Ein Gerät zum Messen eines gebrochenen Drahtes mit Ihren eigenen Händen. Verfahren zur Ortung von unterirdischen Kabeln und Rohren

und viele andere Mechanismen.

Der Wickeldraht hat im Gegensatz zu anderen Leitertypen als Hauptparameter den Durchmesser des leitenden Kerns und nicht seinen Querschnitt. Es gibt einen sehr dünnen Draht für Wicklungen und eine vernachlässigbare Isolationsschicht. Dünnste Wickelleiter werden nach einer speziellen Produktionstechnologie für besonders dünne Leiter und Elektroisolationsmaterialien hergestellt.

Wickeldrähte wurden lange Zeit ausschließlich aus Kupfer hergestellt. Heute werden für sie häufig Aluminium und andere Legierungen mit erheblicher Beständigkeit verwendet. Aluminium spart teures und knappes Kupfer.

Einstufung

Wickeldrähte werden nach dem Isolationsmaterial, nach der Form des Querschnitts und dem Material des Kerns klassifiziert.

Dämm Material

Der Wickeldraht wird mit folgenden Isolationsarten hergestellt:

Faserig.
Emaille.
Kombiniert.

faserig

Drähte mit Faserisolierung haben eine erhöhte mechanische Festigkeit. Die Dicke der Faserisolierung ist ziemlich groß und kann bis zu 0,4 mm pro Seite erreichen. Die chemische Beständigkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit solcher Drähte ist gering.

Die Faserisolierung von Drähten, die zum Umspulen von Elektromotoren und zur Herstellung von Ölspulen verwendet werden, kann Papier, Baumwollgewebe, Glas sowie Asbestfasern, Lavsan und Seide umfassen. Diese Fasern und Gewebe werden wie bei einem geflochtenen Strumpf in mehreren Lagen übereinander gelegt.

Emaille Isolierung

Das emaillierte Isoliermaterial ist Vinylflex, Metalvin, Organosiliziumbasis, Polyetherterephthalsäure, Polyurethan.

Der mit einem Speziallack beschichtete Wickeldraht hat elektrische Festigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Aggressivität Chemikalien. Ein Merkmal von Lackwickeldrähten ist eine sehr geringe Dicke der Isolierschicht (die größte Dicke beträgt 0,09 mm). Die Stärke des Lacks des PEL-Drahts ist gering, ein solcher Draht wird nur für Wicklungen von Spulen verwendet, die im stationären Zustand arbeiten.

Der hochfeste Lackdraht PETV sowie PET-155 wird für Wicklungen von Elektromotoren mit einer Leistung von bis zu 100 Kilowatt verwendet. PET-155-Lackdraht wird für die Herstellung einer neuen Serie von Elektromotoren verwendet, die Stärke seiner Isolierung ermöglicht es, den Draht auf automatischen Maschinen zu wickeln. Lackdrähte haben auch eine hohe Hitzebeständigkeit und können Temperaturen von bis zu 155 Grad standhalten.

Kombiniert

Wickeldraht mit kombinierter Isolierung in seinen Parametern befindet sich in einer Zwischenposition zwischen den beiden betrachteten Drahttypen. Die kombinierte Art der Isolierung umfasst mehrere Schichten. Die äußere Beschichtung besteht in der Regel aus Fasermaterial, während die innere Beschichtung Emaille ist. Zum Beispiel bedeutet PELSHO-Draht: Kupferwicklungsdraht mit Seiden- und Lackisolierung.

Wenn der Leiter mit hitzebeständigem Lack imprägniert und mit Glasfaser bedeckt ist, enthält seine Kennzeichnung den Buchstaben "K". Diese Art von Draht ist aufgrund seiner hohen Zuverlässigkeit populär geworden und wird für Elektromotoren von Hebe- und Transportmechanismen, einschließlich Schiffbaukränen, verwendet.

Schnittform

Wickeldrähte gibt es in zwei Querschnittsformen:

Runden.
Rechteckig.

Der runde Abschnitt des Drahtes wird in verschiedenen Bereichen verwendet. Ein solcher Draht hat eine hohe Festigkeit und elektrische Eigenschaften.

Die Größen rechteckiger Drahtabschnitte sind genormt. Ein solcher Draht wird häufig für Transformatorwicklungen verwendet. Die Dicke der rechteckigen Zügel beträgt bis zu 5,9 mm und die Breite bis zu 14,5 mm.

Das Verhältnis dieser Größen kann variieren. Die Verwendung von Wickeldrähten mit flachem Querschnitt bringt einige Nachteile mit sich. Wenn es auf eine Spule gewickelt wird, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Isolierung beschädigt wird, und außerdem ist es bei sehr kleinen Drahtabschnitten visuell schwierig, die kleinere Seite des Abschnitts von der größeren zu unterscheiden.

In jeder Wicklung ist ein wichtiges Element die Spule des Leiters um den Kern. Entsprechend der aktuellen Leistung wird der benötigte Aderquerschnitt gewählt. Runddraht wird normalerweise für leichte Lasten verwendet, während Rechteckdraht für höhere Lasten verwendet wird.

Leitermaterial

Die meisten Wickeldrähte bestehen aus folgenden Materialien:

Kupfer.
Aluminium.

Kupferwickeldrähte machen den Großteil aller produzierten Drähte aus. Sie haben einen geringen spezifischen Widerstand und ein erhebliches Gewicht. Die Kosten für Kupferdrähte sind hoch.

In letzter Zeit wurde anstelle von Kupferdrähten für Wicklungen Aluminiumdraht verwendet, der viel leichter ist, weniger kostet, aber einen höheren spezifischen Widerstand als ein Kupferleiter hat.

Markierung

Um einen Draht zu bezeichnen, wird er markiert, was das Material des Kerns und der Isolierung bedeutet.

Am Anfang der Bezeichnung steht der Buchstabe „P“ für Kupferdraht und bedeutet „Draht“.
Zur Unterscheidung von Aluminium- und Kupferdrähten steht am Ende der Kennzeichnung ein „A“, z. B. PEVA.
Wenn der Kern aus einer Legierung mit hohem spezifischen Widerstand besteht, enthält die Bezeichnung zusätzliche Buchstaben, z. B. HX - Nichrom, M - Manganin, K - Konstantan.
Um einen weichen Leiter zu bezeichnen, wird das Symbol "M" gesetzt, für einen harten - "T". Zum Beispiel ist PEMT-Draht ein harter Kupferdraht und ein PEMM-Draht ein weicher Draht.

Briefe für die Isolierung

EM - hochfester Polyvinyllack.
EL - Ölbasis.
EV - hochfester Polyvinylacetat-Lack.
L - Lavasan.
Sh - Naturseide.
B - Baumwollgarn.
Oh, eine Schicht.
C - Glasfaser.
ShK - Kapron.
D - zwei Schichten.

Wenn die Kennzeichnung der 2. Buchstabe „P“ ist, bedeutet dies, dass die Isolierung als Folie ausgeführt ist. Der PPF-Draht ist mit einer Isolierung in Form einer Fluorkunststofffolie ausgestattet.

Bei der Kennzeichnung von Verbundisolierungen sind die Symbole in der Reihenfolge der Schichten, beginnend mit der inneren Schicht. PELSHO - Kupferdraht, Lack auf Ölbasis und ein einlagiges Seidengeflecht.

Anforderungen

Der Wickeldraht ist mit einer gleichmäßigen Isolierung bedeckt. An einigen Verdickungspunkten je nach Marke und Größe des Drahtes zulässig.
Der Draht wird je nach Größe und Marke in Coils, Trommeln und Spulen transportiert. Der Leiter in solchen Paketen muss gleichmäßig und fest gewickelt werden, ohne Windungen zu verwechseln. Die Anzahl der Drahtstücke in der Spule oder Spule muss der Größe und Marke des Drahtes entsprechen.
Pakete müssen mit Papier verpackt sein, das die Drahtisolierung während des Transports vor Beschädigungen schützt. Das Höchstgewicht der Kiste mit Draht darf 80 kg nicht überschreiten.
Auf der Trommel und der Rolle ist ein Etikett mit der Bezeichnung des Herstellers, dem Gewicht, der Standardgröße und der Marke des Drahtes sowie anderen Parametern angebracht.

So wählen Sie Wicklungsdrähte für den Motor aus

Die Auswahl des erforderlichen Drahtes zum Umwickeln von Elektromotoren erfolgt unter Berücksichtigung der Wärmewiderstandsklasse, der zulässigen Isolierschicht und anderer Anforderungen.

Lackwickeldrähte haben die Mindestdicke der Isolationsschicht. Sie werden mit einem erhöhten Anteil an Rillenfüllung beim Wickeln verwendet. Die glatte Oberfläche der Isolierung erleichtert den Einbau in die Nuten und ihre geringe Dicke bei erhöhter Wärmeübertragung schützt vor Überhitzung.

Die Verwendung von Lackdrähten sollte in Übereinstimmung mit den spezifischen Arten von Lacken und Lösungsmitteln erfolgen, die von der jeweiligen Einrichtung verwendet werden, oder mit den Lackmarken, die die Einrichtung liefern kann. Es gibt Lösungsmittel und Lacke, die den Zahnschmelz zerstören können. Außerdem wird diese Isolierung bei einer Erwärmung auf 170 Grad plastisch, wodurch sie nicht für Wicklungen von Rotoren verwendet werden kann, die sich mit hoher Winkelgeschwindigkeit drehen.

Die maximale Dicke der Isolierschicht hat ein Wickeldraht mit einer kombinierten und faserigen Schicht. Seine Verwendung ist für Wicklungen in aggressiver oder feuchter Umgebung verboten. Für solche Zwecke ist es ratsam, mit Glasisolierung versehene Wickeldrähte zu verwenden, aber die geringe Stärke der Isolierung erlegt der Verwendung solcher Drähte gewisse Einschränkungen auf. Glasisolierte Drähte sind jedoch hinsichtlich der Wärmebeständigkeit für solche Wicklungsklassen geeignet. Beim Kauf eines Wickeldrahtes muss berücksichtigt werden, dass die Kosten für einen Draht einer Standardgröße von der Marke abhängen. Bei der Reparatur von elektrischen Niederspannungsmaschinen macht der Drahtpreis einen großen Teil der finanziellen Kosten der Gesamtkosten der Reparatur aus. In diesem Zusammenhang müssen die technischen und wirtschaftlichen Faktoren der Wahl berücksichtigt werden, dh der Preis und die technischen Parameter.

A. P. Kashkarov, St. Petersburg

Für die Herstellung von Transformatoren und Drosseln werden spezielle Wickeldrähte verwendet. Die Haupttypen solcher Drähte aus inländischer und ausländischer Produktion werden in diesem Artikel beschrieben.

Haushaltswickeldrähte

Am weitesten verbreitet sind Wickeldrähte in Lackisolierung auf Basis hochfester Kunststofflacke mit einem Temperaturindex (TI) im Bereich von 105 ... 200. Unter TI versteht man die Temperatur des Drahtes, bei der es nützliche Ressource mindestens 20000 Stunden

Kupferlackdrähte mit Isolierung auf Basis von Öllacken (PEL) werden mit einem Kerndurchmesser von 0,002 ... 2,5 mm hergestellt. Solche Drähte haben hohe elektrische Isolationseigenschaften, die praktisch unabhängig von äußeren Einflüssen durch erhöhte Temperaturen und Feuchtigkeit sind.

Drähte vom Typ PEL zeichnen sich im Vergleich zu Drähten mit einer Isolierung auf Basis synthetischer Lacke durch eine größere Abhängigkeit vom äußeren Einfluss von Lösungsmitteln aus. Der PEL-Wicklungsdraht kann sogar durch sein äußeres Zeichen von anderen unterschieden werden - die Emailbeschichtung hat eine fast schwarze Farbe.

Kupferdrähte der Typen PEV-1 und PEV-2 (hergestellt mit einem Kerndurchmesser von 0,02 ... 2,5 mm) haben eine Polyvinylacetat-Isolierung und zeichnen sich durch eine goldene Farbe aus. Kupferdrähte vom Typ PEM-1 und PEM-2 (mit dem gleichen Durchmesser wie PEV) und rechteckige Kupferleiter PEMP (Querschnitt 1,4 ... 20 mm2) haben eine lackierte Isolierung auf Polyvinylformlack. Der Index "2" in der entsprechenden Bezeichnung von PEV- und PEM-Drähten kennzeichnet eine zweischichtige Isolierung (erhöhte Dicke).

PEVT-1 und PEVT-2 sind Lackdrähte mit einem Temperaturindex von 120 (Durchmesser 0,05 ... 1,6 mm), sie haben eine Isolierung auf Basis von Polyurethanlack. Diese Drähte sind einfach zu installieren. Beim Löten ist es nicht erforderlich, die lackierte Isolierung abzuisolieren und Flussmittel aufzutragen. Genug gewöhnliches Lot der Marke POS-61 (oder ähnlich) und Kolophonium.

Lackdrähte mit Isolierung auf Basis von Polyesteramid PET-155 haben einen TI von 155. Sie werden mit Kernen nicht nur mit rundem Querschnitt (Durchmesser), sondern auch mit rechteckigem (PETP) Typ mit einem Leiterdurchmesser von 1,6 bis 1,2 mm2 hergestellt . Hinsichtlich ihrer Parameter sind PET-Drähte den oben diskutierten Drähten vom PEVT-Typ ähnlich, haben jedoch eine höhere Beständigkeit gegen Hitze und Thermoschock. Daher sind Wickeldrähte der Typen PEVT und PET, PETP besonders häufig in leistungsstarken Transformatoren, einschließlich Transformatoren zum Schweißen, zu finden.

Inländische Hochfrequenz-Wicklungsdrähte

Bei hohen Frequenzen werden verseilte Lackwicklungsdrähte (Litzen) vom Typ LESHO in Seiden-Einschichtisolierung oder LESHD - fv Doppelseidenisolierung verwendet. Solche Drähte bestehen aus einem Bündel von Kupferlackdrähten mit einem Durchmesser von 0,05 ... 0,1 mm und werden für Induktivitäten (und Drosseln) verwendet. Bei Hochfrequenzdrähten der Typen LESHO, LESHD, PELO, LELD, DEP, LEPKO werden die Adern aus einzelnen Lackdrähten verdrillt, um Verluste durch den Oberflächeneffekt (Proximity-Effekt) zu reduzieren. Tabelle Nr. 1 zeigt die Durchmesser der weit verbreiteten Hochfrequenz-Wicklungsdrähte der heimischen Produktion. Bei ungeraden Zahlen entspricht der Drahtdurchmesser ungefähr der Hälfte der Summe der Durchmesser zweier benachbarter (gerade) Zahlen.

Bezeichnung gängiger ausländischer Wickeldrähte

In den USA und UK wird die Bezeichnung der Durchmesser der Wickeldrähte mit den Worten Wire Size (Drahtgröße) geschrieben.

Zum Beispiel in den USA das System

Amerikanische Drahtstärke (AWG). In den USA verwenden sie manchmal auch das B&S-System und in Großbritannien das Standard Wire Gauge (SWG). Tabelle 2 und Tabelle 3 zeigen die Durchmesser weit verbreiteter Arten von Wickeldrähten nach AWG- und SWG-Standards.
Zulässige Belastung der Leiter

Der maximal zulässige Strom, der durch die Drähte geleitet werden kann, ohne dass ein Brand oder Kontaktausfall befürchtet werden muss, wird gemäß Tabelle 4 bestimmt. Die maximale Erwärmung der Isolierung von Drähten aus Gummi oder Kunststoff (sowie deren Kombinationen oder Derivaten) sollte +50 Grad nicht überschreiten. Die Dauer der sicheren Exposition hängt von diesem Temperaturparameter ab.
auf dem Leiter des maximal zulässigen Stroms (I max A in Tabelle 4)
Zeitschrift "Elektriker"

Fast die Hauptfrage für alle Funkamateure Wie kann ein Transformator gewickelt werden? Die einfachsten Methoden zur Berechnung von Transformatoren kennen wir bereits (wer es vergessen hat, kann hier nachsehen), aber das Wichtigste ist wo bekommt man draht Ja, und genau Welche Art von Draht wird benötigt, um den Transformator zu wickeln?

Wo haben zum Beispiel Drahtmarken PELSHO, PELBO und andere, die zu Sowjetzeiten in Sets und Rollen verkauft wurden? Der erste der oben genannten Drähte ist erforderlich zum Wickeln Schleifenspulen für Niederfrequenzbereiche, Drosseln, Transformatoren auf Ferritringen usw. Die zweite ist erforderlich zum Wickeln von Wicklungen leistungsstarke Leistungstransformatoren.
Immerhin ist der Vorteil solcher Drähte gegenüber herkömmlichen (lackiert) groß.
Das ist zunächst einmal die Wickelsteigung, die durch das Flechten des Drahtes entsteht. Bei leistungsstarken Netztransformatoren beträgt die Spannungsdifferenz in den Wicklungen zwischen benachbarten Leitern 1 V oder mehr. Die dünne Lackisolierung wird beim Erhitzen und Vibrieren mit der Netzfrequenz allmählich von der Reibung zwischen vibrierenden Windungen und Krümeln befreit. Als Ergebnis gibt es Windungskurzschlüsse.

Zur Veranschaulichung werde ich geben einfache Rechnung. Nehmen wir Trafoeisen mit Kernquerschnittsfläche S=10 cm2. Basierend auf einer einfachen Schätzung, Pr=S2, bestimmen wir, dass die Gesamtleistung des zukünftigen Transformators etwa 100 Watt betragen wird. Anzahl Windungen pro 1 V:
w1 \u003d 50 / S \u003d 50 / 10 \u003d 5 (vit. / V),
Dementsprechend beträgt die Windungsspannung:
U1=1/5=0,2(V)
Wenn das Transformatoreisen eine Querschnittsfläche S = 50 cm2 hat, beträgt die Gesamtleistung des Transformators in diesem Fall Pg = 2500 W und w1 = 50/50 = 1 (vit./V), was gleich ist die Windungsspannung in den Wicklungen. Mit einer weiteren Erhöhung der Gesamtleistung steigt die Windungsspannung, das Risiko eines Isolationsdurchbruchs steigt und die Zuverlässigkeit des Transformators nimmt natürlich ab.
Wie kommt man aus dieser Situation heraus? Es ist zu beachten, dass die Drähte nicht nur gewickelt sind. Zum Wickeln des Transformators können Sie einen Montagedraht in Fluorkunststoffisolierung (MGTF) mit einem dem erforderlichen Strom entsprechenden Querschnitt verwenden. Da es bei solchen Drähten üblich ist, nicht den Durchmesser, sondern den Querschnitt (entlang des Kerns) anzugeben, sollten Sie die Umrechnungsformel verwenden
d=2 (Sp/3,14)^0,5
wo Sp - Drahtquerschnitt, mm2; d - Drahtdurchmesser, mm. Beispielsweise hat der MGTF-0,35-Draht d – 0,66 mm. Der Drahtdurchmesser wird abhängig vom erforderlichen Strom I (A) durch die Formel bestimmt:
d = 0,8 I0,5.
Dann ist der Strom im Wickeldraht:
Ich \u003d (d / 0,8) ^ 2 \u003d 0,68 (A)
Die hervorragende Qualität der Isolierung von MGTF-Drähten macht es möglich, auf das Wickeln zu verzichten Zwischenlagendichtungen, und seine Hitzebeständigkeit ermöglicht Wicklungstransformatoren, die bei erhöhten Temperaturen betrieben werden (Fluorkunststoff-Isolierung schmilzt oder verkohlt nicht).

Manchmal ist es für symmetrische Schaltungen erforderlich, einen Transformator mit genau identischen Wicklungen zu wickeln.
Dies kann erfolgen, indem man ein Flachkabel als Wicklungsdrähte nimmt, die beispielsweise in Computerverbindungskabeln verwendet werden. Nachdem sie die erforderliche Anzahl von Leitern vom Kabel getrennt haben, wickeln sie die Wicklung damit auf, die dann als mehrere identische verwendet wird, voneinander isoliert. Die Isolierung des Flachkabels ist ausreichend thermisch stabil.

Um hohe Ströme zu erhalten, werden die Sekundärwicklungen von Stromversorgungstransformatoren mit ausreichend dicken Drähten und Reifen gewickelt. Es muss gesagt werden, dass diese Arbeit nicht nur Material (Geld), sondern auch physische Kosten erfordert, da es notwendig ist, den elastischen Kupferbus (Draht) fest zu biegen und zu versuchen, ihn Spule an Spule zu verlegen.

Als Alternative zum Wickeldraht, schlage ich vor, ein akustisches Kabel zu verwenden, was normalerweise der Fall ist schließen Sie den Verstärker an akustische Systeme. Die Akustikschnur hat einen großen Querschnitt des Kerns und. Da sie doppelt sind, wird sichergestellt, dass die Halbwicklungen für einen Vollwellengleichrichter mit einem Mittelpunkt identisch sind. Der Identität dieser Halbwicklungen wird wenig Aufmerksamkeit geschenkt, und dies führt zu einer Zunahme des Hintergrunds, auf den moderne hochwertige Geräte so empfindlich reagieren.

Die Identität der Windungen kann auch auf andere Weise sichergestellt werden, beispielsweise durch Wickeln Mikrofonkabel(Bei einem Stereokabel erhalten wir drei Windungen). Auf diese Weise ist es möglich, die Wicklung(en) mit einem elektrostatischen Schirm zu wickeln. Dazu wird das Schirmgeflecht des Mikrofonkabels (einseitig) mit der gemeinsamen Ader verbunden.

Koaxialkabel, ist aufgrund der großen Querschnittsunterschiede von Innenseele und Geflecht für symmetrische Wicklungen wenig geeignet, kann aber als Wickeldraht verwendet werden, wenn Schirm und Innenseele miteinander verbunden sind. Die innere Ader des Kabels kann auch für Messzwecke verwendet werden.

In allen Fällen sollte man die thermische Stabilität der Drahtisolierung nicht vergessen. Die erhöhte relative Lackdicke der Drahtisolation reduziert einerseits die Anzahl der Windungen, die im Fenster des Trafokerns platziert werden können, macht andererseits den Einsatz von Zwischenlagenisolation (bis hin zur Wicklungsisolation) unnötig, was die Herstellung des Transformators beschleunigt und mit hitzebeständiger Drahtisolierung die Zuverlässigkeit von Transformatoren erhöht.

V. BESEDIN, Tjumen.

Das Wickeln eines Transformators mit Ihren eigenen Händen ist an sich ein einfacher Vorgang, erfordert jedoch erhebliche Vorarbeiten. Einige Personen, die an der Herstellung verschiedener Funkgeräte oder Elektrowerkzeuge beteiligt sind, benötigen Transformatoren für bestimmte Anforderungen. Da es nicht immer möglich ist, einen bestimmten Trafo unter zu erwerben konkrete Fälle, dann wickeln viele sie selbst auf. Wer zum ersten Mal einen Transformator mit eigenen Händen baut, kann die Probleme, die mit der richtigen Berechnung, Auswahl aller Teile und Wickeltechnik verbunden sind, oft nicht lösen. Es ist wichtig zu verstehen, dass das Zusammenbauen und Wickeln eines Aufwärtstransformators und eines Abwärtstransformators nicht dasselbe ist.

Die Wicklung der toroidalen Vorrichtung ist ebenfalls deutlich anders. Da die meisten Funkamateure oder Handwerker, die ein Transformatorgerät für die Bedürfnisse ihrer Leistungsausrüstung herstellen müssen, nicht immer über die entsprechenden Kenntnisse und Fähigkeiten zur Herstellung eines Transformatorgeräts verfügen, richtet sich dieses Material daher speziell an diese Personengruppe.

Vorbereitung zum Wickeln

Der erste Schritt ist die korrekte Berechnung des Transformators. Berechnen Sie die Belastung des Transformators. Er wird berechnet, indem alle angeschlossenen Geräte (Motoren, Sender usw.) summiert werden, die vom Transformator gespeist werden. Beispielsweise hat ein Radiosender 3 Kanäle mit einer Leistung von 15, 10 und 15 Watt. Die Gesamtleistung beträgt 15 + 10 + 15 = 40 Watt. Nehmen Sie als nächstes die Korrektur für die Effizienz der Schaltung vor. Die meisten Sender haben also einen Wirkungsgrad von etwa 70% (genauer gesagt wird es in der Beschreibung einer bestimmten Schaltung stehen), also sollte ein solches Objekt nicht mit 40 W, sondern mit 40 / 0,7 = 57,15 W betrieben werden. Es ist erwähnenswert, dass der Transformator auch einen eigenen Wirkungsgrad hat. Typischerweise beträgt der Wirkungsgrad des Transformators 95-97%, aber Sie sollten die Korrektur für hausgemacht nehmen und den Wirkungsgrad gleich 85-90% nehmen (unabhängig ausgewählt). Damit steigt die benötigte Leistung: 57,15 / 0,9 = 63,5 Watt. Standardtransformatoren dieser Leistung wiegen etwa 1,2-1,5 kg.

Als nächstes werden sie mit Eingangs- und Ausgangsspannungen bestimmt. Nehmen wir zum Beispiel einen Abwärtstransformator mit Spannungen von 220 V Eingang und 12 V Ausgang, die Frequenz ist Standard (50 Hz). Bestimmen Sie die Anzahl der Windungen. Auf einer Wicklung beträgt ihre Anzahl also 220 * 0,73 = 161 Windungen (aufgerundet auf eine ganze Zahl) und auf der Unterseite 12 * 0,73 = 9 Windungen.

Nachdem Sie die Anzahl der Windungen bestimmt haben, fahren Sie mit der Bestimmung des Drahtdurchmessers fort. Dazu müssen Sie den fließenden Strom und die Stromdichte kennen. Bei Installationen bis 1 kW wird die Stromdichte im Bereich von 1,5 - 3 A / mm 2 gewählt, der Strom selbst wird ungefähr anhand der Leistung berechnet. Der maximale Strom für das ausgewählte Beispiel beträgt also etwa 0,5 bis 1,5 A. Da der Transformator mit einer natürlichen Last von maximal 100 W betrieben wird luftgekühlt, dann wird die Stromdichte mit etwa 2 A / mm 2 angenommen. Anhand dieser Daten ermitteln wir den Drahtquerschnitt 1/2 = 0,5 mm 2. Im Prinzip reicht der Querschnitt aus, um einen Leiter auszuwählen, manchmal wird aber auch ein Durchmesser benötigt. Da der Querschnitt nach der Formel pd 2 / 2 ermittelt wird, ist der Durchmesser gleich der Wurzel aus 2 * 0,5 / 3,14 = 0,56 mm.

Auf die gleiche Weise werden der Querschnitt und der Durchmesser der zweiten Wicklung ermittelt (oder, wenn es mehr davon gibt, dann alle anderen).

Wickelmaterialien

Das Wickeln eines Transformators erfordert eine sorgfältige Auswahl der verwendeten Materialien. So, Bedeutung haben fast jedes Detail. Du wirst brauchen:

Transformatorrahmen. Es ist notwendig, den Kern von den Wicklungen zu isolieren, er hält auch die Spulen der Wicklungen. Seine Herstellung erfolgt aus einem haltbaren dielektrischen Material, das notwendigerweise ziemlich dünn sein muss, um keinen Platz in den Zwischenräumen ("Fenster") des Kerns einzunehmen. Häufig werden für diese Zwecke spezielle Kartons, Textolite, Fasern usw. verwendet, die eine Mindestdicke von 0,5 m und höchstens 2 mm haben sollten. Der Rahmen muss verleimt werden, dazu werden handelsübliche Tischlerkleber (Nitro-Kleber) verwendet. Die Formen und Abmessungen der Rahmen werden durch die Formen und Abmessungen des Kerns bestimmt. In diesem Fall sollte die Höhe des Rahmens etwas größer sein als die Höhe der Platten (Wickelhöhe). Um die Abmessungen zu bestimmen, müssen die Platten vorab vermessen und die Höhe der Wicklung ungefähr geschätzt werden.
Kern. Als Kern wird ein Magnetkern verwendet. Am besten eignen sich dafür abisolierte Trafobleche, da diese aus speziellen Legierungen bestehen und bereits auf eine gewisse Windungszahl ausgelegt sind. Die häufigste Form des Magnetkreises ähnelt dem Buchstaben "Ш". Gleichzeitig kann es aus verschiedenen verfügbaren Rohlingen geschnitten werden. Um die Abmessungen zu bestimmen, müssen die Drähte der Wicklungen vorgewickelt werden. Zu der Wicklung, die die größte Windungszahl hat, bestimmen Sie die Länge und Breite der Kernbleche. Dazu wird die Länge der Wicklung + 2-5 cm und die Breite der Wicklung + 1-3 cm genommen, so dass eine ungefähre Bestimmung der Größe des Kerns erfolgt.
Das Kabel. Hier werden die Wicklung und Drähte für die Zuleitungen betrachtet. Die beste Wahl zum Wickeln der Spulen eines Transformators sind Kupferdrähte mit Lackisolierung (Typ "PEL" / "PE"), diese Drähte reichen aus, um nicht nur Transformatoren für den Amateurfunkbedarf zu wickeln, sondern auch für Leistungstransformatoren (z , zum Schweißen). Sie haben eine große Auswahl an Abschnitten, mit denen Sie den Draht des gewünschten Abschnitts kaufen können. Die Drähte, die aus den Spulen herauskommen, müssen einen größeren Querschnitt haben und mit PVC oder Gummi isoliert sein. Häufig verwendete Drähte der "PV" -Serie mit einem Querschnitt von 0,5 mm 2. Es wird empfohlen, für den Ausgang Drähte mit verschiedenfarbigen Isolierungen zu verwenden (damit beim Anschließen keine Verwechslungen auftreten).
Isolierkissen. Sie sind notwendig, um die Isolierung des Wickeldrahtes zu erhöhen. Als Abstandshalter wird meist dickes und dünnes Papier verwendet (Pauspapier ist gut geeignet), das zwischen die Reihen gelegt wird. In diesem Fall muss das Papier vollständig sein, ohne Brüche und Einstiche. Außerdem werden Wicklungen mit solchem Papier umwickelt, nachdem sie alle fertig sind.

Möglichkeiten, den Prozess zu beschleunigen

Viele Funkamateure haben oft spezielle primitive Geräte zum Wickeln von Wicklungen. Beispiel: Eine primitive Wickelmaschine ist ein Tisch (häufig ein Ständer), auf dem Stäbe mit rotierender Längsachse installiert sind. Die Länge der Achse wird mit dem 1,5-2-fachen der Länge des Rahmens der Spulen der Umformvorrichtung gewählt (die maximale Länge wird genommen). An einem der Ausgänge der Stangen muss die Achse einen Griff zum Drehen haben.

Auf die Achse wird ein Spulenrahmen aufgesetzt, der auf beiden Seiten durch Sperrstifte gestoppt wird (sie verhindern, dass sich der Rahmen entlang der Achse bewegt).

Als nächstes wird ein Wickeldraht von einem der Enden an der Spule angebracht und das Wickeln wird durch Drehen des Achsenknopfes ausgeführt. Ein solches primitives Design beschleunigt das Aufwickeln der Wicklungen erheblich und macht es genauer.

Wickelvorgang

Die Wicklung des Transformators besteht darin, die Wicklungen zu wickeln. Dazu wird der Draht, der für Wicklungen verwendet werden soll, fest auf eine beliebige Spule gewickelt (um den Prozess zu vereinfachen). Außerdem wird die Spule selbst entweder auf dem oben angegebenen Gerät installiert oder "manuell" gewickelt (dies ist schwierig und unbequem). Danach wird das Ende des Wickeldrahtes an der Wickelspule befestigt, an die der Anschlussdraht gelötet wird (dies kann sowohl zu Beginn als auch am Ende des Vorgangs erfolgen). Dann beginnt sich die Spule zu drehen.

In diesem Fall sollte sich die Spule nirgendwo bewegen und der Draht sollte eine starke Spannung für eine feste Verlegung haben.

Das Wickeln der Drahtwindungen sollte in Längsrichtung erfolgen, damit die Windungen möglichst eng aneinander liegen. Nachdem die erste Windungsreihe der Länge nach gewickelt ist, wird sie mit speziellem Isolierpapier in mehreren Lagen umwickelt, wonach die nächste Windungsreihe gewickelt wird. In diesem Fall sollten die Reihen eng aneinander anliegen.

Während des Aufwickelns sollten Sie die Anzahl der Windungen kontrollieren und nach dem Aufwickeln der gewünschten Menge anhalten. Es ist wichtig, dass volle Windungen gezählt werden, ohne den Drahtverbrauch zu berücksichtigen (d. h. die zweite Windungsreihe erfordert mehr Draht, aber die Anzahl der Windungen wird gewickelt).

Die Wicklungen von Kleinleistungstransformatoren werden üblicherweise aus Runddraht hergestellt. Derzeit gibt es eine große Anzahl von Marken von Wickeldrähten. Drähte werden mit Faser-, Email- und kombinierter Email-Faser-Isolierung hergestellt. Zur Kennzeichnung von Drahtmarken werden Buchstabenbezeichnungen akzeptiert. Der erste Buchstabe für alle Isolationsarten P (Draht). Faserisolierung hat die Bezeichnung: B - Baumwollgarn, W - Naturseide. ShK oder K - Kunstseide (Kapron), C - Glasfaser, A - Asbestfaser. Nächster Brief O oder D zeigt eine oder zwei Isolationsschichten an. Drähte in Lackisolierung sind mit dem Buchstaben E gekennzeichnet. Die kombinierte Isolierung besteht aus einer Lackisolierung, die zusätzlich mit einer Faserisolierung bedeckt ist. Bei der Herstellung von Kleinleistungstransformatoren werden hauptsächlich Drähte in Lackisolierung verwendet. Die Emailschicht muss eine durchgehende und ebene Oberfläche sowie eine ausreichende mechanische Festigkeit und Elastizität aufweisen. Die Emailschicht sollte beim Wickeln nicht reißen oder sich vom Kupfer lösen. Hohe mechanische Festigkeit und erhöhte Wärmebeständigkeit der Vinyl-Flex-Isolierung, die die Anzahl der Zwischenschichten erheblich reduzieren, die Wärmeleitfähigkeit und die zulässige Stromdichte erhöhen können, haben Drähten der Marken PEV-1, PEV-2, PETV usw. eine breite Anwendung verschafft bei der Herstellung von Kleinleistungstransformatoren. Gegenwärtig werden Isolierdrähte aus Baumwollgarn und Papierbandqualitäten PBD, PBOO, PBBO usw. in großem Umfang in Leistungstransformatoren mittlerer und hoher Leistung und in Messwandlern (Spannung und Strom) verwendet, die in Öl betrieben werden. Lackdrähte werden in solchen Transformatoren nicht verwendet. Für offene Transformatoren, Leistungstransformatoren für Spannungen bis 500 V und Stromtransformatoren bis 6-10 kV werden beide Wicklungen mit PBD-Draht und kombiniert mit Emaille- und Baumwollbeschichtung verwendet, gleichzeitig müssen Transformatorwicklungen jedoch imprägniert werden oder zusammengesetzt. Für Schweiß-, Last- und andere ähnliche Transformatoren und Geräte sollten glasisolierte Drähte verwendet werden. Es werden auch Drähte in Asbestisolierung verwendet, aber ihre elektrischen Eigenschaften und Festigkeit sind viel schlechter, die Isolationsdicke wird erhöht, was die Wärmeleitfähigkeit der Wicklungen verringert. Außerdem sind sie hygroskopisch. Für die oben genannten Arbeiten werden manchmal rechteckige Drähte verwendet. Letztere werden von Marken durchgeführt: PBD, PBOO, PSD, PSDK, PDA. Dicke und Isolierung liegen innerhalb der Runddrahtqualitäten - oder Obergrenzen - oder etwas darüber. Von den angegebenen Drahtmarken für Transformatoren mit geringer Leistung wird PELSHO-Draht für Hochspannungswicklungen verwendet (z. B. in Hochspannungswicklungen eines Oszilloskops und in anderen Fällen). PELSHO (und PELBO) ist wegen der hohen Haftung von faserigen Materialien mit den meisten Klebemitteln zweckmäßig für die Biskuitwicklung von kleinen Transformatoren, die mit Klebemitteln imprägniert sind, zu verwenden. PESHO-Draht wird häufig in Schaltkreisen von Funkempfängern verwendet, aber die Eignung einer bestimmten Imprägnierung (und anderer Materialien) wird durch den Verlustfaktor bestimmt, der für eine Frequenz von 50 Hz nicht wesentlich ist. In Fällen, in denen Zuverlässigkeit eine der Hauptanforderungen an die Ausrüstung (Transformator) ist, muss die Wicklung mit einer Art Lack oder Verbindung imprägniert werden. Eine deutliche Erhöhung der Zuverlässigkeit wird durch leichtere Betriebsweisen der Wicklungen und die Verwendung von Materialien ermöglicht, deren Temperatur in Bezug auf die Wärmebeständigkeit um 1-2 Klassen höher ist als die Betriebstemperatur der Wicklung. In Fällen, in denen der Transformator zwangsweise betrieben werden kann, muss die Wicklung imprägniert werden, da dies die Wärmeleitfähigkeit und den Wärmewiderstand aufgrund einer gleichmäßigeren Temperatur in der Dicke der Wicklung erhöht. Im erzwungenen Modus ist es zulässig, die Erwärmung des Transformators um 10-12 ° C über die Temperatur dieser Klasse zu erhöhen. In diesem Fall wird der Alterungsprozess des Materials um etwa (im Durchschnitt) 2-mal beschleunigt. Es ist zu beachten, dass die zulässigen Temperaturen für Drähte PEL, PEL 100-105 ° C, PET 125 ° C, PEV-1, PEV-2 110 ° C betragen. Für Transformatoren, die Zuverlässigkeitsanforderungen unterliegen, sind erzwungene Modi nicht akzeptabel. Die angegebene Skala der Hitzebeständigkeitsklassen wird sowohl in Russland als auch in einigen anderen Ländern akzeptiert. Die untere Grenze der zulässigen Temperaturen für Lackdrähte beträgt 60 ° C. Bei dieser Temperatur sollte der Lack nicht reißen und hinter Kupfer zurückbleiben.

Verwendete Materialien in der Wicklungsherstellung und Anforderungen an sie

Beschreibung:
Bei der Wicklungs- und Isolierherstellung von Transformatorenanlagen kommt eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien zum Einsatz. Sie können wie folgt eingeteilt werden: leitfähige, elektrisch isolierende und Hilfsstoffe. Jedes Material unterliegt Anforderungen, die durch Normen oder Spezifikationen definiert sind. Als Stromleiter in Transformatorenwicklungen wird meist reines Elektrolytkupfer (99,95 % reines Kupfer) verwendet, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit, eine hohe Elastizität und eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist. Spezifisch elektrischer Wiederstand Elektrolytkupfer p=0,01724 μOhm-m, Dichte y=8300 kg/m3, Schmelzpunkt 1065-1080°C. Kupfer ist daher ein knappes Material für die Wicklungen kleiner und kleiner mittlere Leistung häufig wird Aluminium verwendet, dessen spezifischer Widerstand p \u003d 0,029 μOhm-m beträgt, dh das 1,65-fache des spezifischen Widerstands von Kupfer, die Dichte von Aluminium beträgt y \u003d 2600 kg / m3. Aluminium ist billiger als Kupfer, aber die schlechtere elektrische Leitfähigkeit im Vergleich zu Kupfer erfordert die Verwendung großer Drahtquerschnitte. Die Zugfestigkeit von Aluminiumdrähten ist 3,5-mal geringer als die von Kupferdrähten. Dies schränkt die Verwendung von Aluminiumdrähten in Hochleistungstransformatoren ein.

An die Wickeldrähte werden folgende technische Anforderungen gestellt:
Die Aufbringung der Isolierung muss dicht und gleichmäßig sein. Das Außenband (aus Kabelpapier) und das Innenband (aus Telefon- oder Kabelpapier) müssen mit einer Überlappung von nicht mehr als 50% angebracht werden, der Rest in jeder Schicht - Ende an Ende oder mit Lücke von bis zu 2 mm zwischen den Windungen mit einem obligatorischen Versatz von einem halben Schritt zu benachbarten Schichten . Der Wickelabstand von Papierbändern für Rechteckdrähte sollte bis 75 mm2 Querschnitt 30 mm und ab 75 mm2 35 mm nicht überschreiten. Papierrisse und blanke Stellen sollten nicht in den Drähten auftreten, wenn der Draht mit der breiten Seite um 180 ° gebogen wird, sowie die schmale Seite für Drähte mit einem Seitenverhältnis von nicht mehr als 1: 2 pro Stab mit einem Durchmesser von 160 mm . Die Wicklung des Drahtes auf den Trommeln muss gleichmäßig sein, ohne sich zu überlappen. Der Abstand von der obersten Wickellage zum Rand der Trommelbahn muss mindestens 25 mm betragen. Elektrischer Widerstand verdrahten Gleichstrom, bezogen auf 1 mm2 Querschnitt und 1 m Länge bei 20 °C, sollte bei Kupferdrähten nicht mehr als 0,01784 Ohm und bei Aluminiumdrähten nicht mehr als 0,029 Ohm betragen. Die für die Herstellung von Drähten verwendeten Materialien müssen den Normen entsprechen.

Rechteckige Drähte sollten keine scharfen Ecken (Grate) haben, die die Papierisolierung beschädigen (von innen schneiden). Die Lagerung und der Transport des Drahtes sollten nur in horizontaler Lage der Trommelachse erfolgen. Der Wunsch, die Zuverlässigkeit und Effizienz von Transformatoren zu verbessern, treibt uns an Besondere Aufmerksamkeit auf die Eigenschaften und Qualität der Wickeldrähte, da die Wicklungen im Transformator das kritischste Element sind. Ihre Qualität bestimmt maßgeblich die Zuverlässigkeit des gesamten Transformators.

Für Wicklungen normaler Leistungstransformatoren werden kupfer- und aluminiumisolierte Drähte mit runden und rechteckigen Querschnitten gemäß GOST 16512-70, 16513-70, 7019-71 und speziellen Spezifikationen für die Kabelindustrie verwendet.

Es gibt folgende Marken von Wickeldrähten:
Kupferwickeldrähte GOST 16512-70, 7019-71, 16513-70
PVO - mit einer Schicht Baumwollgarn isolierter Draht;
PBD - mit zwei Lagen Baumwollgarn isolierter Draht;
PEBO - mit Emaille isolierter Draht und eine Schicht Baumwollgarn;
PELBO - Draht isoliert mit ölbeständigem Lack und einer Schicht Baumwollgarn;
PBU - mit hochspannungskabelverdichtetem Papier isolierter Draht;
PB - mit Kabelbändern und/oder Telefonpapier isolierter Draht;
PSD - Draht isoliert mit zwei Schichten Glasfaserisolierung (dieser Draht wird für Trockentransformatoren verwendet).
Aluminiumwickeldrähte GOST 16512-70sh 16513-70
APBD - mit zwei Lagen Baumwollgarn isolierter Draht;
APBU - Draht isoliert mit Kabelbändern aus verdichtetem Hochspannungspapier;
APB - ein Draht, der mit Kabelbändern oder Telefonpapier isoliert ist.

Die nominale diametrale (doppelte) Dicke der Isolierung von Runddrähten kann wie folgt sein: 0,3; 0,72; 0,96; 1,20mm.

Nominale doppelte Isolationsdicke für Drähte der Klassen PB und APB: 0,45; 0,55; 0,72; 0,96; 1,20; 1,36; 1,68; 1,92 und für PBU- und APBU-Marken: 2,0; 2,48; 2,96; 3,6; 4,08; 4,4mm.

Die Herstellung von HV-Wicklungen von leistungsstarken Leistungstransformatoren hat die Notwendigkeit von Wickeldrähten mit einer Isolierung mit erhöhter elektrischer Festigkeit verursacht. Für ihre Isolierung wird verdichtetes Kabelpapier der Marke KVU mit einer Dicke von nicht mehr als 0,08 mm verwendet. Solchen Drähten wird die Marke PBU (GOST 16512-70) zugewiesen.

Eine Erhöhung der Windungsisolierung des Drahtes führt zu einer Verringerung des Füllfaktors des Fensters des Magnetsystems mit Kupfer und infolgedessen zu einer Verringerung der technischen und wirtschaftlichen Indikatoren von Transformatoren. Darüber hinaus ist ein Draht mit einer großen Dicke der Windungsisolierung technologisch nicht fortgeschritten und bietet keine enge Wicklung der Wicklung.

Im Ausland wurden als Spulenisolierung von Drähten zusammen mit der Verwendung der besten Kabelpapierqualitäten synthetische Isoliermaterialien verwendet: Lavsan (Terylen) -Folie, Polyvinylchloridisolierung usw.

Bei der Verwendung von Drähten mit großer Dicke (3-5 mm) und einer großen Anzahl von Elementarleitern in einer Spule (mehr als 100) in einer Wicklung ist es sehr wichtig, die durch verursachten zusätzlichen Verluste zu begrenzen Magnetfeld Kriech- und Kreisströme.

Die Kabelindustrie beherrscht die Herstellung von gekreuzten Drähten und sie werden erfolgreich zum Wickeln von Wicklungen leistungsstarker Transformatoren eingesetzt.

Der Drilldraht (Abb. 1) besteht aus einer ungeraden Anzahl von rechteckigen Lackleitern, die in zwei Reihen angeordnet und gekreuzt sind. Zwischen den Aderreihen wird eine 0,12 mm dicke Kabelpapierisolierung verlegt. Für die Herstellung von gekreuzten Drähten werden Drähte der Marke PEMP verwendet - rechteckige hochfeste Kupferlackdrähte.

Die Transposition des Drahtes erfolgt nach dem Prinzip der kreisförmigen Permutation entlang einer rechteckigen Kontur. Über den gekreuzten Lackleitern wird eine allgemeine Papierisolierung aus Kabelpapier der Marke KM-120 mit einer Dicke von 0,12 mm - für Drähte der Marke PTB oder aus Kabelpapier der Marke KVU mit einer Dicke von 0,08 mm - für Drähte aufgebracht der Marke PTBU-S (Draht transponiert von elementaren Lackleitern in allgemeine Papierisolierung speziell).

Nominale doppelte Dicke der Papierisolierung für gekreuzte Drähte 0,95-1,35 mm.

Reis. 1. Drehdraht Marke PTB.
Gegenüber herkömmlichen Wickeldrähten der Marke PB haben die Drähtchen der Marke PTB eine Reihe von Vorteilen: Der Arbeitsaufwand bei der Herstellung der Wicklungen wird reduziert, da beim Wickeln der Wicklungen keine einzelnen Leiter gekreuzt werden müssen;
der Füllfaktor des Wicklungsabschnitts mit Kupfer wird erheblich erhöht, da die Papierisolierung jedes Leiters beidseitig durch eine 0,06-0,14 mm dicke Lackisolierung ersetzt wird;
die Größe der Wicklungen wird reduziert, was zu einer Verringerung der Materialinvestition führt, die Abmessungen und das Gewicht des Transformators reduziert;
zusätzliche Verluste durch Streufelder werden aufgrund einer perfekteren Umsetzung und der Verwendung kleinerer Abschnitte von Elementarleitern reduziert;
die benötigte Produktionsfläche zur Aufnahme von Gestellen mit Wickeldrahttrommeln wird reduziert;
der elektrodynamische Widerstand von Transformatoren im Kurzschlussfall erhöht sich durch die größere mechanische Festigkeit der Wicklungen aus dem Dremeldraht.

Der ständig wachsende Bedarf an Hochleistungs- und Höchstspannungstransformatoren erfordert die Verwendung von Drähten maximale Abmessungen sowohl in der Höhe als auch in der Breite, was zu große Steigerung zusätzliche Verluste in den Wicklungen und übermäßige Erwärmung an den äußersten Spulen durch Streuflüsse. Zur Reduzierung von Verlusten werden erfolgreich spezielle Kupferwickeldrähte der Güten PBP und PBPU eingesetzt. Diese sogenannten unterteilten Drähte (Abb. 2) bestehen aus zwei oder drei Elementarleitern (Kernen) mit einer Papierisolierung aus einem einzelnen Leiter mit einer Dicke von 0,4 mm und der doppelten Gesamtnenndicke der zusätzlichen Gürtelisolierung, gleich 1,35; 1,68; 1,92; 2,48; 2,96 mm. Die Trennung des Leiters führt zu einer signifikanten (20-30%) Reduzierung der zusätzlichen Verluste durch Querstreufelder, wodurch die Überhitzung in den äußersten Wicklungsspulen reduziert wird. Derzeit wird in den NS-Wicklungen von Hochleistungstransformatoren häufig ein transponierter unterteilter Draht der Marke PPTB verwendet.

Reis. 2. Unterteilter Draht.
a, b - Klassen PBP zweiadrig (Typ A) und dreiadrig (Typ D); c - Marke PPTB (transportiert unterteilt).

Eine der Schadensursachen an Hochleistungstransformatoren im Betrieb ist der Stabilitätsverlust der durch Radialkraft zusammengedrückten Wicklungen aufgrund zu geringer Festigkeit der Wicklungsdrähte. Die Entwicklung und Erforschung von Materialien mit erhöhter Festigkeit wird in der UdSSR und im Ausland durchgeführt. Es besteht die Aussicht, in absehbarer Zeit eine Kupferlegierung zu erhalten, die bei einer relativ geringen Erhöhung des spezifischen Widerstands (etwa 5 %) deutlich höhere mechanische Eigenschaften als Kupfer (1,5- bis 2-mal) aufweist.

Eine Erhöhung des elektrodynamischen Widerstandes der Wicklungen kann durch Verkleben der Drahtwindungen erreicht werden. Daher werden Wickeldrähte (einschließlich gekreuzter) mit einer wärmehärtenden Isolierbeschichtung benötigt, die beim Trocknen der Wicklung polymerisiert und ihre Windungen (Drähte) verklebt. Die Freigabe einer ausreichenden Anzahl rechteckiger Lackdrähte ermöglicht den Austausch von Wickeldrähten mit Papierisolierung in den Wicklungen von Transformatoren mit einer Spannung bis einschließlich 330 kV.

Folie und Klebeband. IN letzten Jahren Im Ausland und in unserem Land werden Kupfer- und Aluminiumfolien und -bänder häufig als Leitermaterial für Wicklungen von Transformatoren mit geringer Leistung (bis 630 kV-A) verwendet. Der Übergang von Aluminiumdrähten zu Folie und Band ermöglicht es, den Füllfaktor des Wickelvolumens mit einem aktiven Leiter stark zu erhöhen, wodurch die Kurzschlussverluste um 14%, die Masse von Baustahl, Transformatoröl, reduziert werden und der Transformator insgesamt um 5-10%. Kupferfolie für die Elektroindustrie gemäß TU KP-033-66 wird aus Kupferqualität nicht niedriger als Ml gemäß GOST 859-66 mit elektrischem Widerstand p0,180 μOhm-m und mit einer Dickentoleranz von ± 3% hergestellt. Foliendicke 0,035-0,065 mm, Rollenbreite - 700, 850 und 1000 mm. Das Band wird mit einer Dicke von 0,100 hergestellt; 0,080; 0,075; 0,050; 0,035mm.

Aluminiumfolie und -band für Transformatorwicklungen bestehen aus der Aluminiumsorte AE GOST 11069-74 und haben einen spezifischen elektrischen Widerstand von 0,028 μOhm-m für die Klasse A7E. Folienstärke 0,020–0,2 mm, Bandstärke 0,22–2,0 mm. Dickentoleranz ±3%. Solche Folien und Bänder wurden von unserer Branche noch nicht beherrscht, daher wird für die Herstellung von Wicklungen vorübergehend Aluminiumfolie für technische Zwecke verwendet, die gemäß GOST 618-73 hergestellt wird, und Bänder gemäß GOST 13726-68.

In Transformatoren werden Wicklungen verwendet, um elektrische Energie umzuwandeln. Durch Veränderung von Spannung und Strom speichern sie die übertragene Leistung. Zusammen mit den Wicklungen ist ein Satz Metallplatten an der Energieumwandlung beteiligt, die die Rolle eines Magnetkreises spielen.

Transformatorwicklungen bestehen aus Leitern, die mit einer Isolierschicht bedeckt sind, die auch die Drähte in Position hält und einen Kühlkanal erzeugt. Verschiedene Wicklungsdesigns bieten neutrale und lineare Abgriffe sowie Anpassungsabgriffe. Während der Arbeit im Zusammenhang mit der Auslegung von Wicklungen werden die folgenden Parameter berechnet:

zulässiger Temperaturanstieg bei Nennleistung und Betriebslast;
Spannungsfestigkeit bei Hochspannung;
mechanische Festigkeit bei Kurzschluss.

Für die Herstellung von Wicklungen von Konvertern wird am häufigsten Kupferdraht verwendet. Dies liegt daran, dass Kupfer einen geringen elektrischen Widerstand und eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Aufgrund seiner Flexibilität und mechanischen Festigkeit ist es gut zu bearbeiten und korrosionsbeständig.

Kupfer ist jedoch ein ziemlich wertvolles und knappes Metall. Die hohen Kupferkosten sind mit kleinen Weltreserven seines Erzes verbunden. Aus diesem Grund steigen die Kosten für das Metall ständig, so dass Transformatorenhersteller gezwungen sind, nach einem Ersatz dafür zu suchen. Aluminium ist mit Abstand die beste Alternative zu Kupfer. Seine Reserven übersteigen die von Kupfer bei weitem, und es kommt viel häufiger in der Natur vor.

Aluminium hat jedoch eine geringere elektrische Leitfähigkeit. Es ist auch weniger flexibel und Kupfer in Bezug auf die Festigkeit unterlegen. Es wird selten in den Wicklungen von leistungsstarken Transformatoren verwendet. Darüber hinaus ist es ziemlich schwierig zu Fachbegriffe innere Verbindungen der Wicklungen durch Schweißen herstellen. Die Durchführung dieses Vorgangs erfordert von den Arbeitern, die die Wicklungen verbinden, entsprechende Kenntnisse und Fähigkeiten, umfangreiche Erfahrung und bestimmte Fähigkeiten. Beim Anschluss von Kupferleitern ist alles viel einfacher.

Vergleichende Eigenschaften von Metallen

STELLUNGNAHME	IST ES WAHR	MYTHOS
Transformatorendverschlüsse mit Aluminiumwicklung sind nicht mit Leitungs- und Stromkabeln aus Kupfer kompatibel.		X
Das richtige Anschließen der Leitungen ist bei Transformatoren mit Aluminiumwicklung eine größere Herausforderung.	X
Die Netz- und Lastanschlüsse von Transformatoren mit Kupferwicklung sind zuverlässiger als solche mit Aluminiumwicklung.		X
Transformatoren mit Aluminiumwicklungen sind leichter als solche mit Kupferwicklungen.	X
Kupfergewickelte Niedereignen sich besser für "Schock" -Lasten, da Kupfer eine höhere Zugfestigkeit als Aluminium hat.		X
Transformatoren mit Aluminiumwicklungen haben höhere Verluste als solche mit Kupferwicklungen.		X

Die Debatte darüber, welches Metall besser für Transformatorenwicklungen geeignet ist, wird seit vielen Jahren nicht mehr abgerissen. Gegner, die unterschiedliche technische Argumente für unterschiedliche Metalle vorbringen, ändern ständig ihre Ansichten. Vor allem sind die Argumente nicht so bedeutsam, und einige der sogenannten Fakten sind völlige Fehlinformationen.

Um das richtige Material für die Wandlerwicklung auszuwählen, sollte eine vergleichende Analyse der Betriebsparameter von Aluminium und Kupfer durchgeführt und der Grad ihrer Differenz bestimmt werden. Die Aufmerksamkeit wird jenen Parametern geschenkt, die die größte Besorgnis hervorrufen, da sie die wichtigsten beim Betrieb der Umwandlungsvorrichtung sind.

Charakteristische Unterschiede zwischen Kupfer und Aluminium

Expansionsfaktor

Wenn Aluminium erhitzt wird, hat es eine um 30 % stärkere Ausdehnung als Kupfer. Werden Alu-Laschen mit Schraube und Mutter verbunden, muss eine Federscheibe unter die Spannmutter gelegt werden. In diesem Fall löst sich die Kontaktverbindung im spannungslosen Zustand nicht und die Spitzen kühlen ab und werden dadurch kleiner.

Abschluss: Um sicherzustellen, dass die Qualität der Verbindung von Aluminiumkabeln der Qualität von Kupferkontakten nicht unterlegen ist, ist es notwendig, geeignete Armaturen zu verwenden.

Wärmeleitfähigkeit

Kupfer leitet Wärme viel besser als Aluminium. Wenn also verschiedene Metalle der Wicklungen in Transformatoren den gleichen Querschnitt haben, wird ein Kupferprodukt viel besser gekühlt als Aluminium. Um die gleiche elektrische Leitfähigkeit und damit den gleichen Wärmeübergang zu erreichen, muss der Aluminiumdraht im Konverter einen um 60 % größeren Querschnitt haben als Kupfer.

Konstrukteure, die ein Dokumentenpaket für die Herstellung von Transformatoren entwickeln, berücksichtigen die Eigenschaften des Materials, des Designs sowie die Gesamtfläche der Kühlfläche der Wicklung.

Abschluss: Alle Transformatoren, egal aus welchem Metall ihre Wicklungen bestehen, haben sehr ähnliche thermische Eigenschaften. .

Elektrische Leitfähigkeit

Da Aluminium eine um 60 % geringere elektrische Leitfähigkeit als Kupfer hat, haben Aluminiumwicklungen höhere Verluste. Die Entwickler von Wandlern mit Aluminiumwicklungen legen in der Konstruktionsdokumentation Leiterquerschnitte fest, die die Werte für ähnliche Produkte aus Kupfer überschreiten. Dies gleicht den Energieverlust bei Produkten mit unterschiedlichen Materialien in den Wicklungen aus.

Die Hersteller haben jedoch bestimmte Grenzen, die die Wahl des Drahtquerschnitts einschränken. Daher stellt sich manchmal heraus, dass die Kupferwicklung im Transformator größere Verluste aufweist als ein ähnliches Produkt aus Aluminium. Dies liegt daran, dass Hersteller aus dem einen oder anderen Grund Kupferdraht als Wicklung verwendet haben, dessen Querschnitt nicht der Konstruktionsnorm entspricht.

Bei Trockentransformatoren bleiben unabhängig vom Metall der Wicklung die Verluste im Kern, die aus Metallplatten rekrutiert werden, unverändert. Ein höherer Wirkungsgrad des Umrichters kann nur durch Veränderung des Querschnitts des Wickeldrahtes erreicht werden. Dies ist das Hauptkriterium, das mehr anzeigt ein hohes Maß Leistung von jedem Gerät.

Abschluss: Da Aluminiumdraht viel billiger ist, können sie für das gleiche Geld eine Wicklung mit größerem Querschnitt wickeln. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der Energieverluste während des Betriebs des Umrichters. In einigen Fällen sind solche Wicklungen viel effizienter als Kupferwicklungen.

Zugfestigkeit von Metallen

Aluminium erfordert 40 % weniger Kraft zum Brechen als Kupfer. Für Hersteller von Elektroprodukten ist diese Tatsache bedenklich, da die meisten ihrer Produkte häufig zyklischen Belastungen ausgesetzt sind. Dies liegt an den großen Anlaufströmen, die beim Starten einiger elektrischer Leistungsgeräte auftreten. Starke elektromagnetische Kräfte, die von solchen Strömen ausgehen, verursachen eine erhöhte Bewegung von Molekülen in den Leitern, was zu einer Verschiebung der Wicklungen in den Produkten führt.

Eine vergleichende Analyse der technischen Indikatoren verschiedener Leiter erfolgt anhand ihrer Querschnittsfläche. Basierend auf den Analysedaten wird die gleiche elektrische Leitfähigkeit in Transformatoren mit unterschiedlichen Wicklungen wie folgt sichergestellt. Bei Produkten mit Aluminiumwicklung sollte die Querschnittsfläche des Drahtes 60% größer sein als bei einem ähnlichen Gerät mit Kupferwicklung. In diesem Fall sind die technischen Indikatoren von Produkten aus verschiedenen Materialien ungefähr gleich.

Abschluss: Der Transformator kann durch einen plötzlichen Lastwechsel nicht mechanisch beschädigt werden, da der Wicklungsabschnitt so gewählt ist, dass ein notwendiger Sicherheitsabstand vorhanden ist. Schäden können nur durch unzuverlässige Befestigung an der Verbindungsstelle der Drähte entstehen.

Externe Anschlüsse von Transformatoren

Gegenwärtig wird die Verwendung von Kupfer in Transformatorwicklungen durch den Wunsch verursacht, bessere und zuverlässigere Umwandlungsvorrichtungen herzustellen. Sowohl Aluminium als auch Kupfer sind dafür bekannt, anfällig für Umweltschäden zu sein. Aus diesem Grund treten bei Metallen Korrosion, Oxidation und andere chemische Veränderungen auf.

Die mit Oxid beschichtete Oberfläche des Aluminiumdrahtes wird zu einem Isolator und lässt keinen elektrischen Strom durch. Aus diesem Grund ist die rechtzeitige Reinigung von Aluminiumkontakten von großer Bedeutung und sollte regelmäßig unter strikter Einhaltung des Zeitplans für die vorbeugende Wartung durchgeführt werden.

Oxidiertes Kupfer hingegen verliert seine elektrische Leitfähigkeit viel weniger, da die Sulfide und Oxide, die darauf erscheinen, natürlich nicht in dem Maße vorliegen, wie wir es gerne hätten, aber immer noch eine gewisse elektrische Leitfähigkeit aufweisen. All dies ist dem Personal bekannt, das Umspannwerke wartet. Deshalb führt ein speziell geschultes Elektro-Team regelmäßig eine planmäßige Überprüfung der Schraubverbindungen von Arbeitsmitteln durch.

Außerdem besteht das Problem, die Aluminiumwicklungen des Wandlers mit den Kupferdrähten des externen Stromnetzes zu verbinden. Aluminium- und Kupferspitzen direkt mit Bolzen verbinden. Tatsache ist, dass Metalle eine unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit haben, wodurch die Verbindungen ständig überhitzt und die verbundenen Oberflächen zerstört werden. Speziell dafür entwickelte Schweißtechnologien erwiesen sich als unwirksam, daher werden sie nicht zum Schweißen von Kabeln aus verschiedenen Metallen verwendet.

Zum Verbinden von Kupfer- und Aluminiumkabeln werden heute verzinnte Kabelschuhe verwendet, die mit einer dünnen Schicht Zinn oder Silber beschichtet sind. Beim Verbinden von Aluminiumwicklungen von Transformatoren mit Kupfernetzkabeln sind die Kabelschuhe mit Zinn bedeckt. Silber wird in der Elektronik wo mehr als verwendet hohe Qualität Verbindung von Teilen. Die Praxis solcher Verbindungen ist allgemein akzeptiert. Die Zuverlässigkeit der Verbindungen wird durch den langen ununterbrochenen Betrieb der Geräte bestätigt.

Verschiedene Drähte werden auch oft mit speziellen Metallklemmen verbunden. Ein solcher Anschluss hat die Form eines rechteckigen Rahmens, in den zwei verbundene Leiter eingeführt werden. Auf einer Ebene des Anschlusses befinden sich Gewindebohrungen. Nachdem die Leiter in den Rahmen eingeführt wurden, werden sie mit Schrauben befestigt, die in das Gewinde eingeschraubt werden.

Interner Anschluss der Transformatorwicklungen

Die Kupferwicklungen der Wandler werden durch Löten verbunden. Das dabei verwendete Refraktärlot setzt die elektrische Leitfähigkeit der Lötstelle etwas herab. In diesem Bereich wird ständig Kupferoxid freigesetzt, wodurch die äußere Schicht abblättert, was zu einer Beschädigung des gesamten Leiters führt. Dies ist ein wesentlicher Nachteil dieser Verbindungsmethode.

Bei Aluminiumverbindungen wird das Verfahren zum Schweißen von Drähten unter Verwendung eines Inertgases verwendet. In ihnen bildet Aluminiumoxid eine widerstandsfähige Schutzschicht, die den Kontakt vor negativen Umwelteinflüssen schützt. Ein großer Vorteil bei diesem Verfahren zum Verbinden von Leitern besteht außerdem darin, dass während des Betriebs der Vorrichtung kein Verlust an elektrischer Leitfähigkeit in den verschweißten Bereichen auftritt.

Die Betriebszeit von Transformatoren hängt in gewissem Maße von den Bedingungen ab, unter denen sie betrieben werden. Dazu gehören negative Umwelteinflüsse, extreme Belastungen und andere widrige Bedingungen. Stromnutzer sollten sich darüber jedoch keine Gedanken machen. Wie die Praxis gezeigt hat, können Umrichter mit unterschiedlichen Wicklungen viele Jahre problemlos arbeiten.

ABSCHLUSS

Ein Transformator mit der einen oder anderen Wicklung wird hauptsächlich nach persönlichen Vorlieben ausgewählt. Die höheren Kosten eines Produkts mit Kupferwicklung erfordern eine technische Begründung für die zusätzlichen Materialkosten, die beim Kauf entstehen. Alle Bewertungen, die auf Erfahrungen im praktischen Einsatz von Geräten basieren, zeigen heute keine eindeutigen Vorteile beim Betrieb bestimmter Geräte.

Als einziger Vorteil der Kupferwicklung kann angesehen werden, dass die mit Kupferdraht gewickelte Spule eine viel kleinere Größe hat. Dadurch können Transformatoren mit einer solchen Wicklung kompakter gebaut werden, was etwas Platz spart, in dem sie sich befinden.

Die überwiegende Mehrheit der geschlossenen Wandler ist jedoch in Standardgehäusegrößen erhältlich, die sowohl für Kupfer- als auch für Aluminiumspulen geeignet sind. Hier spielt also der Vorteil von Kupfer keine Rolle. Daher ist die Nachfrage nach Transformatoren mit Aluminiumwicklung heute viel höher.

Die Metallkosten steigen ständig, und da der Kupferpreis um ein Vielfaches höher ist als der Aluminiumpreis, sind die Kosten für ein Produkt mit Kupferwicklung viel höher. Aus diesem Grund ziehen es viele Käufer vor, nicht zu viel für Kupfer zu bezahlen, sondern Produkte mit Aluminiumwicklungen zu kaufen. In Zukunft versuchen sie, die Zuverlässigkeit elektrischer Verbindungen zu überwachen und der vorbeugenden Wartung von Geräten gebührende Aufmerksamkeit zu schenken.

Als Alternative zum Wickeldraht, schlage ich vor, ein akustisches Kabel zu verwenden, was normalerweise der Fall istSchließen Sie den Verstärker an die Lautsprecher an. Die Akustikschnur hat einen großen Querschnitt des Kerns und. Da sie doppelt sind, wird sichergestellt, dass die Halbwicklungen für einen Vollwellengleichrichter mit einem Mittelpunkt identisch sind. Der Identität dieser Halbwicklungen wird wenig Aufmerksamkeit geschenkt, und dies führt zu einer Zunahme des Hintergrunds, auf den moderne hochwertige Geräte so empfindlich reagieren.

V. BESEDIN, Tjumen.