А. П. Кашкаров, Санкт Петербург

За производството на трансформатори и дросели се използват специални проводници за намотаване. Основните видове такива проводници от местно и чуждестранно производство са описани в тази статия.

Домашни намотаващи проводници

Най-широко използвани са проводниците за намотаване в емайлова изолация на базата на високоякостни синтетични лакове с температурен индекс (TI) в диапазона от 105 ... 200. TI се разбира като температура на жицата, при която нейният полезен живот е най-малко 20 000 часа.

Медни емайлирани проводници с изолация на базата на маслени лакове (PEL) се произвеждат с диаметър на сърцевината 0,002 ... 2,5 mm. Такива проводници имат високи електроизолационни характеристики, които практически не зависят от външното влияние на повишени температури и влажност.

Проводниците тип PEL се характеризират с по-голяма зависимост от външното влияние на разтворителите в сравнение с проводниците с изолация на базата на синтетични лакове. Жицата за намотаване на PEL може да се различи от другите дори по външния си знак - емайловото покритие е близко до черно на цвят.

Медни проводници от типове PEV-1 и PEV-2 (произведени с диаметър на сърцевината 0,02 ... 2,5 mm) имат поливинилацетатна изолация и се отличават със златист цвят. Медни проводници от типове PEM-1 и PEM-2 (със същия диаметър като PEV) и правоъгълни медни проводници PEMP (сечение 1,4 ... 20 mm2) имат лакирана изолация върху поливинилформален лак. Индекс "2" в съответното обозначение на PEV и PEM проводници характеризира двуслойна изолация (повишена дебелина).

PEVT-1 и PEVT-2 са емайлирани проводници с температурен индекс 120 (диаметър 0,05 ... 1,6 mm), имат изолация на базата на полиуретанов лак. Тези проводници са лесни за инсталиране. При запояване не е необходимо да се оголва лакираната изолация и да се нанасят флюсове. Достатъчно обикновен спойка марка POS-61 (или подобен) и колофон.

Емайлираните проводници с изолация на базата на полиестерамид PET-155 имат TI, равен на 155. Те се произвеждат с жила не само с кръгло напречно сечение (диаметър), но и с правоъгълен (PETP) тип с диаметър на проводника 1,6-1 1,2 mm2 . По отношение на параметрите си PET проводниците са близки до разгледаните по-горе проводници тип PEVT, но имат по-висока устойчивост на топлина и термичен шок. Следователно намотаващи проводници от типове PEVT и PET, PETP могат да бъдат особено често намерени в мощни трансформатори, включително трансформатори за заваряване.

Битови високочестотни намотаващи проводници

На високи честотиИзползват се многожилни емайлирани намотаващи проводници (Litz проводници) от типа LESHO в копринена еднослойна изолация или LESHD - fv двойна копринена изолация. Такива проводници се състоят от сноп от медни емайлирани проводници с диаметър 0,05 ... 0,1 mm и се използват за индуктори (и дросели). Във високочестотните проводници от типа LESHO, LESHD, PELO, LELD, DEP, LEPKO сърцевините са усукани от отделни емайлирани проводници, за да се намалят загубите от повърхностния ефект (ефект на близост). Таблица № 1 показва диаметрите на широко използваните високочестотни намотаващи проводници от местно производство. За нечетни числа диаметърът на телта е приблизително равен на половината от сумата от диаметрите на две съседни (четни) числа.



Обозначаване на популярни чужди проводници за намотаване

В САЩ и Обединеното кралство обозначението на диаметрите на намотъчните проводници се изписва с думите размер на проводника (размер на проводника).

Например в САЩ системата

Американски кабелен габарит (AWG). Също така понякога в САЩ използват системата B&S, а в Обединеното кралство използват стандартния проводник (SWG). Таблица 2 и таблица 3 показват диаметрите на широко използваните видове намотаващи проводници според стандартите AWG и SWG.
Допустимо натоварванеза проводници



Максимално допустимият ток, който може да премине през проводниците, без да се притеснявате от пожар или повреда на контакта, се определя в съответствие с таблица 4. Максималното нагряване на гумена или пластмасова (както и техните комбинации или производни) изолация на проводници не трябва да надвишава +50 градуса. Продължителността на безопасното излагане зависи от този температурен параметър.
на проводник максимум допустим ток(I max A в таблица 4)
Списание "Електротехник"

почти основен въпросвсички радиолюбители Как може да се навие трансформатор?Вече знаем най-простите методи за изчисляване на трансформатори (който е забравил, можете да погледнете тук), но най-важното е къде да взема тел?Да и точно така какъв вид проводник е необходим за навиване на трансформатора?

Откъде се появиха например маркировките на проводниците ПЕЛШО, ПЕЛБОи други, които се продаваха по съветско време в комплекти и макари? Необходим е първият от горните проводници за навиванеконтурни намотки за нискочестотни диапазони, дросели, трансформатори на феритни пръстени и др. Второто е необходимо за навиване на намоткимощни силови трансформатори.
В крайна сметка предимството на такива проводници пред конвенционалните (лакирани) е голямо.
На първо място, това е стъпката на навиване, създадена от оплитането на жицата. В мощните мрежови трансформатори разликата в напрежението в намотките между съседни проводници е 1 V или повече, тънката лакова изолация, когато се нагрява и вибрира при честотата на мрежата, постепенно се изтрива от триенето между вибриращи завои и се разпада. В резултат на това има междувиткови къси съединения.

За илюстрация ще дам просто изчисление. Да вземем трансформаторно желязо с площ на сечението на сърцевината S=10 cm2. Въз основа на проста оценка, Pr=S2, определяме, че общата мощност на бъдещия трансформатор ще бъде приблизително 100 вата. Брой навивки за 1 V:
w1 \u003d 50 / S \u003d 50 / 10 \u003d 5 (вит. / V),
Съответно напрежението между завъртания:
U1=1/5=0.2(V)
Ако трансформаторното желязо е с площ на напречното сечение S=50 cm2, общата мощност на трансформатора в този случай е Pg=2500 W, а w1=50/50=1 (вит./V), което е равно на напрежението между намотките в намотките. С по-нататъшно увеличаване на общата мощност напрежението от завой до завой се увеличава, рискът от разрушаване на изолацията се увеличава и надеждността на трансформатора естествено намалява.
Как да излезем от тази ситуация? Трябва да се помни, че проводниците не са само навиващи се. За навиване на трансформатора можете да използвате монтажен проводник във флуоропластична изолация (MGTF) с напречно сечение, съответстващо на необходимия ток. Тъй като в такива проводници е обичайно да се посочва не диаметърът, а напречното сечение (по сърцевината), тогава трябва да използвате формулата за преобразуване
d=2 (Sp/3,14)^0,5
където Sp - сечение на проводника, mm2; d - диаметър на проводника, mm. Например, телта MGTF-0.35 има d-0.66 mm. Диаметърът на проводника, в зависимост от необходимия ток I (A), се определя по формулата:
d = 0,8 10,5.
Тогава токът в намотката:
I \u003d (d / 0,8) ^ 2 \u003d 0,68 (A)
Отличното качество на изолацията на MGTF проводниците позволява да се направи без навиване междинни уплътнения, а неговата топлоустойчивост позволява намотаване на трансформатори, работещи при повишени температури (флуоропластовата изолация не се топи или овъглява).

Понякога за балансирани вериги се изисква навиване на трансформатор със строго идентични намотки.
Това може да се направи, като вземете плосък кабел като намотаващи проводници, например, използвани в компютърни свързващи кабели. След като отделят необходимия брой проводници от кабела, те навиват намотката с тях, която след това се използва като няколко еднакви, изолирани една от друга. Изолацията на плоския кабел е достатъчно термично стабилна.

За големи токове вторични намоткизахранващите трансформатори се навиват с достатъчно дебели проводници и гуми. Тази работа, трябва да се каже, изисква не само материални (парични), но и физически разходи, тъй като е необходимо да се огъне еластичната медна шина (тел) до стегнатост, опитвайки се да се постави намотка в намотка.

Като алтернатива на навиване на тел, предлагам да използвате акустичен кабел, който обикновено есвържете усилвателя към високоговорителите. Акустичният кабел има голямо напречно сечение на сърцевината и. тъй като е двоен, гарантира, че полунамотките са идентични за пълновълнов токоизправител със средна точка. Малко внимание се обръща на идентичността на тези полунамотки и това води до увеличаване на фона, към който съвременното висококачествено оборудване е толкова чувствително.

Идентичността на намотките може да се осигури по друг начин, например чрез навиването им микрофонен кабел(със стерео кабел получаваме три намотки). По този начин е възможно намотката(ите) да се навият с електростатичен екран. За да направите това, екраниращата оплетка на кабела на микрофона е свързана (от едната страна) към общия проводник.

Коаксиален кабел, поради голямата разлика в напречните сечения на вътрешната сърцевина и оплетката, не е много подходящ за симетрични намотки, но може да се използва като тел за навиванекогато екранът и вътрешното ядро ​​са свързани помежду си. Вътрешната сърцевина на кабела може да се използва и за измерване.

Във всички случаи не трябва да забравяме за термичната стабилност на изолацията на проводника. Увеличената относителна дебелина на лака на изолацията на проводника, от една страна, намалява броя на намотките, които могат да бъдат поставени в прозореца на сърцевината на трансформатора, от друга страна, прави използването на междинна изолация (до изолация между намотките) ненужно, което ускорява производството на трансформатора, а с топлоустойчива изолация на проводника повишава надеждността на трансформаторите.

В. БЕСЕДИН, Тюмен.

Навиването на трансформатор със собствените си ръце само по себе си е проста процедура, но изисква значителни подготвителна работа. Някои хора, занимаващи се с производството на различни радиооборудвания или електрически инструменти, имат нужда от трансформатори за специфични нужди. Тъй като не винаги е възможно да се закупи конкретен трансформатор за конкретни случаи, мнозина ги навиват сами. Тези, които правят трансформатор за първи път със собствените си ръце, често не могат да решат проблемите, свързани с правилното изчисление, избора на всички части и технологията на навиване. Важно е да се разбере, че сглобяването и навиването на повишаващ трансформатор и понижаващ трансформатор не са едно и също нещо.

Намотката на тороидалното устройство също е значително различна. Тъй като повечето радиолюбители или занаятчии, които трябва да създадат трансформиращо устройство за нуждите на своето енергийно оборудване, не винаги имат необходимите знания и умения как да направят трансформиращо устройство, следователно този материал е насочен специално към тази категория хора.

Подготовка за навиване

Първата стъпка е да направите правилното изчисление на трансформатора. Изчислете натоварването на трансформатора. Изчислява се чрез сумиране на всички свързани устройства (двигатели, трансмитери и др.), които ще бъдат захранвани от трансформатора. Например една радиостанция има 3 канала с мощност 15, 10 и 15 вата. Общата мощност ще бъде равна на 15 + 10 + 15 = 40 вата. След това вземете корекцията за ефективността на веригата. Така че повечето предаватели имат ефективност от около 70% (по-точно ще бъде в описанието на конкретна схема), така че такъв обект трябва да се захранва не с 40 W, а с 40 / 0,7 = 57,15 W. Струва си да се отбележи, че трансформаторът също има своя собствена ефективност. Обикновено ефективност на трансформаторае 95-97%, но трябва да вземете корекцията за домашно приготвено и да вземете ефективността, равна на 85-90% (избрана независимо). Така необходимата мощност се увеличава: 57,15 / 0,9 = 63,5 вата. Стандартните трансформатори с тази мощност тежат около 1,2-1,5 кг.

След това се определят с входни и изходни напрежения. Например, нека вземем понижаващ трансформатор с напрежение 220 V вход и 12 V изход, честотата е стандартна (50 Hz). Определете броя на завоите. И така, на една намотка техният брой е 220 * 0,73 = 161 оборота (закръглени до цяло число), а на дъното 12 * 0,73 = 9 оборота.

След като определите броя на завоите, преминете към определяне на диаметъра на жицата. За да направите това, трябва да знаете протичащия ток и плътността на тока. За инсталации до 1 kW, плътността на тока се избира в диапазона от 1,5 - 3 A / mm 2, самият ток се изчислява приблизително въз основа на мощността. Така че максималният ток за избрания пример ще бъде около 0,5-1,5 A. Тъй като трансформаторът ще работи с максимум 100 W товар с естествено въздушно охлаждане, плътността на тока се приема около 2 A / mm 2. Въз основа на тези данни определяме напречното сечение на проводника 1/2 = 0,5 mm 2. По принцип напречното сечение е достатъчно за избор на проводник, но понякога се изисква и диаметър. Тъй като напречното сечение се намира по формулата pd 2 / 2, диаметърът е равен на корена от 2 * 0,5 / 3,14 = 0,56 mm.

По същия начин се намират напречното сечение и диаметърът на втората намотка (или, ако има повече от тях, всички останали).

Материали за навиване

Навиването на трансформатор изисква внимателен подбор на използваните материали. Така че почти всеки детайл е важен. Ще имаш нужда:

1. Трансформаторна рамка. Необходимо е да се изолира сърцевината от намотките, тя също така държи намотките на намотките. Производството му се извършва от издръжлив диелектричен материал, който задължително трябва да е доста тънък, за да не заема място в интервалите ("прозорец") на сърцевината. Често за тези цели се използва специален картон, текстолит, влакна и др.Тя трябва да има минимална дебелина 0,5 m и максимум 2 mm. Рамката трябва да бъде залепена, за това се използват обикновени лепила за дограма (нитролепила). Формите и размерите на рамките се определят от формите и размерите на ядрото. В този случай височината на рамката трябва да бъде малко по-голяма от височината на плочите (височина на навиване). За да се определят размерите му, е необходимо да се направят предварителни измервания на плочите и да се оцени приблизително височината на намотката.
2. Ядро. Като ядро ​​се използва магнитна сърцевина. Оголените трансформаторни плочи са най-подходящи за това, тъй като са изработени от специални сплави и вече са проектирани за определен брой завои. Най-често срещаната форма на магнитната верига наподобява буквата "Ш". В същото време може да се изреже от различни налични заготовки. За да се определят размерите, е необходимо предварително да се навият проводниците на намотките. Към намотката, която има най-голям брой навивки, определете дължината и ширината на сърцевините. За това дължината на намотката се взема + 2-5 см, а ширината на намотката е + 1-3 см. По този начин се получава приблизително определяне на размера на сърцевината.
3. Жицата. Тук се разглеждат намотките и проводниците за проводниците. Най-добрият изборза навиване на намотки на трансформаторно устройство се разглеждат медни проводницис емайлова изолация (тип "PEL" / "PE"), тези проводници са достатъчни за навиване не само на трансформатори за любителски радионужди, но и за силови трансформатори (например за заваряване). Те имат богат избор от секции, което ви позволява да закупите жицата на желаната секция. Проводниците, които излизат от бобините, трябва да са с по-голямо сечение и изолирани с PVC или гума. Често използвани проводници от серията "PV" с напречно сечение 0,5 mm 2. Препоръчително е да вземете изходните проводници с изолация различни цветове(за да няма объркване при свързване).
4. Изолационни подложки. Те са необходими за увеличаване на изолацията на намотката. Обикновено дебела и тънка хартия се използва като разделители (паусът е подходящ), който се поставя между редовете. В този случай хартията трябва да е пълна, без счупвания и пробиви. Също така намотките се увиват с такава хартия, след като всички са готови.

Начини за ускоряване на процеса

Много радиолюбители често имат специални примитивни устройства за навиване на намотки. Пример: примитивна машина за навиване е маса (често стойка), върху която са монтирани пръти с въртяща се надлъжна ос. Дължината на оста се избира 1,5-2 пъти по-голяма от дължината на рамката на намотките на трансформаторното устройство (взема се максималната дължина), на един от изходите от прътите оста трябва да има дръжка за въртене.

Върху оста се поставя рамка на макара, която се спира от двете страни с ограничителни щифтове (те предотвратяват движението на рамката по оста).

След това към бобината се прикрепя намотаващ проводник от един от краищата и навиването се извършва чрез завъртане на копчето на оста. Такъв примитивен дизайн значително ще ускори навиването на намотките и ще го направи по-точен.

Процес на навиване

Намотката на трансформатора се състои в навиване на намотките. За да направите това, жицата, която се планира да се използва за намотки, се навива плътно върху всяка намотка (за да се опрости процеса). Освен това самата бобина се монтира или на посоченото по-горе устройство, или се навива "ръчно" (това е трудно и неудобно). След това краят на навиващия проводник се фиксира върху намотката, към която е запоен водещият проводник (това може да се направи както в началото, така и в края на операцията). След това бобината започва да се върти.

В този случай намотката не трябва да се движи никъде и жицата трябва да има силно напрежение за плътно полагане.

Навиването на навивките на телта трябва да се извършва надлъжно, така че навивките да прилягат възможно най-плътно. След като първият ред навивки е навит по дължина, той се обвива със специална изолационна хартия на няколко слоя, след което се навива следващият ред навивки. В този случай редовете трябва да прилягат плътно един към друг.

В процеса на навиване трябва да контролирате броя на завъртанията и да спрете след навиване на желаното количество. Важно е да се броят пълните навивки, без да се взема предвид консумацията на тел (т.е. вторият ред навивки изисква повече тел, но броят на намотките е навит).

Намотките на трансформаторите с ниска мощност обикновено се правят с кръгъл проводник. В момента има голям брой марки намотъчни проводници. Проводниците се произвеждат с влакнеста, емайлирана и комбинирана емайлово-влакнеста изолация. За да се обозначат марки на проводници, приети буквени обозначения. Първата буква за всички видове изолация P (тел). Влакнестата изолация има обозначението: B - памучна прежда, W - естествена коприна. ShK или K - коприна (капрон), C - фибростъкло, A - азбестово влакно. Следващата буква O или D означава един или два слоя изолация. Проводниците в емайлирана изолация се обозначават с буквата E. Комбинираната изолация се състои от емайлирана изолация, допълнително покрита с влакнеста изолация. При производството на трансформатори с ниска мощност се използват главно проводници в емайлирана изолация. Емайловият слой трябва да има непрекъсната и равна повърхност и да има достатъчна механична якост и еластичност. Емайловият слой не трябва да се напуква или отделя от медта при навиване. Висока механична якост и повишена топлоустойчивост на изолацията от винил-флекс, което прави възможно значително намаляване на броя на междинните слоеве, увеличаване на топлопроводимостта и допустимата плътност на тока, осигурени проводници от клас PEV-1, PEV-2, PETV и др. широко приложениепри производството на трансформатори с малка мощност. Понастоящем проводниците, изолирани с памучна прежда и хартиени ленти класове PBD, PBOO, PBBO и др., се използват широко в силови трансформаторисредна и висока мощност и в измервателни трансформатори (напрежение и ток), работещи в масло. В такива трансформатори не се използват емайлирани проводници. За трансформатори отворен тип, мощност за напрежение до 500 V и токови трансформатори до 6-10 kV се използват като намотки с PBD проводник и комбинирани с емайлово и памучно покритие, но в същото време намотките на трансформатора трябва да бъдат импрегнирани или смесени. За заваръчни, товарни и други подобни трансформатори и устройства трябва да се използват проводници със стъклена изолация. Използват се и проводници в азбестова изолация, но техните електрически свойства и якост са много по-лоши, дебелината на изолацията се увеличава, което намалява топлопроводимостта на намотките. Освен това са хигроскопични. За горните работи понякога се използват правоъгълни проводници. Последните се извършват от марки: PBD, PBOO, PSD, PSDK, PDA. Дебелината и изолацията са в рамките на класовете кръгли проводници - или горни граници - или малко по-високи. От посочените марки проводници за трансформатори с ниска мощност, за намотки се използва проводник PELSHO пренапрежения(например в намотки високо напрежениеосцилоскоп и в други случаи). PELSHO (и PELBO) е целесъобразно да се използва за бисквитно навиване на малки трансформатори, импрегнирани със слепващи съединения, поради високата адхезия на влакнестите материали с повечето слепващи съединения. Проводникът PESHO се използва широко в схемите на радиоприемниците, но пригодността на конкретно импрегниране (и други материали) се определя от коефициента на загуба, който не е от съществено значение за честота от 50 Hz. В случаите, когато едно от основните изисквания към оборудването (трансформатор) е надеждността, намотката трябва да бъде импрегнирана с някакъв вид лак или съединение. Значително повишаване на надеждността се улеснява от по-леките режими на работа на намотките и използването на материали с температура по отношение на топлоустойчивост 1-2 класа по-висока от работната температура на намотката. В случаите, когато трансформаторът може да работи в принудителен режим, намотката трябва да бъде импрегнирана, тъй като това увеличава топлопроводимостта и устойчивостта на топлина поради по-равномерна температура в дебелината на намотката. В принудителен режим е допустимо да се увеличи нагряването на трансформатора с 10-12 ° C над температурата от този клас. В този случай процесът на стареене на материала се ускорява приблизително (средно) 2 пъти. Трябва да се отбележи, че допустимите температури за проводници PEL, PEL 100-105 ° C, PET 125 ° C, PEV-1, PEV-2 110 ° C. За трансформатори, които са обект на изисквания за надеждност, принудителните режими са неприемливи. Дадената скала на класовете на топлоустойчивост е приета както в Русия, така и в редица чужди страни. Долната граница на допустимите температури за емайлови проводници е 60 ° C. При тази температура емайлът не трябва да се напуква и да изостава от медта.