A. P. Kashkarov, St. Petersburg

For fremstilling av transformatorer og choker brukes spesielle viklingstråder. Hovedtypene av slike ledninger av innenlandsk og utenlandsk produksjon er beskrevet i denne artikkelen.

Innenlandske viklingsledninger

Vikletråder i emaljeisolasjon basert på høystyrke syntetiske lakker med en temperaturindeks (TI) i området 105 ... 200 er mest brukt. TI forstås som temperaturen på ledningen hvor levetiden er minst 20 000 timer.

Kobberemaljerte ledninger med isolasjon basert på oljelakk (PEL) produseres med en kjernediameter på 0,002 ... 2,5 mm. Slike ledninger har høye elektriske isolasjonsegenskaper, som er praktisk talt uavhengige av ytre påvirkning av forhøyede temperaturer og fuktighet.

PEL-type ledninger er preget av en større avhengighet av ekstern påvirkning av løsemidler, sammenlignet med ledninger med isolasjon basert på syntetiske lakker. PEL-viklingstråden kan skilles fra andre selv ved sitt ytre tegn - emaljebelegget er nær svart i fargen.

Kobbertråder av typene PEV-1 og PEV-2 (produsert med en kjernediameter på 0,02 ... 2,5 mm) har polyvinylacetatisolasjon og utmerker seg med en gylden farge. Kobbertråder av typene PEM-1 og PEM-2 (med samme diameter som PEV) og rektangulære kobberledere PEMP (seksjon 1.4 ... 20 mm2) har lakkert isolasjon på polyvinylformal lakk. Indeks "2" i den tilsvarende betegnelsen PEV- og PEM-ledninger karakteriserer to-lags isolasjon (økt tykkelse).

PEVT-1 og PEVT-2 er emaljerte ledninger med en temperaturindeks på 120 (diameter 0,05 ... 1,6 mm), de har isolasjon basert på polyuretanlakk. Disse ledningene er enkle å installere. Ved lodding er det ikke nødvendig å strippe den lakkerte isolasjonen og påføre flussmidler. Nok vanlig loddemerke POS-61 (eller lignende) og kolofonium.

Emaljerte ledninger med isolasjon basert på polyesteramid PET-155 har TI lik 155. De er produsert med kjerner ikke bare med rundt tverrsnitt (diameter), men også av rektangulær (PETP) type med en lederdiameter på 1,6-1 1,2 mm2 . Når det gjelder parametrene deres, er PET-ledninger nær PEVT-trådene diskutert ovenfor, men har høyere motstand mot varme og termisk sjokk. Derfor kan viklingsledninger av typene PEVT og PET, PETP spesielt ofte finnes i kraftige transformatorer, inkludert transformatorer for sveising.

Innenlandske høyfrekvente viklingsledninger

På høye frekvenser det benyttes trådede emaljerte viklingstråder (litz-tråder) av typen LESHO i silke enkeltlagsisolasjon eller LESHD - fv dobbel silkeisolasjon. Slike ledninger består av en bunt kobberemaljerte ledninger med en diameter på 0,05 ... 0,1 mm og brukes til induktorer (og choker). I høyfrekvente ledninger av typene LESHO, LESHD, PELO, LELD, DEP, LEPKO er kjernene tvunnet fra individuelle emaljerte ledninger for å redusere tap fra overflateeffekten (nærhetseffekt). Tabell nr. 1 viser diametrene til mye brukte høyfrekvente viklingstråder av innenlandsk produksjon. For oddetall er tråddiameteren omtrent lik halvparten av summen av diametrene til to tilstøtende (partall) tall.



Betegnelse på populære utenlandske viklingsledninger

I USA og Storbritannia er betegnelsen på diameteren til viklingstrådene skrevet med ordene wire size (wire size).

For eksempel i USA systemet

American Wire Gauge (AWG). Noen ganger bruker de også B&S-systemet i USA, og i Storbritannia bruker de Standard Wire Gauge (SWG). Tabell 2 og Tabell 3 viser diametrene til mye brukte typer viklingstråder i henhold til AWG- og SWG-standarder.
Tillatt belastning for konduktører



Den maksimalt tillatte strømmen som kan føres gjennom ledningene uten å bekymre deg for brann eller kontaktfeil, bestemmes i henhold til tabell 4. Maksimal oppvarming av gummi eller plast (så vel som deres kombinasjoner eller derivater) isolasjon av ledninger bør ikke overstige +50 grader. Varigheten av sikker eksponering avhenger av denne temperaturparameteren.
per leder maksimum tillatt strøm(I maks A i tabell 4)
Magasinet "Elektriker"

Nesten hovedspørsmålet alle radioamatører Hvordan kan en transformator vikles? Vi kjenner allerede de enkleste metodene for å beregne transformatorer (hvem har glemt, du kan se her), men det viktigste er hvor får man tak i ledning? Ja, og akkurat hva slags ledning trengs for å vikle transformatoren?

Hvor ble det for eksempel trådmerker PELSHO, PELBO og andre som ble solgt i sovjettiden i sett og hjul? Den første av de ovennevnte ledningene er nødvendig for vikling sløyfespoler for lavfrekvente områder, choker, transformatorer på ferrittringer osv. Den andre er nødvendig for viklinger kraftige krafttransformatorer.
Tross alt er fordelen med slike ledninger fremfor konvensjonelle (lakkerte) stor.
Først av alt er dette viklingsstigningen som er opprettet ved fletting av ledningen. I kraftige nettverkstransformatorer er spenningsforskjellen i viklingene mellom tilstøtende ledere 1 V eller mer, tynn lakkisolasjon, når den varmes opp og vibreres med nettverksfrekvensen, blir gradvis slettet fra friksjon mellom vibrerende svinger og smuldrer. Som et resultat er det interturn kortslutninger.

For illustrasjon vil jeg gi enkel utregning. La oss ta transformatorjern med kjernesnittareal S=10 cm2. Basert på et enkelt estimat, Pr=S2, bestemmer vi at den totale effekten til den fremtidige transformatoren vil være omtrent 100 watt. Antall omdreininger per 1 V:
w1 \u003d 50 / S \u003d 50/10 \u003d 5 (vit. / V),
Følgelig er interturnspenningen:
U1=1/5=0,2(V)
Hvis transformatorjernet har et tverrsnittsareal S=50 cm2, er transformatorens totale effekt i dette tilfellet Pg=2500 W, og w1=50/50=1 (vit./V), som er lik interturnspenningen i viklingene. Med en ytterligere økning i den totale effekten øker sving-til-sving-spenningen, risikoen for isolasjonsbrudd øker, og påliteligheten til transformatoren reduseres naturlig.
Hvordan komme seg ut av denne situasjonen? Det bør huskes at ledningene ikke bare viklinger. For å vikle transformatoren kan du bruke en monteringstråd i fluoroplastisk isolasjon (MGTF) med tverrsnitt som tilsvarer nødvendig strøm. Siden det i slike ledninger er vanlig å angi ikke diameteren, men tverrsnittet (langs kjernen), bør du bruke konverteringsformelen
d=2 (Sp/3,14)^0,5
hvor Sp - ledningsseksjon, mm2; d - tråddiameter, mm. For eksempel har MGTF-0,35-ledningen d-0,66 mm. Tråddiameteren, avhengig av nødvendig strøm I (A), bestemmes av formelen:
d = 0,8 10,5.
Så strømmen i viklingstråden:
I \u003d (d / 0,8) ^ 2 \u003d 0,68 (A)
Den utmerkede kvaliteten på isolasjonen til MGTF-ledninger gjør det mulig å gjøre det uten vikling mellomlagspakninger, og dens varmebestandighet tillater viklingstransformatorer som opererer ved høye temperaturer (fluoroplastisk isolasjon smelter ikke eller forkuller).

Noen ganger for balanserte kretsløp er det nødvendig å vikle en transformator med strengt identiske viklinger.
Dette kan gjøres ved å ta en flat kabel som viklingsledninger, for eksempel brukt i datamaskintilkoblingskabler. Etter å ha separert det nødvendige antallet ledere fra kabelen, vikler de viklingen med dem, som deretter brukes som flere identiske, isolert fra hverandre. Isolasjonen til flatkabelen er tilstrekkelig termisk stabil.

For høye strømmer sekundære viklinger strømforsyningstransformatorer er viklet med tilstrekkelig tykke ledninger og dekk. Dette arbeidet, det må sies, krever ikke bare materiale (monetære), men også fysiske kostnader, siden det er nødvendig å bøye den elastiske kobberbussen (tråd) til tetthet, og prøve å legge den spole til spole.

Som et alternativ til viklingstråd, Jeg foreslår å bruke en akustisk ledning, som vanligvis erkoble forsterkeren til høyttalerne. Den akustiske ledningen har et stort tverrsnitt av kjernen og. å være dobbel, sikrer at halvviklingene er identiske for en fullbølgelikeretter med midtpunkt. Det rettes lite oppmerksomhet mot identiteten til disse halvviklingene, og dette medfører en økning i bakgrunnen som moderne høykvalitetsutstyr er så følsomt for.

Viklenes identitet kan sikres på en annen måte, for eksempel ved å vikle dem mikrofonledning(med en stereoledning får vi tre viklinger). På denne måten er det mulig å vikle viklingen(e) med en elektrostatisk skjerm. For å gjøre dette kobles skjermingsflettingen til mikrofonledningen (på den ene siden) til den felles ledningen.

Koaksialkabel, på grunn av den store forskjellen i tverrsnitt av indre kjerne og flette, er lite egnet for symmetriske viklinger, men kan brukes som viklingstråd når skjermen og den indre kjernen er sammenkoblet. Den indre kjernen i kabelen kan også brukes til måleformål.

I alle tilfeller bør man ikke glemme den termiske stabiliteten til ledningsisolasjonen. Den økte relative lakktykkelsen på ledningsisolasjonen reduserer på den ene siden antall viklingssvinger som kan plasseres i vinduet til transformatorkjernen, på den annen side gjør bruken av mellomlagsisolasjon (opp til viklingsisolasjon) unødvendig, noe som fremskynder produksjonen av transformatoren, og med varmebestandig ledningsisolasjon øker det påliteligheten av transformatorer.

V. BESEDIN, Tyumen.

Å vikle en transformator med egne hender er i seg selv en enkel prosedyre, men det krever betydelig forberedende arbeid. Noen personer som er involvert i produksjon av diverse radioutstyr eller elektroverktøy har behov for transformatorer for spesifikke behov. Siden det ikke alltid er mulig å kjøpe en bestemt transformator for spesifikke tilfeller, spoler mange dem på egen hånd. De som lager en transformator for første gang med egne hender, kan ofte ikke løse problemene knyttet til riktig beregning, valg av alle deler og viklingsteknologi. Det er viktig å forstå at montering og vikling av en step-up transformator og en step-down transformator ikke er det samme.

Viklingen av den toroidale enheten er også betydelig forskjellig. Siden de fleste radioamatører eller håndverkere som trenger å lage en transformasjonsenhet for behovene til kraftutstyret deres, ikke alltid har riktig kunnskap og ferdigheter om hvordan man lager en transformasjonsenhet, er dette materialet rettet spesielt mot denne kategorien mennesker.

Forberedelse for vikling

Det første trinnet er å gjøre riktig beregning av transformatoren. Beregn belastningen på transformatoren. Den beregnes ved å summere alle tilkoblede enheter (motorer, sendere osv.) som vil få strøm fra transformatoren. For eksempel har en radiostasjon 3 kanaler med en effekt på 15, 10 og 15 watt. Den totale effekten vil være lik 15 + 10 + 15 = 40 watt. Ta deretter korreksjonen for effektiviteten til kretsen. Så de fleste sendere har en effektivitet på omtrent 70% (mer presist, det vil være i beskrivelsen av en spesifikk krets), så et slikt objekt bør ikke drives med 40 W, men med 40 / 0,7 = 57,15 W. Det er verdt å merke seg at transformatoren også har sin egen effektivitet. Vanligvis transformator effektivitet er 95-97%, men du bør ta korreksjonen for hjemmelaget og ta effektiviteten lik 85-90% (valgt uavhengig). Dermed øker den nødvendige effekten: 57,15 / 0,9 = 63,5 watt. Standard transformatorer av denne kraften veier omtrent 1,2-1,5 kg.

Deretter bestemmes de med inngangs- og utgangsspenninger. La oss for eksempel ta en nedtrappingstransformator med spenninger på 220 V inngang og 12 V utgang, frekvensen er standard (50 Hz). Bestem antall omdreininger. Så på en vikling er tallet deres 220 * 0,73 = 161 omdreininger (avrundet opp til et heltall), og på den nederste 12 * 0,73 = 9 omdreininger.

Etter å ha bestemt antall omdreininger, fortsett å bestemme diameteren på ledningen. For å gjøre dette, må du kjenne den flytende strømmen og strømtettheten. For installasjoner opp til 1 kW velges strømtettheten i området 1,5 - 3 A / mm 2, selve strømmen beregnes tilnærmet basert på effekten. Så den maksimale strømmen for det valgte eksemplet vil være omtrent 0,5-1,5 A. Siden transformatoren vil fungere med maksimalt 100 W belastning med naturlig luftkjøling, antas strømtettheten å være omtrent 2 A / mm 2. Basert på disse dataene bestemmer vi trådtverrsnittet 1/2 = 0,5 mm 2. I prinsippet er tverrsnittet tilstrekkelig til å velge en leder, men noen ganger er det også nødvendig med en diameter. Siden tverrsnittet er funnet i henhold til formelen pd 2 / 2, er diameteren lik roten av 2 * 0,5 / 3,14 = 0,56 mm.

På samme måte blir tverrsnittet og diameteren til den andre viklingen funnet (eller, hvis det er flere av dem, så alle de andre).

Viklede materialer

Vikle en transformator krever nøye valg av materialene som brukes. Så nesten hver eneste detalj er viktig. Du vil trenge:

1. Transformatorramme. Det er nødvendig å isolere kjernen fra viklingene, den holder også viklingene til viklingene. Produksjonen utføres av et slitesterkt dielektrisk materiale, som nødvendigvis må være ganske tynt for ikke å ta opp plass i intervallene ("vinduet") til kjernen. Til disse formål brukes ofte spesialpapp, tekstolitt, fibre etc. Den bør ha en minimumstykkelse på 0,5 m, og maksimalt 2 mm. Rammen skal limes, til dette brukes vanlige snekkerlim (nitrolim). Formene og dimensjonene til rammene bestemmes av formene og dimensjonene til kjernen. I dette tilfellet bør høyden på rammen være litt større enn høyden på platene (viklingshøyde). For å bestemme dens dimensjoner, er det nødvendig å gjøre foreløpige målinger av platene og anslå omtrent høyden på viklingen.
2. Kjerne. En magnetisk kjerne brukes som en kjerne. Avisolerte transformatorplater er best egnet for dette, siden de er laget av spesielle legeringer og allerede er designet for et visst antall svinger. Den vanligste formen for den magnetiske kretsen ligner bokstaven "Ш". Samtidig kan den kuttes fra forskjellige tilgjengelige emner. For å bestemme dimensjonene, er det nødvendig å forspole ledningene til viklingene. Til viklingen, som har det største antallet svinger, bestemmer du lengden og bredden på kjerneplatene. For dette tas lengden på viklingen + 2-5 cm, og bredden på viklingen er + 1-3 cm.Dermed oppstår en omtrentlig bestemmelse av størrelsen på kjernen.
3. Ledningen. Her vurderes viklingen og ledningene til ledningene. Det beste valget for viklingsspoler av en transformerende enhet vurderes kobbertråder med emaljeisolasjon (type "PEL" / "PE") er disse ledningene nok til å vikle ikke bare transformatorer for amatørradiobehov, men også for krafttransformatorer (for eksempel for sveising). De har et bredt utvalg av seksjoner, som lar deg kjøpe ledningen til ønsket seksjon. Ledningene som kommer ut av spolene skal ha større tverrsnitt og være isolert med PVC eller gummi. Ofte brukte ledninger av "PV"-serien med et tverrsnitt på 0,5 mm 2. Det anbefales å ta på utgangsledningene med isolasjon forskjellige farger(slik at det ikke er noen forvirring når du kobler til).
4. Isolerende puter. De er nødvendige for å øke isolasjonen til viklingstråden. Vanligvis brukes tykt og tynt papir som avstandsstykker (kalkerpapir er godt egnet), som legges mellom rader. I dette tilfellet må papiret være komplett, uten brudd og punkteringer. Også viklinger er pakket inn med slikt papir etter at de alle er klare.

Måter å fremskynde prosessen

Mange radioamatører har ofte spesielle primitive enheter for vikling av viklinger. Eksempel: en primitiv viklingsmaskin er et bord (ofte et stativ) hvor stenger med en roterende lengdeakse er installert. Lengden på aksen er valgt 1,5-2 ganger lengden på rammen til spolene til transformasjonsanordningen (maksimal lengde er tatt), ved en av utgangene fra stengene må aksen ha et håndtak for rotasjon.

En haspelramme settes på aksen, som stoppes på begge sider av restriktive pinner (de hindrer rammen i å bevege seg langs aksen).

Deretter festes en viklingstråd til spolen fra en av endene og viklingen utføres ved å rotere akseknappen. En slik primitiv design vil øke viklingen av viklingene betydelig og gjøre den mer nøyaktig.

Vikle prosess

Viklingen av transformatoren består i å vikle viklingene. For å gjøre dette, vikles ledningen som er planlagt brukt til viklinger tett på en hvilken som helst spole (for å forenkle prosessen). Videre er selve spolen installert enten på enheten angitt ovenfor, eller viklet "manuelt" (dette er vanskelig og upraktisk). Etter det festes enden av viklingstråden på viklingsspolen, som blytråden er loddet til (dette kan gjøres både i begynnelsen og på slutten av operasjonen). Så begynner spolen å rotere.

I dette tilfellet skal spolen ikke bevege seg noe sted, og ledningen skal ha en sterk spenning for tett legging.

Viklingen av trådsvingene bør utføres i lengderetningen slik at svingene passer sammen så tett som mulig. Etter at den første raden med vendinger er viklet langs lengden, pakkes den inn med spesielt isolasjonspapir i flere lag, hvoretter neste viklingsrad vikles. I dette tilfellet skal radene passe tett mot hverandre.

I prosessen med vikling bør du kontrollere antall omdreininger og stoppe etter å ha trukket ønsket mengde. Det er viktig at hele svinger telles, uten å ta hensyn til forbruket av tråd (dvs. den andre raden med svinger krever mer tråd, men antall omdreininger er viklet).

Viklingene til laveffekttransformatorer er vanligvis laget med rund ledning. For tiden er det et stort antall merker av viklingsledninger. Ledninger er laget med fibrøs, emalje og kombinert emalje-fiberisolasjon. For å utpeke merker av ledninger akseptert bokstavbetegnelser. Den første bokstaven for alle typer isolasjon P (tråd). Fibrøs isolasjon har betegnelsen: B - bomullsgarn, W - natursilke. ShK eller K - rayon (kapron), C - glassfiber, A - asbestfiber. Den neste bokstaven O eller D indikerer ett eller to lag med isolasjon. Ledninger i emaljeisolasjon er betegnet med bokstaven E. Kombinert isolasjon består av emaljeisolasjon, i tillegg dekket med fibrøs isolasjon. Ved fremstilling av laveffekttransformatorer brukes hovedsakelig ledninger i emaljeisolasjon. Emaljelaget skal ha en kontinuerlig og jevn overflate og ha tilstrekkelig mekanisk styrke og elastisitet. Emaljelaget skal ikke sprekke eller løsne fra kobber ved vikling. Høy mekanisk styrke og økt varmebestandighet av vinyl-flex isolasjon, noe som gjør det mulig å redusere antall mellomlagsavstandsstykker betydelig, øke termisk ledningsevne og tillatt strømtetthet, forutsatt ledninger av klasse PEV-1, PEV-2, PETV, etc. bred applikasjon i produksjon av laveffekttransformatorer. For tiden er ledninger isolert med bomullsgarn og papirtapekvaliteter PBD, PBOO, PBBO, etc. mye brukt i krafttransformatorer middels og høy effekt og i instrumenttransformatorer (spenning og strøm) som opererer i olje. Emaljerte ledninger brukes ikke i slike transformatorer. For transformatorer åpen type, strøm for spenninger opp til 500 V og strømtransformatorer opp til 6-10 kV brukes som viklinger med PBD-tråd, og kombinert med emalje og bomullsbelegg, men samtidig må transformatorviklinger impregneres eller sammensettes. For sveising, belastning og andre lignende transformatorer og enheter bør glassisolerte ledninger brukes. Ledninger i asbestisolasjon brukes også, men deres elektriske egenskaper og styrke er mye dårligere, isolasjonstykkelsen økes, noe som reduserer den termiske ledningsevnen til viklingene. I tillegg er de hygroskopiske. For de ovennevnte arbeidene brukes noen ganger rektangulære ledninger. Sistnevnte utføres av merker: PBD, PBOO, PSD, PSDK, PDA. Tykkelse og isolasjon er innenfor runde trådkvaliteter - eller øvre grenser - eller litt høyere. Av de indikerte merkene av ledninger for laveffekttransformatorer, brukes PELSHO ledning for viklinger på overspenning(for eksempel i viklinger høyspenning oscilloskop og i andre tilfeller). PELSHO (og PELBO) er hensiktsmessig brukt til kjeksvikling av små transformatorer impregnert med limmasser, på grunn av den høye vedheften av fibermaterialer med de fleste limmasser. PESHO-tråd er mye brukt i kretsene til radiomottakere, men egnetheten til en bestemt impregnering (og andre materialer) bestemmes av tapsfaktoren, som ikke er avgjørende for en frekvens på 50 Hz. I tilfeller hvor et av hovedkravene til utstyr (transformator) er pålitelighet, må viklingen impregneres med en slags lakk eller blanding. En betydelig økning i pålitelighet tilrettelegges av lettere driftsmoduser for viklingene og bruk av materialer med en temperatur i form av varmemotstand 1-2 klasser høyere enn driftstemperaturen til viklingen. I tilfeller der transformatoren kan fungere i tvungen modus, må viklingen impregneres, siden dette øker den termiske ledningsevnen og varmemotstanden på grunn av en mer jevn temperatur i viklingens tykkelse. I tvungen modus er det tillatt å øke oppvarmingen av transformatoren med 10-12 ° C over temperaturen i denne klassen. I dette tilfellet akselereres aldringsprosessen til materialet med omtrent (i gjennomsnitt) 2 ganger. Det skal bemerkes at de tillatte temperaturene for ledninger PEL, PEL 100-105 ° C, PET 125 ° C, PEV-1, PEV-2 110 ° C. For transformatorer som er underlagt pålitelighetskrav, er tvungne moduser uakseptable. Den gitte skalaen for varmemotstandsklasser er akseptert både i Russland og i en rekke andre land. Den nedre grensen for tillatte temperaturer for emaljetråder er 60 ° C. Ved denne temperaturen skal emaljen ikke sprekke og ligge bak kobber.