor de cupru, este necesar să folosiți fitinguri adecvate.

Conductivitate termică

Cuprul conduce căldura mult mai bine decât aluminiul. Prin urmare, dacă diferite metale ale înfășurărilor din transformatoare au aceeași secțiune transversală, atunci un produs de cupru este răcit mult mai bine decât aluminiul. Pentru a obține aceeași conductivitate electrică și, prin urmare, același transfer de căldură, firul de aluminiu din convertor trebuie să aibă o secțiune transversală cu 60% mai mare decât cuprul.

Proiectanții, care dezvoltă un pachet de documente pentru producția de transformatoare, iau în considerare caracteristicile materialului, designul, precum și suprafața totală a suprafeței de răcire a înfășurării.

Ieșire: Toate transformatoarele, indiferent de metalul din care sunt făcute înfășurările lor, au caracteristici termice foarte asemănătoare. .

Conductivitate electrică

Datorita faptului ca aluminiul are o conductivitate electrica cu 60% mai mica decat cuprul, infasurarile din aluminiu au pierderi mai mari. Dezvoltatorii de convertoare cu înfășurări din aluminiu în documentatia proiectului așezați secțiunile transversale ale conductorilor care depășesc valorile pentru produse similare din cupru. Acest lucru egalizează pierderea de energie în produsele cu diferite materiale în înfășurări.

Cu toate acestea, producătorii au anumite limite care limitează alegerea secțiunii firului. Prin urmare, uneori se dovedește că înfășurarea de cupru din transformator are pierderi mai semnificative decât un produs similar din aluminiu. Acest lucru se datorează faptului că producătorii, dintr-un motiv sau altul, au folosit sârmă de cupru ca înfășurare, a cărei secțiune transversală nu corespunde normei de proiectare.

În ceea ce privește transformatoarele uscate, indiferent de metalul înfășurării, acestea au pierderi în miez, recrutate din plăci metalice, rămân neschimbate. O eficiență mai mare a convertorului poate fi obținută numai prin schimbarea secțiunii transversale a firului de înfășurare. Acesta este principalul criteriu care indică un grad mai mare de eficacitate a unui anumit dispozitiv.

Ieșire: Datorita faptului ca sarma de aluminiu este mult mai ieftina, pentru aceiasi bani pot infasura o infasurare care are secțiune mai mare. Acest lucru va duce la o reducere semnificativă a pierderilor de energie în timpul funcționării convertorului. În unele cazuri, astfel de înfășurări sunt mult mai eficiente decât cele din cupru.

Rezistența la tracțiune a metalelor

Aluminiul necesită cu 40% mai puțină forță pentru a se rupe decât cuprul. Pentru producătorii de produse electrice, acest fapt provoacă o anumită îngrijorare, deoarece majoritatea produselor lor sunt adesea supuse sarcinilor ciclice. Acest lucru se datorează curenților mari de pornire care apar la pornirea unor dispozitive de alimentare electrică. Forțele electromagnetice puternice care decurg din astfel de curenți determină o mișcare crescută a moleculelor în conductori, ceea ce duce la o deplasare a înfășurărilor în produse.

O analiză comparativă a indicatorilor tehnici ai diverșilor conductori se face în funcție de zona acestora secțiune transversală. Pe baza datelor de analiză, se asigură aceeași conductivitate electrică în transformatoarele cu înfășurări diferite, după cum urmează. La produsele cu înfășurare de aluminiu, aria secțiunii transversale a firului ar trebui să fie cu 60% mai mare decât într-un dispozitiv similar cu o înfășurare de cupru. În acest caz, indicatorii tehnici ai produselor realizate din materiale diferite vor fi aproximativ aceiași.

Ieșire: Transformatorul nu poate suferi daune mecanice din cauza unei schimbări bruște a sarcinii, deoarece secțiunea de înfășurare este selectată astfel încât să existe o marjă de siguranță necesară. Deteriorarea poate apărea numai din cauza fixării nesigure la joncțiunea firelor.

Conexiuni externe ale transformatoarelor

În prezent, utilizarea cuprului în înfășurările transformatorului este cauzată de dorința de a produce dispozitive de conversie mai bune și mai fiabile. Atât aluminiul, cât și cuprul sunt cunoscute a fi susceptibile la deteriorare. mediu inconjurator. Din această cauză, în metale apar coroziunea, oxidarea și alte modificări chimice.

Suprafața firului de aluminiu acoperit cu oxid devine un izolator și nu transmite electricitate. Din acest motiv, curățarea la timp a contactelor din aluminiu este de mare importanță și trebuie efectuată în mod regulat, în strictă conformitate cu programul de întreținere.

Cuprul oxidat, pe de altă parte, își pierde conductivitatea electrică mult mai puțin, deoarece sulfurile și oxizii care apar pe el, desigur, nu sunt în măsura în care ne-am dori, dar au totuși o anumită conductivitate electrică. Toate acestea sunt bine cunoscute personalului care întreține stațiile de transformare. Prin urmare, o echipă special instruită de electricieni efectuează în mod regulat inspecție programată conexiuni cu șuruburi echipament de lucru.

În plus, există problema conectării înfășurărilor de aluminiu ale convertorului la fire de cupru extern reteaua electrica. Conectați direct vârfurile din aluminiu și cupru cu șuruburi. Faptul este că metalele au o conductivitate electrică diferită, din cauza căreia îmbinările sunt supraîncălzite în mod constant, iar suprafețele conectate sunt distruse. Tehnologiile de sudare dezvoltate special pentru aceasta s-au dovedit a fi ineficiente, prin urmare, pentru sudarea cablurilor din metal diferit nu sunt aplicate.

Pentru a conecta cablurile de cupru și aluminiu, acum se folosesc urechi de cositorit acoperiți cu un strat subțire de cositor sau argint. La conectarea înfășurărilor de aluminiu ale transformatoarelor cu cabluri de rețea de cupru, urechile sunt acoperite cu tablă. Argintul este folosit în electronică unde mai mult de calitate superioară conexiunea pieselor. Practica unor astfel de conexiuni este în general acceptată. Fiabilitatea conexiunilor este confirmată de perioadele lungi de funcționare neîntreruptă a echipamentului.

Diferite fire sunt, de asemenea, adesea conectate folosind terminale metalice speciale. Un astfel de terminal este realizat sub forma unui cadru dreptunghiular în care sunt introduse doi conductori conectați. Există găuri filetate pe un plan al terminalului. După ce conductoarele sunt introduse în cadru, acestea sunt fixate cu șuruburi care sunt înșurubate în filet.

Conexiune internă a înfășurărilor transformatorului

Înfășurările de cupru ale convertoarelor sunt conectate prin lipire. Lipitura refractară folosită în acest caz reduce oarecum conductivitatea electrică a zonei lipite. În această zonă, se eliberează constant oxid de cupru, din cauza căruia stratul exterior se exfoliază, ceea ce duce la deteriorarea întregului conductor. Acesta este un dezavantaj semnificativ al acestei metode de conectare.

În îmbinările din aluminiu se folosește metoda de sudare a firelor folosind un gaz inert. În ele, oxidul de aluminiu formează un stabil înveliș de protecție, care protejează contactul de efectele negative ale mediului. În plus, în această metodă de conectare a conductoarelor, un mare avantaj este că în timpul funcționării dispozitivului nu există nicio pierdere a conductibilității electrice în zonele sudate.

Timpul de funcționare al transformatoarelor este într-o oarecare măsură legat de condițiile în care funcționează. Aceasta include influențele negative ale mediului, sarcinile extreme și alte condiții adverse. Cu toate acestea, persoanele care folosesc electricitate nu ar trebui să-și facă griji în legătură cu acest lucru. După cum a arătat practica, convertoarele cu înfășurări diferite pot funcționa mulți ani fără probleme.

CONCLUZIE

Un transformator cu una sau alta înfășurare este selectat în principal pe baza preferințelor personale. Costul mai mare al unui produs cu înfășurare de cupru necesită o justificare tehnică pentru acele costuri suplimentare cu materialele care vor apărea în timpul achiziționării acestuia. Astăzi, toate recenziile bazate pe experiența utilizării practice a echipamentului nu indică niciuna beneficii clareîn funcționarea anumitor dispozitive.

Singurul avantaj al înfășurării de cupru poate fi considerat că bobina înfășurată cu sârmă de cupru are o dimensiune mult mai mică. Acest lucru permite transformatoarelor cu o astfel de înfășurare să fie mai compacte, ceea ce economisește spațiu în care sunt amplasate.

Cu toate acestea, marea majoritate a traductoarelor închise sunt disponibile în dimensiuni standard de pachete care se potrivesc atât cu bobine de cupru, cât și de aluminiu. Deci aici avantajul cuprului nu contează. Prin urmare, cererea de transformatoare cu înfășurare din aluminiu este acum mult mai mare.

Costul metalelor este în continuă creștere și, deoarece prețul cuprului este de câteva ori mai mare decât prețul aluminiului, costul unui produs cu înfășurare din cupru este mult mai scump. Din acest motiv, mulți cumpărători preferă să nu plătească în exces pentru cupru, ci să cumpere produse cu înfășurări din aluminiu. În viitor, încearcă să monitorizeze fiabilitatea legăturile electriceși acordați atenția cuvenită întreținerii preventive a echipamentelor.

Firma PROVODNIK desfășoară vânzarea sârmei emailate (înfășurate). Oferim produse de cablare de înaltă calitate în orice volum la cele mai atractive prețuri. Avem întotdeauna un nivel de înaltă calitate a serviciilor și o abordare individuală a fiecărui client.

Sârma emailată (înfășurare) este proiectată pentru înfășurarea mașinilor, dispozitivelor electrice, precum și a dispozitivelor de măsurare, reglare și alte dispozitive, bobine de aprindere, amorse, transformatoare uscate de joasă tensiune. De asemenea, este destinat releelor, solenoidelor, produselor electronice, micromotoarelor, motoarelor de putere mică și medie, generatoarelor, motoarelor de putere de uz general, motoarelor pentru aparate electrocasnice și scule electrice, echipamente de comunicații, precum și compresoare frigorifice și de aer condiționat care funcționează în mediul freonilor (freoni). Rezistența mecanică excepțională a izolației permite utilizarea sârmei emailate (înfășurate) pentru înfășurarea automată. În funcție de indicele de temperatură și de tipurile de izolație, firele sunt utilizate pentru diferite condiții de mediu la fabricarea echipamentelor antiexplozive pentru industria chimică, a gazelor, a rafinării petrolului și a cărbunelui.

Firele sunt fabricate cu următorii indici de temperatură:

• indice de temperatură 105 (grade PEL, PEV-1, PEV-2, HDPE, PEVA, PEVAT, PEM-1, PEM-2, PEMP etc.);
• indice de temperatură 120 (grade PEVTL-1, PEVTL-2, PEVTL etc.);
• indice de temperatură 130 (grade PETV-1, PETV-2, PETV-2-TS, PETVP, PETVM etc.);
• indicele de temperatură 155 (mărcile PET-155, PETM etc.);
• indice de temperatură 180 (mărcile PNET-imidă etc.);
• indice de temperatură 200 (PET-200, PETP-200 etc.).

Firele sunt fabricate din aluminiu, cupru și cupru nichelat. Placat cu nichel sârmă de cupru folosit la fabricarea firelor termorezistente in scopul imbunatatirii rezistentei la oxidare.

Pentru a izola firele de înfășurare cu izolație de email, se folosesc lacuri electrice izolante, care sunt o soluție de compuși formatori de peliculă cu înaltă moleculă în lichide organice volatile. Când stratul de lac de pe sârmă este încălzit, greutatea moleculară a compușilor care formează peliculă crește, iar solventul se evaporă, rezultând formarea unei pelicule de email dur pe sârmă. Flexibilitatea acestuia este asigurată de prezența lichidelor în peliculă care nu se evaporă la încălzire și acționează ca plastifianți.

Izolația cu două straturi de sârmă emailată constă din două lacuri diferite aplicate secvenţial pe sârmă. Pe firele destinate lipirii la încălzire, peste izolația principală se aplică un strat adeziv de lac din acetat de polivinil pe bază de acetat de polivinil sau lac de poliester. Acest lac la o temperatură de 120 - 150 ° C se înmoaie, iar când temperatura scade, devine solid. Pentru a proteja firul de deteriorarea mecanică, se folosesc acoperiri pe bază de poliamide (lac KL-1) - o soluție de policaprolactamă în tricrezol.

Firul emailat (înfășurat) este realizat dintr-un conductor de cupru (rotund sau forma rectangulara), și este izolat cu un lac electroizolant pe bază de rășini poliesterice modificate.