Как выбрать провод для намотки трансформатора

Провода и кабели для водопогружных электродвигателей

Разновидности обмоточных проводов

Любая марка имеет в названии букву П (провод). Далее идет маркировочный код изоляции. Существует волокнистая, эмалевая и комбинированная изоляция. Волокнистую изоляцию изготавливают из натурального и искусственного шелка, хлопчатобумажного волокна, капрона, стекловолокна и лавсана. Такие провода используются в основном для изготовления обмоток масляных трансформаторов. Эмалевая изоляция представляет собой смесь синтетических лаков, при нагреве образующую на проволоке прочный тонкий слой. Применяется для намотки электрических машин и приборов, у которых нет жестких ограничений по толщине изоляции провода. Волокнистая изоляция

• Натуральный шелк — Ш
• Пряжа хлопчатобумажная — Б
• Капрон — К
• Искусственный шелк — ИШ
• Волокно асбестовое — А
• Стекловолокно — С

Буквенный код О или Д указывает количество слоев используемой изоляции, один или два соответственно. Эмалевая изоляция

• Винифлекс (высокопрочная эмаль) — ЭВ
• Эмаль теплостойкая полиэфирная — ЭТ
• Лакостойкая эмаль — ЭЛ
• Полиамиднорезольная эмаль — ЭЛР
• Эмаль полиуретановая — ЭВТЛ

Комбинированная изоляция состоит из нескольких слоев, внутреннее покрытие изготавливается из эмали, а внешнее — волокнистый материал. К примеру, маркировка ПЭЛШО расшифровывается как медный обмоточный провод изолированный слоем натурального шелка и лакостойкой эмалью. Если обмоточный провод пропитан в теплостойком лаке и изолирован стекловолокном, в маркировке будет присутствовать буква К. Такой провод достаточно распространен благодаря своим высоким показателям надежности, применяется для обмоток электродвигателей для кранов, в том числе судостроительных. Алюминиевые провода имеют в маркировке дополнительную букву А. Примеры маркировки обмоточных проводов:

• ПЭТВ — Провод обмоточный Эмалированный Теплостойкий с Эмалевой изоляцией, представляет собой медную жилу–проволоку;
• ПЭТВ2 — где «2» — количество слоёв лака на проводе;
• ПЭЛШО — медный обмоточный провод изолированный лакостойкой эмалью и слоем натурального шелка;
• ПБ — провод обмоточный медный, изолирован бумагой в несколько слоев;
• ПБО — обмоточный провод из меди, изолятор — один слой хлопчатобумажной пряжи;
• АПБ — алюминиевый провод круглого или прямоугольного сечения, изолированный кабельной бумагой в несколько слоев;
• АПСД — провод обмоточный алюминиевый, изолирован двумя слоями стекловолоконной обмотки, пропитанной термостойким глифталевым лаком;
• ПЭТСО — провод, изолированный эмалью винифлекс повышенной прочности, и одним слоем обмотки из стеклянной пряжи.

ПЭТВ

ПЭТВ2

ПЭЛШО

АПБ

Что это такое

В современной реальности невозможно обойтись без электроэнергии. Она поступает к потребителю из источника, который ее передает или генерирует. Многопрофильность использования закономерно предусматривает и множество видов, обеспечивающих функциональность. Поэтому разнообразие кабельных изделий поражает воображение дилетанта. Есть провода, выводящие и соединительные, автомобильные и авиационные, провода связи и те, которые предназначены для установки воздушных линий. Общее у них — наименование (провод) и буква П в маркировке, указывающая на принадлежность электротехнического изделия к определенной категории проводов.

Катушки обмоточного материала

Две наиболее распространенные категории — обмоточный и монтажный провод. Как и следует ожидать из названия, обмоточные типы применяются для обмотки: в катушках, трансформаторах, электромоторах и электрогенераторах, электромагнитах, якорях коллекторных машин аппаратах, приборах. Это — определенное количество витков провода, используемое для создания электрической цепи. Габариты, предназначение, место применения устройств отличаются многообразием. Отсюда и огромное количество видов обмоточных проводов, их вариабельность, невозможность дифференциации электротехнического изделия по одному признаку.

Примерная классификация может составляться по следующим особенностям:

• количеству токопроводящих жил (от одной до нескольких, обычно называемых многожильными, с количеством более трех);
• материалу изготовления жил для проводки тока — из меди, алюминия или комбинированных сплавов (нихрома, изготовленного из никеля и хрома);
• геометрии сечения — провод в разрезе может быть круглым или прямоугольным;
• материалу изоляции — волокнистому, эмалевому, комбинированному, состоящему обычно из нескольких слоев изоляционного покрытия разного типа).

Обратите внимание! Все особенности материала, его характеристики, отражаются в маркировке. Техническая информация указывает на тип изделия (П — провод), первая буква аббревиатуры, медная или алюминиевая изготовленная из сплава, проволока обозначена в конце ряда букв (А- алюминий, НХ — нихром). Есть целый перечень сокращений, указывающих на материал изготовления изоляционного слоя.

Вам это будет интересно Выбор акустического кабеля

Алюминиевый обмоточный провод

Медный провод для перемотки используется чаще остальных. Распространенности алюминиевого, более дешевого, мешает его удельное сопротивление, заметно превышающее аналогичные свойства меди. Комбинированные сплавы применяются для особых надобностях, создаваемых определенной сложностью устройств и выполняемых им функций.

Типы сечения проводов

Размер сечения прямоугольного провода имеет стандартные значения. Для квадратного провода, используемого в большинстве трансформаторов, толщина равняется 1,35 — 5,9 мм, ширина 3,8 — 14,5 мм.

Соотношение толщины и ширины может быть различным, но это значение должно соответствовать нормам ГОСТ 6324 – 52. Есть неудобства в использовании проводов квадратного сечения, так как при намотке его на бухты высока вероятность повреждения витковой изоляции. Кроме этого, практически невозможно отличить на глаз меньшую сторону такого провода от большей. Важной частью обмотки является виток обмоточного провода вокруг стержня магнитопровода. В зависимости от номинальной мощности нагрузочного тока выбирается и нужное сечение витка. Круглый провод подходит для малых токов, для большого тока следует выбирать прямоугольный провод. При изготовлении обмоток возможно использовать несколько запараллеленых проводов для увеличения сечения провода. Число витков обмотки зависит от величины напряжения. Витки обмотки собираются в катушки, электротехническое устройство может состоять из нескольких обмоток или катушек (трансформаторы, двигатели), реже из одной (дроссели, электромагниты). В процессе намотки катушки витки накладываются рядом друг с другом (порядовая намотка), либо один на другой (слои). Способ намотки определяет тип получающейся в итоге обмотки.

Структура

Отличается разнообразием, поскольку под категорию электротехнических изделий, используемых для обмотки, подпадает множество разновидностей:

• стандартный и простой состоит из токопроводящей жилы и изолирующего слоя (материал изготовления проволоки, как и сырье для изоляции, может быть вариабельным);
• голый провод производится без изоляции;
• многопроволочный изготавливается из нескольких проволок, скрученных между собой;
• многожильный состоит из нескольких токопроводящих жил, но каждая из них изолируется от соседних, а затем — и в совокупности составляющих.

Вам это будет интересно Кабель для обогрева труб

Важно! От структуры обмоточного материала зависит его целевое предназначение и сфера применения. Для работы с каждой из разновидностей, есть свои специфические сложности. Чтобы обмотать изготавливаемое устройство и соединить между собой отдельные элементы, нужно обладать определенными знаниями о типе энергии, используемой в оборудовании, способах изолировать места соединения для соблюдения техники безопасности.

Общее представление о структуре провода

Тонкости выбора обмоточного провода

При выборе марки изделия следует учитывать следующие критерии

1. Необходимый класс нагревостойкости. Для обмоток с высокой скоростью вращения не подходят провода с эмалевой изоляцией, так как температура выше 160 – 170 градусов по Цельсию способна расплавить защитный слой.
2. Разрешенная толщина изолирующего слоя. Самую большую толщину изоляции провода имеют комбинированная и волокнистая изоляции. Однако использование их в условиях повышенной влажности нежелательно.
3. Требования к необходимому уровню механической прочности, влагостойкости, морозостойкости и защиты от воздействия химических веществ.

Как правильно выбрать провод для перемотки электродвигателя

На выбор марки провода непосредственно влияют такие факторы, как устойчивость к нагреванию, минусовым температурам, механическим повреждениям, действию влаги и агрессивных химических составов. Допустимое значение толщины изоляции можно определить при известном коэффициенте заполнения паза. Зная модель электродвигателя и условия эксплуатации, можно подобрать марку провода с требуемыми характеристиками.

Например, при необходимости использования проводов с небольшой толщиной изоляционного слоя (для моделей двигателя с высоким коэффициентом заполнения паза), оптимальным вариантом является эмалевая изоляция. Гладкая поверхность такого покрытия обеспечивает более легкую укладку провода в пазы. При этом следует учитывать, что эмаль менее устойчива к температурному и химическому воздействию.

Основные требования к качеству провода касаются таких аспектов, как:

• равномерность изоляционных слоев;
• плотность наложения рядов оплетки;
• поставка в катушках (бухтах, барабанах) с ровной намоткой и надлежащей последовательностью витков;
• соблюдение правил транспортировки и хранения.

Приобретение обмоточных проводов именно той марки, которая соответствует техническим требованиям двигателя и условиям использования, является залогом успешной эксплуатации оборудования после ремонта и перемотки.

Критерии качества обмоточных проводов

В зависимости от размера и марки провода выпускаются в бухтах, барабанах и катушках. Намотка провода должна быть ровной, недопустимо перекручивание витков. Слой изоляции должен быть равномерным, не допускается наличие утолщений слоя. Ряды обмотки должны быть равномерными и плотными, без просветов и ребристости. Допустимые наплывы эмали в конкретных точках провода строго регламентируются в сопроводительной документации. Бумагой оборачивают барабаны и катушки с проводом. Для упаковки бухт используется рогожа или мешковина. Катушки дополнительно укладываются в ящики, допустимый вес которых не должен превышать 80 кг.

На каждой бухте, катушке или барабане обязательно прилагается ярлык с информацией об марке провода, изготовителе, весе и диаметре обмоточного провода. Хранить провод необходимо в закрытых помещениях с низким уровнем влажности.

Маркировка

Различное конструктивное исполнение геометрии проводника, использование разнообразных типов изоляции провода для обмоток трансформаторов, остальные электротехнические свойства в «ПУЭ» привели к созданию регламентированных аббревиатур их маркировки.

Первый буквенный символ в такой аббревиатуре обозначает сам материал проводника: «А» – дает понимание, что провод обмотки алюминиевый. Другой символ обозначает нихром, а его отсутствие принято считать, что проводник медного исполнения.

Второй поясняет о том, что это непосредственно сам провод для обмотки, а последующие дают обозначение к какому типу и материалу диэлектрика относится его изоляция.

В маркировке используются и цифровые символы, после буквенных. Ими принято обозначать сечение проводника, а также максимально допустимое напряжение изоляции, на который рассчитан провод. В других случаях цифры могут относится к количеству слоев изоляции. Примеры обмоточных проводов трансформаторов:

• ПЭМ-1 – медный провод с эмалированной изоляцией в один слой;
• ПКР-1 – медный провод с капроновой изоляцией в одну прядку.

Запомнить все маркировки проводников для обмоток практически невозможно. Главное знать принцип составления этих маркировок и обладать умением пользоваться справочной литературой для его верного подбора.

Источник



Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки

Чем толще, тем лучше, но с условием, что он поместится в окно магнитопровода. Если окно небольшое, то желательно посчитать ток каждой наматываемой обмотки, чтобы рассчитать оптимальный диаметр провода обмотки трансформатора из имеющихся в наличии.

Рассчитать ток катушки можно по формуле:

P – мощность потребляемая от данной обмотки,

U – действующее напряжение данной обмотки.

Например, у меня потребляемая мощность 31 Ватт и вся она будет отдаваться катушками «III» и «IV».

31 / (12,8+12,8) = 1,2 Ампер

Диаметр провода обмотки трансформатора, первичной или вторичной можно вычислить по формуле:

D – диаметр провода в мм,

I – ток обмотки в Амперах,

j – плотность тока в Ампер/мм².

Плотность тока можно выбрать по таблице

Ток, протекающий через катушки «III» и «IV» – 1,2 Ампера.

А плотность тока я выбрал – 2,5 А/ мм².

1,13√ (1,2 / 2,5) = 0,78 мм

У меня нет провода диаметром 0,78 мм, но зато есть провод диаметром 1,0мм. Поэтому, я на всякий случай посчитаю, хватит ли мне места для этих катушек.

На картинке два варианта конструкции каркаса: А – обычная, В– секционная.

1. Количество витков в одном слое.
2. Количество слоёв.

Ширина моего не секционированного каркаса 40мм.

Мне нужно намотать 124 витка проводом 1,0 мм, у которого диаметр с изоляцией равен 1,08 мм. Таких обмоток требуется две.

124 * 1,08 * 1,1 : 40 ≈ 3,68 слоя

1,1 – коэффициент. На практике, при расчёте заполнения нужно прибавить 10 – 20% к полученному результату. Я буду мотать аккуратно, виток к витку, поэтому добавил 10%.

Получилось 4 слоя провода диаметром 1,08мм. Хотя, последний, четвёртый слой заполнен только на несколько процентов.

Определяем толщину обмотки:

У меня в распоряжении 9мм глубины каркаса, а значит, обмотка влезет и ещё останется свободное место.

Ток катушки «II» вряд ли будет больше чем – 100мА.

1,13√ (0,1 / 2,5) = 0,23 мм

Диметр провода катушки «II» – 0,23мм.

Это малюсенькая по заполнению окна обмоточка и её можно даже не принимать в расчёт, когда остаётся так много свободного места.

Конечно, на практике у радиолюбителя выбор проводов невелик. Если нет провода подходящего сечения, то можно намотать обмотку сразу несколькими проводами меньшего диаметра. Только, чтобы не возникло перетоков, мотать нужно одновременно двумя, тремя или даже четырьмя проводами. Перетоки, возникают тогда, когда есть даже незначительные отклонения в длине обмоток соединённых параллельно. При этом, из-за разности напряжений, возникает ток, который греет обмотки и создаёт лишние потери.

Перед намоткой в несколько проводов, сначала нужно посчитать длину провода обмотки, а затем разрезать провод на требуемые куски.

Длина проводов будет равна:

L – длина провода,

p – периметр каркаса в середине намотки,

ω – количество витков,

Укладывать обмотку при намотке в несколько проводов сложно и утомительно, поэтому лучше перестраховаться и использовать этот коэффициент, компенсирующий ошибки расчёта и неаккуратной укладки.

Толстый провод необходимо мотать виток к витку, а более тонкие провода можно намотать и в навал. Главное, чтобы обмотка поместилась в окно магнитопровода.

Если намотка производится аккуратно без повреждения изоляции, то никаких прокладок между слоями можно не применять, так как, при постройке УНЧ средней мощности, большие напряжения не используются. Изоляция же обмоточного провода рассчитана на напряжение в сотни вольт. Чем толще провод, тем выше пробивное напряжение изоляции провода. У тонкого провода пробивное напряжение изоляции около 400 Вольт, а у толстого может достигать 2000 Вольт.

Закрепить конец провода можно обычными нитками.

Если при удалении вторичной обмотки повредилась межобмоточная изоляция, защищающая первичную обмотку, то её нужно обязательно восстановить. Тут можно применить плотную бумагу или тонкий картон. Не рекомендуется использовать всякие синтетические материалы вроде скотча, изоленты и им подобные.

Если катушка разделена на секции для первичных и вторичных обмоток трансформатора, то тогда и вовсе можно обойтись без изоляционных прокладок.

Видео: Расчет сечения провода в силовом трансформаторе. Excel

Пример использования Excel в качестве универсального калькулятора для расчета диаметра провода в импульсном трансформаторе. Произведен расчет зависимости максимального тока от сечения проводника.

Источник