Медные и алюминиевые обмоточные провода применяют для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Обмоточные провода выпускают с эмалевой, волокнистой и плёночной, а также с эмалево-волокнистой изоляцией.
Эмалевая изоляция имеет наименьшую толщину (0,0074-0,065 мм) по сравнению с волокнистой и плёночной изоляцией обмоточных проводов. Это позволяет в том же объёме катушки заложить большее число проводов и тем самым увеличить мощность электрической машины или аппарата. Поэтому эмалированные провода являются наиболее перспективными среди обмоточных проводов. Эмалевая изоляция на проводе представляет собой гибкое лаковое покрытие, полученное в результате затвердевания слоя лака, нанесённого на провод. Нанесение слоя лака на провод производится на эмалировочных станках. Одним из распространённых способов нанесения жидкого лака на провод является способ погружения провода в ванну с лаком. При этом провод перемещается по роликам со скоростью 6-32 м/мин. Высыхание и затвердевание плёнки лака на проводе производится в эмальпечах (с электрическим подогревом), через трубчатое отверстие которых проходит провод после окунания его в ванну с лаком. Перед погружением в ванну с лаком голый провод, разматываемый с катушки, очищается, проходя через фетровую протирку . Нанесение эмалевого покрытия на провод производится в результате многократного погружения провода в лак (от 2 до 8 раз). После каждого погружения провода в ванну с лаком он проходит через металлический калибр, с помощью которых регулируется толщина слоя лака, наносимого на провод через внутреннее пространство эмальпечи, где температура поддерживается на уровне 300-450°С.
Время пребывания провода в печи составляет 2-50 сек. Воздействие высокой температуры на слой нанесённого лака необходимо для проведения процессов затвердевания лаковой плёнки на проводе.
В табл. 6 и 7 приведён основной сортамент медных и алюминиевых проводов с эмалевой изоляцией. Следует заметить, что нагревостойкость эмалевой изоляции на алюминиевых проводах в среднем на 6-10°С выше по сравнению с соответствующими эмалями на медных проводах. Это объясняется меньшим каталитическим воздействием алюминия на органическое эмальлаковое покрытие. В связи с необходимостью экономии проводниковой меди сортамент алюминиевых обмоточных проводов будет увеличиваться. Наибольший практический интерес представляют обмоточные провода с высокопрочными эмалевыми покрытиями на основе поливинилацеталевой и полиэфирной смол (провода марок ПЭВ и ПЭТВ), а также провода с высокопрочным эмалевым покрытием на основе полиуретановой смолы (провод марки ПЭВТЛ). Последние отличаются высоким электрическим сопротивлением и электрической прочностью их изоляции. Вследствие удаления плёнки полиуретанового лака при нагревании до 300-360°С провода марки ПЭВТЛ быстро залуживаются без предварительной зачистки слоя эмали и без применения специальных травильных составов.
Медные обмоточные провода с эмалевой изоляцией. Таблица 6.
| Марка провода | Диаметр мед-ной жилы (без изоляции) .мм | Характеристика провода | Толщина слоя изоляции(наодну сторо-ну), мм | Область применения |
| ПЭЛ | 0,024/2,44 | 0,0075-0,05 | Для катушек в электрических аппаратах и приборах. Наибольшая допустимая температура 105° С | |
| ПЭЛУ | 0,05-2,44 | 0,0125-0,06 | То же | |
| ПЭВ-1 | 0,02-2,44 | Изолированный высокопрочной эмалью (винифлекс, метальвин) | 0,010-0,05 | Для обмоток в электрических машинах и аппаратах. Наиб. допуст. t= 110° С |
| ПЭВ-2 | 0,05-2,44 | То же, но с утолщенным слоем эмали | 0.015-0.065 | То же |
| ПЭВМ | Толщина 0,5-1,95 Ширина 2,1-8,8 | Провод прямоугольного сечения (шины), изолированный высокопрочной эмалью (винифлекс, метальвин) | 0,010-0,06 | |
| ПЭЛР-1 | 0,2-2,44 | Провод, изолированный высокопрочной эмалью (полиамидно-резольной) | 0,010-0,05 | Для катушек в электрических аппаратахи приборах. Наиб, допуст. t=105°C |
| ПЭЛР-2 | 0,02-2,44 | То же, но с утолщенным слоем эмали | 0,015-0,065 | То же |
| ПЭВТЛ-1 | 0,06- 1,0 | Провод, изолированный высокопрочной полиуретановой эмалью повышенной теплостойкости | 0,010-0,05 | То же, но наибольшая допустимая температура 120° С.Эмаль при пайке не требует зачистки т.к. она плавится и служит флюсом |
| ПЭВТЛ-2 | 0,06-1,0 | То же, но с утолщенным слоем эмали | 0,015-0,07 | То же |
| ПЭТВ | 0,05-2,44 | Провод, изолированный высокопрочной теплостойкой полиэфирной эмалью | 0,010-0,05 | Для обмоток в электрических машинахи аппаратах.Наибольшая допустимая температура 130° С |
Алюминиевые обмоточные провода с эмалевой изоляцией. Таблица 7.
| ПЭЛ | 0,085-0.55 | Изолированный эмалью на высыхающих маслах | 0,006-0,012 | Для катушек в электрических аппаратах и приборах. Наибольшая допустимая температура 105°С |
| ПЭВА-1 | 0,57-2.44 | Изолированный высокопрочной эмалью (винифлекс. метальвин) | 0.0112-0.0212 | То же |
| ПЭВА-2 | 0.57-2.44 | То же, но с утолщенным слоем эмали | 0,0137-0.022 | |
| ПЭЛРА-1 | 0,57-2.44 | Провод, изолированный высокопрочной Эмалью (полиамидно-резольной) | 0,0112-0,0212 | Для катушек в электрических ап- паратах и приборах. Наибольшая до пустимая температура 105° С |
| ПЭЛРА-2 | 0,57-2,44 | То же. но с утолщенным слоем эмали | 0,0137-0,022 | Тоже |
Обмотки, выполненные проводами с эмалевой изоляцией, нуждаются в пропитке электроизоляционными лаками, как и обмотки из проводов с волокнистой изоляцией. Дело в том, что в тонком слое эмалевого изоляционного покрытия всегда имеется небольшое количество сквозных отверстий (точечные повреждения), вызванное несовершенством технологии эмалирования проволоки (табл. 8) и наличием заусенцев на проволоке.
Допустимое число точечных повреждений на проводах с эмалевой изоляцией. Таблица 8.
| Марка провода | Диаметр провода по меди. | |||
| 0,05-0,07 | 0,08-0.14 | 0.15-0.38* | ||
| Число точечных повреждений на длине провода 15 м | ||||
| ПЭЛ | ||||
| ПЭЛУ | ||||
| ПЭВ-1 | ||||
| ПЭВ-2 | ||||
| ПЭЛР-1 | ||||
| ПЭЛР-2 | ||||
| ПЭВТЛ-1 | ||||
| ПЭВТЛ-2 |
Важнейшими характеристиками эмалированных проводов являются: эластичность, нагревостойкость и электрическая прочность эмалевых покрытий. Из других характеристик следует отметить электрическое сопротивление эмалевой изоляции, её термопластичность и механическую прочность при истирании. Здесь мы рассмотрим три первые характеристики.
Эластичность эмалевого покрытия у проводов диаметром до 0,38 мм определяется плавным растяжением провода до удлинения на 10% или до разрыва. При этом эмалевая плёнка не должна растрескиваться. У проводов большего диаметра эластичность эмалевого покрытия определяется при навивании провода на стальной стержень, диаметр которого трёхкратен диаметру голого провода (без эмали). Например, провод диаметром 0,96 мм навивают на стальной стержень диаметром 3x0,96=2,88 мм. При этом на витках провода не должно обнаруживаться трещин эмали.
Нагревостойкость эмалевой изоляции определяется в результате теплового старения образцов-отрезков эмалированного провода.
Для этого отрезки провода помещают в обогреваемую камеру (термостат), где выдерживают в течение 24 час. при температуре 105, 125, 155 или 200°С, в зависимости от состава эмалевого покрытия. После выдержки в термостате (теплового старения) отрезок эмалированного провода, охлаждённый до комнатной температуры, подвергается растяжению до определённой величины удлинения. Провода диаметром более 0,38 мм после теплового старения навивают на круглый стальной стержень определённого диаметра. При этих испытаниях не должно наблюдаться растрескивания эмали на проводе. В противном случае считается, что провод не удовлетворяет требования нагревостойкости.
Электрическая прочность эмалевой изоляции определяется на двух скрученных (свитых) друг с другом проводов длиной 200 мм. Число скруток на длине 200 мм устанавливается в зависимости от диаметра провода (табл. 9). С увеличением диаметра провода число скруток соответственно уменьшается.
Пробивное напряжение проводов с эмалевой изоляцией. Таблица 9.
| Диаметр про-вода(по меди).мм | Число скруток на длине 200 мм | Наименьшее пробивное напряжение скрученных проводов различных марок, В | |||||||
| ПЭЛ | ПЭЛУ | ПЭВ-1 | ПЭВ-2 | ПЭЛР-1 | ПЭЛР-2 | ПЭВТЛ-i | ПЭВТЛ-2 | ||
| 0,05-0.07 | |||||||||
| 0,08-0,09 | |||||||||
| 0,10-0,14 | |||||||||
| 0,15-0,20 | |||||||||
| 0,21-0,41 | |||||||||
| 0,44-0,53 | |||||||||
| 0,55-0,83 | |||||||||
| 0,86-1,35 | |||||||||
| 1,40-2,44 | - | - |
Медные обмоточные провода с волокнистой и плёночной изоляцией . Таблица 10
| Марка провода | Диаметр провода без изоляции, мм | Характеристика провода | Толщина слоя изоляции |
| ПБ | 1,0-5,2 | Провод, изолированный несколькими слоями кабельной бумаги | 0,15-0,30 |
| ПБО | 0,2-2,1 | Провод, изолированный одним слоем обмотки из хлопчатобумажной пряжи | 0,05-0,07 |
| ПБД | 0,2-5,2 | Провод, изолированный двумя слоями обмотки из хлопчатобумажной пряжи | 0,09-0.16 |
| ПБОО | 1,0-5,2 | Провод, изолированный одним слоем обмотки и оплётки из хлопчатобумажной пряжи | 0,42 |
| ПББО | Прямоугольного сечения: меньшая сторона от 0,9 до 5,5 мм\ большая сторона от 2,1 до 14,5 мм | Провод, изолированный несколькими слоями обмотки из кабельной бумаги, а затем спиралью из хлопчатобумажной пряжи | 0,22-2,80 |
| ПШД | Прямоугольногосечения:0,83x3,53 мм 2 | Провод, изолированный двумя слоями обмотки из натурального шёлка | 0,07-0,08 |
| ПШКД | Прямоугольного сечения: 0,9*2,83; 0,9*3,8; 1,16*3,8 мм 2 | То же. но из капронового шёлка | 0,07-0,08 |
| ППБО-1 | Прямоугольного сечения от0,83 xl 0,8 мм 2 До 5,5*14,5мм 2 | Провод, изолированный одним слоем триацетатной плёнки и одним слоем обмотки из хлопчатобумажной пряжи | 0,07-0,22 |
| ППКО-1 | То же | То же, но сверх слоя триацетатной плёнки наложен ещё один слой обмотки из капронового шёлка | 0,07-0.22 |
| ППБО-2 | Прямоугольного сечения от0,9x14,5 | Провод, изолированный двумя слоями обмотки из триацетатной плёнки и одним слоем хлопчатобумажной пряжи капронового щелка | 0.15-0,22 |
| ППКО-2 | То же | То же, но сверх слоя триацетатной плёнки наложен один слой | 0,15-0,22 |
| ПСД | 0,31-5,2 | Провод, изолированный двумя слоями обмотки из стекловолокна, пропитанной теплостойким глифталевым лаком | 0,11-0,165 |
| ПСДК | 0,31-5,2 | То же, но пропитка более нагревостойка, кремнийорганическим лаком | 0,11-0,165 |
Скручивание двух отрезков эмалированных проводов производится в специальном станке, в котором свиваемые провода подвергают натяжению в 1 кг на 1 мм площади поперечного сечения провода. В табл. 9 приведены наименьшие значения пробивного напряжения для двух слоев эмали на скрученных отрезках проводов.
Обмоточные провода с волокнистой и плёночной изоляцией имеют большую толщину изоляции (0.05-0,22 мм) по сравнению с эмалированными проводами. Основной сортамент медных и алюминиевых проводов с волокнистой и плёночной изоляцией приведён в (табл. 10, 11).
Алюминиевые обмоточные провода с волокнистой изоляцией. Таблица 11
| Марка провода | Диаметр провода без изоляции, мм | Толщина слоя изоляции (на одну сторону),мм | Характеристика провода |
| АПБ | 1,35-8.0 | 0,15-0,90 | Провод круглого сечения, изолированный несколькими слоями обмотки из лент телефонной или кабельной бумаги |
| АПБД | Меньшая сторона от 2,1 до 5,5 мм; Большая сторона от 4,1 до 14,5 мм | 0.165-0,220 | Провод прямоугольного сечения.изолированный двумя слоями обмотки из хлопчатобумажной пряжи пряжи пряжи |
| АПСД* | 1,62-5,2 | 0,125-0,150 | Провод круглого и прямоугольного сечения, изолированный двумя слоями обмотки из стекловолокна,пропитанной теплостойким лаком |
| АПББО | Меньшая сторона от 1,21 до 7,0мм; Большая сторона от 4,1 до 18,0 | 0,225-2,90 | Провод прямоугольного сечения,Изолированный несколькими слоями из лент кабельной бумаги, поверх которой наложена обмотка (спираль) из хлопчатобумажной пряжи |
| АПБОО | То же и круглого сечения 1,35-8,0 | 0,3-2,6 | Провод, изолированный обмоткой и оплёткой из хлопчатобумажной пряжи |
В качестве волокнистой изоляции применяется пряжа: хлопчатобумажная, шёлковая, из капроновых волокон, из асбестовых и стеклянных волокон.
Наибольшая нагревостойкость обмоточных проводов достигается применением стеклянной и асбестовой пряжи, подклеиваемой к поверхности провода с помощью глифталевых и кремнийорганических лаков, отличающихся повышенной стойкостью к нагреву.
Плёночную изоляцию обмоточных проводов составляют ленты из триацетатной плёнки (триацетатцеллюлоза), накладывают к поверхности провода с помощью клеящих лаков (глифталевые и др.)
Для изготовления обмоток трансформаторов с масляной изоляцией находят большое применение провода с изоляцией из бумажных лент, которые хорошо пропитываются минеральным маслом. Этим обеспечивается высокая электрическая прочность изоляции обмоток трансформаторов.
Для повышения механической прочности обмоток из бумажных или триацетатных лент сверху её накладывают обмотку из хлопчатобумажной (провода марок ПББО, ППБО-1 и др.) или капроновой (провода марок ППКО-1, ППКО-2 и др.) пряжи. Провода с плёночной изоляцией отличаются повышенной электрической прочностью.
Кроме перечисленных, выпускают также обмоточные провода с эмалево-волокнистой изоляцией. У этих проводов поверх слоя эмали наносится обмотка из хлопчатобумажной, шёлковой, капроновой или стеклянной пряжи. Такого рода обмоточные провода применяют для более тяжёлых условий работы в тяговых, шахтных электродвигателях и в других электрических машинах и аппаратах, где для эмалевой изоляции требуется защитное покрытие из волокнистых материалов. Наибольшей механической прочностью обладает обмотка из капроновых волокон. Повышенной нагревостойкостью отличается обмотка из стеклянной пряжи.
В табл. 12 приведён основной сортамент обмоточных проводов с эмалево-волокнистой изоляцией.
Требования, предъявляемые к обмоточным проводам с волокнистой изоляцией, состоят в следующем. У проводов с волокнистой изоляцией не должно наблюдаться просветов между нитями обмотки, наложенной на провод. Не должно быть разрывов нитей при навивании провода на стальной стержень диаметром, равным пятикратному диаметру (но не менее 3 мм) провода с волокнистой изоляцией в два слоя (провода марок ПБД, GIL и др.), или при навивании провода с однослойной изоляцией (провода марок ПБО и др.) на стержень диаметром, равным десятикратному диаметру провода (но не менее 6 мм).
Таблица 12
| Марка провода | Диаметр провода без изоляции, мм | Толщина слоя изоляции (на одну сторону), мм | Характеристика провода |
| ПЭЛЬО | 0,2-2,1 | 0,062-0.10 | Провод, изолированный масляной эмалью и одним слоем обмотки из хлопчатобумажной пряжи |
| ПЭЛКО | 0,2-2,1 | 0.062-0,10 | То же, но слой обмотки из капроновой пряжи |
| ПЭЛБД | 0,72-2,1 | 0,14-0,16 | Провод, изолированный масляной эмалью и двумя слоями обмотки из х/б пряжи |
| ПЭЛШО | 0,05-2.1 | 0,033-0,078 | Провод, изолированный масляной эмалью и одним слоем обмотки из натурального шёлка |
| ПЭЛШ КО | 0,05-2,1 | 0.062-0,10 | То же, но на слой масляной эмали наложен слой обмотки из капроновой нити |
| ПЭЛШД | 0.72-0,96 | 0,095 | Провод, изолированный масляной эмалью и двумя слоями обмотки из натурального шёлка |
| ПЭЛШКД | 0,72-0,96 | 0,093 | То же, но на слой масляной эмали наложена в два слоя обмотка из капронового шёлка |
| ПЭТСО | 0,31-2,10 | 0,10-0,12 | Провод, изолированный теплостойкой (глифталь) эмалью и одним слоем обмотки из стеклянной пряжи |
| ПЭТКСО | 0,31-1,56 | 0,08-0,10 | То же, но применена нагревостойкая кремнийорганическая эмаль |
| ПЭТКСОТ | 0,33-1.56 | 0,06-0,08 | То же, но с уменьшенной толщиной изоляции |
Электроизоляционные свойства обмоточных проводов с волокнистой изоляцией относительно невысоки, так как все виды волокнистой изоляции гигроскопичны, т.е. поглощают влагу из воздуха. Гигроскопичность стеклянных и капроновых волокон несколько меньше гигроскопичности хлопчатобумажных и шёлковых волокон.
Обмотки, выполненные из проводов с волокнистой изоляцией, нуждаются в тщательной сушке и пропитке изоляционными лаками или в компаундировании (пропитка изоляционными составами без растворителей).
Электрическая прочность проводов с волокнистой изоляцией определяется электрической прочностью воздуха, заключённого между волокнами, а также электрической прочностью эмалевой изоляции у проводов ПЭЛПЮ. ПЭЛШКО, ПЭЛБО и др.
Электрическая прочность волокнистой изоляции определяется при испытаниях отрезков (образцов) проводов, навитых на металлический стержень. При этом напряжение прикладывается к стержню и металлической жиле испытуемого провода. Пробивное напряжение слоя волокнистой изоляции проводов ПБД. ПШД, ПШДК находится в пределах 450-600 В , а проводов ПЭЛБО. ПЭЛПЮ и 11ЭЛ1ПКО - 700-1000 В. Приблизительно такое-же пробивное напряжение наблюдается у проводов со стеклянной изоляцией, пропитанной нагревостойкими лаками (провода ПСД. GCLR). У проводов с асбестовой изоляцией пробивное напряжение равно 450-500 В.
Лучшими электрическими характеристиками обладают провода с плёночной изоляцией (триацетатцеллюлозные и другие плёнки). Водостойкость и электрическая прочность плёночной изоляции значительно выше волокнистой изоляции даже в сочетании с эмалевой. Электрическая прочность плёночной изоляции находится в пределах 40-50 кВ/мм, поэтому у проводов диаметром от 2 до 4 мм при толщине слоя изоляции в 0.1 мм пробивное напряжение равно 4-5 кВ , а у проводов диаметром 0,5-2,0 мм при толщине плёночной изоляции в 0.0075 мм пробивное напряжение составляет 3.0-3,75 кВ.
У обмоточных проводов прямоугольного сечения с плёночной изоляцией (ППБО-1. IIIIKO-1. ППБО-2. ППКО-2) средние значения пробивного напряжения составляют 1,3-6.0 кВ. Приведённые значения намного превышают пробивные напряжения проводов с волокнистой изоляцией.
Кроме медных и алюминиевых проводов с эмалевой, волокнистой и эмалево-волокнистой изоляцией, выпускают также обмоточные провода из сплавов высокого сопротивления (манганин, константан и нихром с такими же видами изоляции). Провода манганиновые с высокопрочной эмалевой изоляцией (винифлекс, метальвин) выпускают диаметром от 0,02 до 0,8 мм. Их изготовляют из мягкой манганиновой (марки ПЭВММ-1, ПЭВММ-2). из твердой необожженной (марки; ПЭВМ Г-1. ПЭВМТ-2) проволоки. Провода из нихромовой проволоки выпускают диаметром от 0,02 до 0.4 мм (марки ПЭВНХЛ, ПЭВНХ-2). а провода константановые из мягкой и твердой проволоки выпускают диаметром от 0,03 до 0,8 мм (марки ПЭВКМ-1, ПЭВКМ-2. ИЭВКТ-1. ПЭВКТ-2). В марках всех проводов цифра 2 указывает на утолщенный слой эмалевой изоляции.
Число точечных повреждений на длине 15 м у этих проводов не должно превышать 20 - у проводов со слоем изоляции нормальной толщины и 10 - у проводов с утолщенным слоем изоляции.
Эмалированные провода должны выдерживать испытательное напряжение от 200 В (провода диаметром 0,02-0,05 мм) до 450 В (провода диаметром 0,55-0,8 мм). В остальном к эмалированным проводам из сплавов высокого сопротивления предъявляют те же требования, что и к медным проводам с эмалевой изоляцией. Кроме проводов с высокопрочной эмалью, выпускают также провода с обычными эмалями на высыхающих маслах. Такую изоляцию имеют провода из манганина (марки ПЭММ и ПЭМТ) и константана (марка ПЭК.
Кроме того, изготовляют манганиновые, константановые и нихромовые провода с нагревостойкими (кремнийорганическими) эмалями. Такие провода могут длительно работать при температурах до 180°С.
С эмалево-волокнистой изоляцией выпускают только провода манганиновые и константановые. Для них применяют эмали на высыхающих маслах, поверх слоя которых наносится один слой обмотки из шёлковой (марки ПЭШОММ. ПЭШОМТ, ПЭШОК) или хлопчатобумажной (марки ЮБОК) пряжи.
Кроме того, наша промышленность изготовляет провода манганиновые и константановые только с волокнистой изоляцией, состоящей из двух слоев обмотки из шёлковой пряжи (марки ПШММ, ПШДМТ, ПШДК). Обмотки из проводов с волокнистой изоляцией, будучи пропитаны лаками, могут работать при температурах до 105°С.
Провода из сплавов высокого сопротивления применяют для изготовления патенциометров, добавочных и эталонных сопротивлений, а также в электроизмерительных приборах.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
ЭЛЕКТРОМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
ЭЛЕКТРОМАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Г Усть Каменогорск Составила Каракатова Нина Федоровна преподаватель Усть Каменогорского...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Г.Усть-Каменогорск 2011
Составила:
Каракатова Нина Федоровна- преподаватель Усть-Каменогорского политехнического колледжа.
Учебное пособие предназначен
Величин, принятые в книге.
α -температурный коэффициент линейного расширения
ω- угловая частота
γ- удельная проводимость
Основы металловедения.
Металловедение - наука, изучающая состав, внутреннее строение и свойства металлов и сплавов в их взаимосвязи, а также закономерности их изменения при тепловом, химическом и механическом воздейств
Строение и свойство металлов.
Кристаллическое строение металлов.
Разнообразные свойства металлов, благодаря которым они широко используются и технике, определяются их строением. Металлы
Железо и его сплавы.
Диаграмма состояния сплавов железа с углеродом. Сплавы железа с углеродом подразделяются на стали, содержащие до 2,14% углерода, и чугуны, содержащие от 2,14 до 6,67%
Влияние легирующих элементов на свойства стали.
Хром (Сr)повышает твердость, прочность и пластичность, сохраняет вязкость,увеличивает сопротивляемость стали коррозии, повышает прокаливаемость, позволяет производить закалку в
М - молибден
Маркировка легированной стали.Для обозначения легированной стали пользуются определенным сочетанием цифр и букв, показывающих примерный состав стали. Для стали конструкционной леги
Конструкционные легированные стали
Эта группа сталей применяется главным образом для изготовления ответственных деталей машин и металлических конструкций (ГОСТ 4543 – 71).
Хромистые стали. Наиболее шир
Инструментальные легированные стали
Инструментальные легированные стали по сравнению с инструментальными углеродистыми сталями обладают преимуществами. При введение определенных легирующих элементов сталь приобретает красностойкость,
Стали с особыми свойствами.
Развитие техники, потребности авиационной, энергетической, химической и других отраслей промышленности предъявляют особые требования к сталям: например, способность сопротивляться коррозии и действ
Термическая и химико-термическая обработка металлов.
Термической обработкой металлов и сплавов называется процесс изменения внутреннего строения (структуры) металлов и сплавов путем нагрева, выдержки и последующего охлаждения с целью
Отжиг и нормализация.
В зависимости от температуры нагревания и условий охлаждения различают следующие виды термической обработки: отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Они имеют различные назначения и отличаются друг
Закалка, скорость нагрева, закалочные среды, способы закалки.
Закалкой называют такую операцию термической обработки, при которой сталь нагревают до температуры, несколько выше критической, выдерживают при температуре и затем быстро охлаждают в воде, масле, в
Поверхностная закалка.
Часто требуется, чтобы деталь машины имела очень твёрдую износостойкую поверхность, но чтобы её сердцевина при этом оставалась вязкой, прочной, хорошо переносила удары и знакопеременные нагрузки. К
Обработка холодом.
Обработка холодом (при отрицательных температурах) является новым методом термической обработки, разработанным советскими учёными А. П. Гуляевым, С. С. Штейнбергом, Н. А. Минкевичем. Обработке холо
Отпуск и старение закаленной стали.
Отпуском называется процесс термической обработки, применяемый после закалки стали с целью устранения внутренних напряжений, уменьшения хрупкости, понижения твёрдости, увеличения вязкости и улучшен
Цементация.
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя низкоуглеродистой стали углеродом. Цель цементации – получение высокой твёрдости поверхностного слоя деталей при сохранении вязкой и мяг
Азотирование, цианирование.
Азотированием называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных деталей азотом. Цель азотирования – получение высокой твёрдости и износоустойчивости, хорошей сопротивляемости действию перем
Диффузионная металлизация.
Диффузионной металлизацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стальных изделий алюминием, хромом, кремнием, бором и другими элементами с целью придания ему окалиностой
Коррозии металлов и сплавов. Понятие о коррозии, ее виды.
Коррозией (латинское - «разъедание») металлов и сплавов называют разрушение их под действием внешней среды.
Почти все металлы (за исключением так называемых благородных- зо
Предохранение металлов от коррозии.
Сущность мероприятий по защите металлов or коррозии сводится к тому, чтобы не допускать непосредственного соприкосновения металла с разрушающей средой. Этого достигают, прежде всего, нанесением п
Медь и ее сплавы.
Многие цветные металлы и их сплавы обладают рядом ценных качеств: хорошей пластичностью, вязкостью, высокой электропроводностью и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и др. Благодаря этим кач
Алюминий и его сплавы.
Алюминий- легкий металл серебристо-белого цвета, плотность 2,7 г/см3, температура плавления 660 °С. Механические свойства алюминия невысокие, поэтому в качестве конструкционного материал
Магниевые и титановые сплавы.
Магний представляет собой легкий металл серебристого цвета, плотность 1.74 г/см3, температура плавления 651 °С. При температуре, несколько превышающей температуру плавления, легко
Проводниковая медь и ее свойства.
Медь является одним из главных проводниковых материалов вследствие своей высокой электропроводности, механической прочности и стойкости к атмосферной коррозии. По электропроводности
Проводниковые сплавы на основе меди (бронзы и латуни).
Из сплавов на основе меди наибольшее применение в электротехнике получили бронзы и латуни.
Бронзами называются сплавы меди с оловом, алюминием и другими металлами, специаль
Проводниковый алюминий и его свойства.
Алюминий относится к группе легких металлов. Плотность алюминия равна 2,7 г/см 3, т.е. алюминий в 3,3 раза легче меди.
Доступность, сравнительно высокая проводим
Проводниковые железо и сталь.
В природе железо находится в различных соединениям с кислородом (FeO; Fe203; Fe304 и др.). Выделить химически чистое железо из этих соединений чрезвычайно трудно. По электрическим и магн
Свинец и его свойства.
Свинец - очень мягкий металл светло-серого цвета, обладающий высокой пластичностью и коррозионной стойкостью к многим реагентам (серной, соляной и уксусной кислотам, морской воде и
Благородные металлы, применяемые в электротехнике.
Благородными называются такие металлы, которые окисляются на воздухе при комнатной температуре. В группу благородных металлов входят: платина, золото и серебро. Из этих металлов в электротехнике на
Тугоплавкие металлы применяемые в электротехнике.
Из тугоплавких металлов наибольшее применений в электротехнике получили вольфрам и молибден.
Вольфрам - металл серого цвета с очень высокий температурой плавления 3370°С и
Проводниковые материалы с большим удельным сопротивлением.
В ряде случаев от проводниковых материалов требуется высокое удельное сопротивление p, малый температурный коэффициент сопротивления и стойкость к окислению при повышенных те
Проводниковые сплавы высокого сопротивления на основе меди и никеля.
Проводниковыми сплавами, применяемыми для изготовления точных (образцовых) сопротивлений, являются манганины. Они состоят из меди (Cu), марганца (Mn) и никеля (Ni). Наиболее распространенным
Жаростойкие проводниковые сплавы.
Для нагревательных элементов, применяемых в электронагревательных приборах и печах сопротивления, необходимы проволока и ленты, могущие длительно работать при температурах от 800 до 1200°С. Описанн
Свойства сверхпроводников.
Явление сверхпроводимости было открыто нидерландским физиком X. Камерлинг-Оннессом в 1911 г. Согласно современной теории, на основные положения которой были развиты в работах Д. Лардина, Л. Купера,
Электроугольные материалы и изделия.
К электроугольным изделиям относятся щетки для электрических машин, электроды для электрических печей, контактные детали, высокоомные угольные сопротивления и некоторые другие издел
Основные свойства электроугольных изделий.
Из электроугольных изделий наибольшее применение имеют электрощетки, которые чаще всего называют просто щетками. Их мы рассмотрим более подробно.
Применяемые в настоящее вр
Экранные материалы.
Эффективностью экранирования называется отношение напряжений токов, напряженность электрического и магнитного полей в экранируемом пространстве при отсутствии и наличии экрана.
Э=U/U"=1/1"
Монтажные провода.
Монтажные провода применяют для соединения различных приборов и частей в электрических аппаратах и машинах. Токопроводящие жилы монтажных проводов изготовляют из проводниковых метал
УСТАНОВОЧНЫЕ ПРОВОДА
б)
Рис. 19 . Установочные провода с резиновой изоляцией:
а - марки ПР, б - марки ПРГ; 1 - однопроволочная жила. 2 - изоляция из вулканизированной резины
Контрольные кабели.
Контрольные кабели предназначены для неподвижного присоединения к электрическим приборам, аппаратам, сборкам зажимов электрических распределительных устройств с номинальным переменн
Силовые кабели с резиновой изоляцией.
Силовые кабели с резиновой изоляцией применяются для передачи и распределения электрической энергии в установках с напряжением 500,3000 и 6000 В переменного тока. Кабели с ре
Кабели с бумажной изоляцией.
Силовые кабели с бумажной пропитанной изоляцией выпускают напряжение 1,3,6,10,20,35 кВ и выше. Здесь рассматривают широко применяемые кабели на напряжения до 35 кВ.
Электроизоляционные материалы.
Рис. 36. Пути токов объемной и поверхностной
утечки через диэлектрик: 1- диэлектрик, 2- электроды
Известно, что каждый из материалов
Поляризация диэлектриков.
(р
Поляризацией диэлектриков называется процесс упорядочения связанных электрических зарядов внутри диэлектрика под действием напряжения. Процесс поляризации можно выяснить, предста
Потери энергии в диэлектриках.
Когда в диэлектрике происходят процессы поляризации, через него протекает электрический ток, вызванный этими процессами, поскольку при поляризации перемещаются электрические заряды.
Пробой диэлектриков.
Диэлектрики применяют в качестве электроизоляционных материалов в электрических установках, машинах и аппаратах, где они подвергаются действию высокого напряжения и могут быть разру
Способы измерения электрических характеристик диэлектриков.
Удельное сопротивление является основной электрической характеристикой всякого электротехнического материала (проводникового, электроизоляционного и полупроводникового). Оно вычисляется п
Тепловые характеристики и способы их измерения.
Температура вспышки паров жидких диэлектриков (масел) определяется с помощью прибора типа ПВНО (рис 68). Основой прибора является латунный сосуд с крышкой 8, состоящий из двух частей: нижней
Физико-химические характеристики электроизоляционных материалов.
Кислотное число - это количество миллиграммов (мг) едкого калия (КОН), которое необходимо для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1 г жидкого Диэлектрика. Кислотное число опре
Влажностные свойства диэлектриков.
При выборе изоляционного материала для конкретного применения приходиться обращать внимание не только на его электрические свойства в нормальных условиях, но рассматривать также их стабильность при
Гигроскопичность электроизоляционных материалов.
Электроизоляционные материалы в большей или меньшей степени гигроскопичны, т.е. обладают способностью впитывать в себя влагу из окружающей среды, и влагопроницаемы, т. Е. способны пропускать через
Газообразные диэлектрики. Значение газообразных диэлектриков.
К газообразным диэлектрикам относятся все газы, в том числе воздух, представляющий собой смесь ряда газов и паров воды.
Многие газы (воздух, азот и др.) используют в качестве диэлектриков
Электропроводность газов.
Во всех газах еще до воздействия на них электрического напряжения всегда имеется некоторое количество электрически заряженных частиц - электронов и ионов, которые находятся в беспорядочном тепловом
Пробой газов.
Развитие процесса ударной ионизации в газе приводит к пробою данного, объема газа (точка n на вольтамперной характеристике) В момент пробоя газа ток в нем резко возрастает, а напряжение стремится к
Пробои газов на границе с твердыми диэлектриками.
Выше рассматривались явления пробоя газа при отсутствии в нем твердых диэлектриков. На практике же часто встречаются случаи пробоя газа на границе с твердым диэлектриком. Примером этого является по
Минеральные электроизоляционные масла.
Минеральные масла получают методом дробной перегонки нефти. Химический состав их определяется составом нефти. Все нефтяные масла являются смесью различных углеводородов парафинового (метанового), н
Влияние примесей и физико-химических факторов на свойства электроизоляционных масел.
Свойства масел изменяются в зависимости от примесей, которые могут попасть в них в условиях эксплуатации, а также от температуры и других факторов.
Рис. 94. Зависимос
Очистка и сушка электроизоляционных масел.
Несмотря на меры предохранения масла от окисления, оно все же окисляется и со временем в нем появляются твердые и жидкие продукты окисления и вода. Поэтому находящееся в эксплуатации масло необходи
Регенирация электроизоляционных масел.
С увеличением степени старения масла увеличивается его кислотное число. Если кислотное число в масле достигает величины 0,25-0,50 мг КОН/г, то масло регенерируют, т.е. восстанавливают его химически
Растительные масла.
Большое значение в электроизоляционной технике имеют растительные масла – вязкие жидкости, получаемые из семян различных растений. Из числа растительных масел особо должны быть отмечены высыхающ
Синтетические жидкие диэлектрики.
Из синтетических жидких диэлектриков наибольшее применение получили совол и «калория-2».
Совол - жидкий синтетический диэлектрик. Исходным материалом для изготовления служат кристаллическо
Полимеризационные органические диэлектрики.
К полимеризационным диэлектрикам, широко применяемым в электротехнике, относится полистирол, полиэтилен, поливинилхлорид и др.
Полистирол- твердый прозрачн
Поликонденсационные органические диэлектрики.
Из этой группы высокополимерных материалов в электротехнике получили наибольшее применение: резольные, новолачные полиэфирные,поливинилацеталевые и эпоксидные смолы.
Резольные смолы
Природные электроизоляционные смолы.
Из природных смол наибольшее применение в электротехнике получили канифоль, шеллак и битумы.
Канифоль представляет собой хрупкое стеклообразное вещество в виде кусков неправильной
Нагревостойкие высокополимерные диэлектрики.
Одной из важнейших задач электроматериаловедения является разработка электроизоляционных материалов с повышенной нагревостойкостью. Применение таких материалов в изоляции электрических машин и апп
Электроизоляционные пластмассы.
Пластическими массами, или пластиками, называются материалы, способные в нагретом состоянии приобретать пластичность, т. е. легко принимать заданную форму какого-либо изделия и ее сохранять. Пласт
Свойства и области применения пластмассы.
Изделия из пластических масс, применяемые в электротехнике, многообразны, так как очень много возможностей их использования и различны требования, предъявляемые к ним. Помимо электрических свойств,
Пленочные электроизоляционные материалы.
Пленочные электроизоляционные материалы представляют собой гибкие пленки и ленты, получаемые из синтетических высокополимерных диэлектриков: полистирола, полиэтилена, фторопласта-4 и др.
Слоистые электроизоляционные пластмассы.
Слоистые пластмассы (слоистые пластики) - это материалы, в которых наполнителем служит бумага или ткани, создающие слоистую структуру материала. Связующим веществом в них являются термореактивные ф
Воскообразные диэлектрики
Характерными особенностями воскообразных диэлектриков являются их мягкость, незначительная механическая прочность и наличие жирной, плохо смачиваемой водой поверхности, вследствие чего водопоглащае
Электроизоляционные резины.
Резины широко применяют в производстве электрических проводов и кабелей, где они выполняют роль электроизоляционных материалов (электроизоляционные резины) или роль защитных покров
Эмали, компаунды.
Лаки представляют собой коллоидные растворы различных пленкообразующих веществ в специально подобранных органических растворителях.
Пленкообразующими называются таки
Электроизоляционные эмали.
Эмали представляют собой лаки с введенными в них мелкораздробленными (мелкодисперсными) веществами - пигментами. В качестве пигментов применяют неорганические вещества, преимущественно окислы метал
Термопластичны компаунды.
Компаунды - это электроизоляционные составы из нескольких исходных веществ. В момент применения компаунды представляют собой жидкости, которые постепенно отвердевают.
В отличие от лаков и
Термореактивные компаунды.
Большой практический интерес представляют термореактивные компаунды, которые не размягчаются при последующем нагревании. К таким электроизоляционным составам относятся компаунды МБК; КГМС, являющие
Электроизоляционных материалах.
Волокнистые материалы состоят из волокон. По своему происхождению волокна могут быть природные, искусственные и синтетические. К природным относятся асбестовые, хлопковые, льняные, натуральный шелк
Древесина и ее свойства.
Древесина обладает очень высокой гигроскопичностью, поэтому электроизоляционные свойства ее очень низки. Свежесрубленные лиственные деревья (дуб, бук, граб) содержат от 35 до 45% во
Волокнистые диэлектрики.
Из дерева путем его химической обработки поучают целлюлозу, или клетчатку, которая является сырьем для изготовления различных электроизоляционных бумаг и картонов. В составе дерева,
Текстильные электроизоляционные материалы.
В качестве электроизоляционных материалов широко применяются текстильные материалы: пряжа, ткани, ленты и другие виды текстильных изделий. В таких материалах употребляются натуральн
Намотанные электроизоляционные изделия.
Изготавливают слоистые намотанные электроизоляционные изделия в виде цилиндров, трубок, прессованных стержней и различных фасонных деталей. Для этих изделий применяют бумагу, покрытую бакелитовым л
Электроизоляционная слюда и материалы на ее основе.
Слюда представляет собой природный минерал с характерным слоистым строением, позволяющим расщеплять кристаллы слюды на тонкие листочки толщиной до 0,005 мм. Расщепление кристаллов
Миканиты.
Миканиты - твердые или гибкие листовые материалы, получаемые склеиванием листочков щипаной слюды с помощью клеящих смол (шеллачной, глифталевой и др.) или лаков на основе этих смол.
Рис
Микафолий, микалента.
Микафолий - рулонный или листовой материал, состоящий из двух или трех слоев щипаной слюды (мусковит или флогопит), наклеенных на плотную телефонную бумагу толщиной 0,05 мм. В кач
Слюдинитовые электроизоляционные материалы.
При разработке природной слюды и изготовлении из нее электроизоляционных материалов образуется около 90% различных отходов. Среди них большой процент составляют мелкие отходы слюды
Электрокерамические материалы.
Электрокерамические материалы представляют собой твёрдые камнеподобные вещества, которые можно обрабатывать только абразивами (карборунд, алмаз). К электрокерамическим материалам от
Изоляторная керамика.
Одним из широко применяемых керамических материалов является электротехнический фарфор. Из него изготовляют многочисленные конструкции изоляторов высокого и низкого напряжения. Исхо
Фарфоровые изоляторы.
Из электротехнического фарфора изготовляют изоляторы установок низкого напряжения и для линий связи, а также различные электроустановочные изделия (основания для пробочных предохран
Стекло и стеклянные изоляторы.
Неорганическое стекло является дешевым материалом, так как оно изготовляется из очень доступных веществ: кварцевого песка (SiО2), соды (Na2CO3), доломита (СаС
Основные характеристики изоляторов.
Рис.136. Испытание штыревого изолятора с целью определения макроразрядного напряжения: 1- провод, 2- изолятор, 3- стальной штырь: А,Б,В,Г,Д,Е- путь электрического разряда
Конденсаторные керамические материалы.
Конденсаторные керамические материалы отличаются от обычных керамических материалов большей величиной диэлектрической проницаемости (e). Кроме того, большинство конденсаторных кер
Сегнетокерамика.
Среди рассмотренных керамических конденсаторных материалов особое место занимает титанат бария (ВаTiО3), отличающийся очень большим значением диэлектрической проницаемости (e = 1500&div
Минеральные диэлектрики.
Из минеральных диэлектриков наибольшее применение получили кварц, мрамор, асбест и асбестоцемент.
Кварц представляет собой естественный минеральный диэлектрик, обла
Электропроводность полупроводников
Полупроводниковые материалы имеют удельные электрические сопротивления 10-2-1010 Ом * см.
Электрический ток в полупроводниках обусловлен движением сравнительно небольшого
Полупроводниковых материалов.
Каждый полупроводниковый материал, как это выяснено выше, обладает электронной и дырочной электропроводностями. Под действием приложенного электрического напряжения свободные электроны движутся от
Основные характеристики магнитных материалов.
К магнитным материалам относятся железо, кобальт и никель в технически чистом виде и многочисленные сплавы на их основе. Наибольшее распространение получили технически чистое железо, стали и спла
Свойства магнитных материалов.
На свойства магнитных материалов оказывают заметное влияние их химический состав, способ изготовления и виды тепловой обработки их после изготовления. Не все, однако, свойства один
Магнитно -мягкие материалы.
Наиболее широко применяемыми магнитно-мягкими материалами являются технически чистое железо, листовая электротехническая сталь, сплавы железа и никеля с различным содержанием ник
Магнитно-мягкие сплавы
Хорошими магнитными свойствами обладает тройной сплав на основе железа, содержащий алюминия 5,4%, кремния 9,6%, железа 85%. Такой сплав называется альсифером. Его магнитные
Ферриты.
За последние годы были разработаны и приобрели широкое применение в электротехнике новые магнитные материалы, получившие название ферритов. Эти материалы неметаллические, и
Магнитные характеристики некоторых ферритов
Наименование ферритов
μн, А/см
r wsp:rsidR="000000
Основные свойства магнитно-твердых материалов.
Магнитно-твердые материалы используются для изготовления постоянных магнитов, применяемых в различных электротехнических устройствах, где требуется наличие постоянного магнитного
Состав и магнитные характеристики кобальтовых сталей
Наименование стали
Состав, %
Магнитные характеристики
Сr
С
W
Со
Fе
Магнитно-твердые сплавы.
Магнитно-твердые сплавы, из которых изготовляют постоянные магниты, носят название альни, альниси, альнико и магнико.
Альни - тройной сплав, состоящий из алюминия,
Магнитно-твердые ферриты.
Постоянные магниты изготовляют также из магнитно-твердых ферритов. В настоящее время выпускают магнитно-твердые материалы на основе феррита бария. Исходными материалами для этого ф
Магнитные характеристики бариевых магнитов
Марка
магнита
Плотность,
г/см³
Нс, э, Гс
Электрическая сварка.
Электрическая сварка металлов – русское изобретение.
Русский ученый Василий Владимирович Петров в 1802 году открыл явление электрической сварки и показал возможность плавления металлов в д
Газовая сварка и резка.
Газовая сварка относится к способам сварки плавлением. При это способе сварки кромки свариваемых деталей соединяются швом совершенно так же, как при дуговой сварке, но источником тепла служит не ду
Обработка давлением.
Обработкой металлов давлением (ОМД) называют технологический процесс изготовления заготовок или деталей целенаправленным пластическим деформированием исходного металла после приложения внешних сил.
Литье и литейное производство.
Литейным производством называется процесс изготовления литейных изделий, а так же соответствующая ему отрасль промышленности. В заводской практике широко используется термин «литьё», под ко
Виды литья.
Процесс получения отливки складывается из следующих операций:
1) Изготовление литейной формы.
2) Плавка металла.
3) Заливка металла в форму.
4) Затвердев
Специальные виды литья.
Применяют для устранения недостатков литья в песчано-глинистые формы – низкой точности размеров и чистоты поверхности, приводящих к большим припускам на механическую обработку и потерям металла в с
Паяние.
Паянием называется процесс получения неразъемного соединения различных металлов при помощи расплавленного промежуточного металла, плавящегося при более низкой температуре, чем соединяемые металлы.
Паяльные лампы.
Паяльными лампами нагревают спаиваемые детали и расплавляют припой. Ими пользуются чаще всего при пайке легкоплавкими припоями, но иногда применяют их при пайке тугоплавкими припо
Инструменты для паяния. Виды паянных соединений.
Основным инструментом для выполнения паяния является паяльник. По способу нагрева паяльники разделяют на три группы: периодического подогрева, с непрерывным подогревом газом или жидким топливом и
Паяние мягкими припоями.
Пайка мягкими припоями делится на кислотную и бескислотную. При кислотной пайке в качестве флюса употребляют хлористый цинк или техническую солярную кислоту, при бескислотной п
Лужение.
Покрытие поверхностей металлических изделий тонким слоем соответствующего назначению изделий сплава (олова, сплава олова со свинцом и др.) называется лужением, а наносимый слой - п
Паяние твердыми припоями.
Паяние твердыми припоями применяют для получения прочных и термостойких швов.
Паяние твердыми припоями осуществляют, соблюдая следующие основные правила:
как и пр
Особенности пайки некоторых металлов и сплавов.
Низкоуглеродистые стали хорошо подвергаются пайке как мягкими, так и твердыми припоями. В качестве мягких припоев применяют оловянно-свинцовистые припои, а в качестве флюса - хлорис
Дефекты пайки и техника безопасности.
Дефекты при паянии, их причины и меры предотвращения следующие:
припой не смачивает поверхность паяемого металла вследствие недостаточной активности флюса, наличия окисной пленки, жира и
Cтраница 2
Обмоточные провода - это провода, применяемые для обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Причиной этого является быстрый прогресс в области электромашиностроения и приборостроения, являющихся главными потребителями эмалированных проводов.
Обмоточные провода применяются для изготовления различных обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. В связи с бурным развитием отечественного электромашине - и аппаратостроения одновременно резко возросли ассортимент и объем производства обмоточных проводов.
Обмоточные провода с волокнистой изоляцией применяются в электрических машинах и аппаратах, где такая изоляция необходима по условиям изготовления и эксплуатации обмоток и где повышенная толщина изоляции проводов не имеет первостепенного значения. Обмоточные провода с волокнистой изоляцией обладают повышенной эксплуатационной надежностью в сравнении с эмалированными проводами. Обычно предпочтение последним отдается вследствие меньшей их стоимости, малой толщины и лучшей тепловодности эмалевой изоляции. Провода со стекловолокнистой и дельта-асбестовой изоляцией применяются для изготовления электрических машин повышенных классов нагревостойкости. Провода с бумажной изоляцией до последнего времени находят самое широкое применение при изготовлении обмоток масляных трансформаторов. Электроизоляционные пленки обладают весьма высокой электрической прочностью. Провода с такой изоляцией применяются для электрических машин и аппаратов повышенных напряжений.
Обмоточные провода с эмалевой и волокнистой изоляцией изготовляются и с токопроводящими жилами из сплавов высокого сопротивления, преимущественно из константана и манганина и в ограниченном количестве из нихрома.
Обмоточные провода, необходимые при изготовлении запоминающих устройств счетно-решающих машин, а также для трансформаторов с ферритовыми сердечниками и других приборов и машин, в которых облуживание концов жил проводов нужно производить без зачистки от волокнистой изоляции, изготовляются по особым техническим условиям с изоляцией из полиуретановой эмали (провода марки ПЭВТЛ-1) с обмоткой волокном лавсан и последующей термообработкой. В результате термообработки изоляция становится монолитной, но без оплавления лавсановых волокон. Такие провода (марка ПЭПЛОТ) изготовляются диаметром 0 08 - 0 51 мм. Они имеют изоляцию сравнительно небольшой толщины (D - d Q 1 - ьО 16 мм) и их жила может обслуживаться без зачистки от изоляции.
Обмоточные провода со стекловолокнистой изоляцией изготовляются с применением подклейки и пропитки этой изоляции нагревостойкими лаками. Пропитка повышает электрическую прочность стекловолокнистой изоляции, так как, с одной стороны, при заполнении воздушных промежутков лаком повышается степень равномерности электрического поля (так как 8Л1), а с другой - электрическая прочность мест, заполненных этим лаком, значительно выше, чем в случае наличия воздушных промежутков.
Обмоточные провода для трансформаторостроения изготовляются преимущественно с бумажной изоляцией.
Обмоточные провода с пленочной изоляцией применяются для изготовления обмоток электрических машин высокого напряжения. В ближайшее время триацетатная пленка, которая обладает невысокой механической прочностью, должна быть заменена более прочной лавсановой пленкой. В этом случае отпадает необходимость применения телефонной бумаги и хлопчатобумажной пряжи, значительно повысится качество (электрическая прочность) проводов и снизится толщина изоляции.
Обмоточные провода, а также силовые установочные провода марки ПСУ сечением свыше 16 мм2 испытывают напряжением в сосуде, заполненном металлическими шариками. Допускается применение специальных металлических оболочек, выполненных в виде оплетки на образцах испытуемых проводов.
Обмоточные провода - это изолированные медные провода, служащие для изготовления обмоток электрических машин, аппаратов и приборов. Они имеют чрезвычайно широкое применение в электротехнике и принадлежат к числу важнейших видов кабельных изделий.
Обмоточные провода различаются по форме и размерам поперечного сечения и по типу изоляции. Размер сечения всегда определяется по медной жиле, не принимая во внимание толщины изоляции; при этом для круглых проводов дается диаметр жилы, а для прямоугольных обычно указываются размеры широкой и узкой сторон прямоугольного сечения.
Обмоточные провода изготовляются круглого и прямоугольного сечений и в зависимости от материала проволоки (токоведущей жилы), вида и способа наложения изоляции подразделяются на марки.
Обмоточные провода выполняются с волокнистой, эмалевой и комбинированной изоляцией.
Обмоточный провод должен быть покрыт равномерным слоем изоляции. Оплетка должна быть наложена на провод плотными рядами, без ребристости, просветов и утолщений. В отдельных точках допускаются наплывы эмали или утолщения оплетки в пределах допусков, установленных для каждой марки размера провода. Обмоточные провода в зависимости от марки и размеров поставляются в катушках, барабанах и бухтах.
Обмоточные провода предназначены для изготовления обмоток различных электрических машин, аппаратов и измерительных приборов.
Обмоточные провода с полиимидной изоляцией имеют самую высокую нагревостойкость среди эмалированных проводов, достаточно хорошие электрические характеристики, которые практически не изменяются при их нагревании до температуры 230 С. Однако производство этих проводов связано с использованием дорогих дефицитных и токсичных материалов, что затрудняет их производство и существенно ограничивает области их применения.
Обмоточные провода предназначены для изготовления обмоток электрических машин, приборов и аппаратов.
Обмоточные провода выпускаются с токопроводящими жилами из меди, алюминия и сплавов высокого сопротивления. Провода с медными и алюминиевыми жилами применяются для изготовления обмоток электрических машин и аппаратов, а провода с жилами из сплавов высокого сопротивления - для изготовления электронагревательных элементов, реостатов и эталонных сопротивлений.
Обмоточные провода с волокнистой и пленочной изоляцией могут иметь медные и алюминиевые проводники круглой и прямоугольной формы, а также проводники из нихромовой, констан-тановой и манганиновой проволок.
Обмоточные провода с бумажной изоляцией относятся к ТИ 105 и выпускаются главным образом для изготовления обмоток масляных трансформаторов. Круглые медные и алюминиевые провода марок ПБ и АПБ с изоляцией из лент телефонной или кабельной бумаги толщиной не более 0 12 мм выпускаются в диапазоне диаметров Т 18 - Ъ и 1 32 - 8 00 мм соответственно.
Обмоточные провода изготовляют с эмалевой, эмалыюлокни-стой или волокнистой изоляцией. Класс нагревостойкости изоляции проводов обусловливается химическим составом эмалевого лака и природой волокнистого материала. Провода с волокнистой и эмаль-волокнистой изоляцией, содержащей целлюлозу и синтетические волокна, когда они пропитаны, относятся к классу нагревостойкости А: они иевлагостойки, химически нестойки и не могут быть применены для машин, работающих в условиях повышенной влажности, тропического климата и в агрессивных средах. ПБД и одной (О) хлопчатобумажной и второй (расположенной ближе к жиле) лавсановой, провода марки ПЛБД; провода с эмальволо-книстой изоляцией марок ПЭБО, ПЭЛШО, ПЭЛШКО, ПЭВЛО, ПЭПЛО, изолированные слоем эмали и поверх нее оплеткой из хлопчатобумажной (Б), шелковой (Ш), капроновой (К) или лавсановой (Л) пряжи.
Обмоточные провода с пластмассовой изоляцией относятся к ТИ 105 и применяются в основном для изготовления обмоток погружных электродвигателей, которые работают в среде перекачиваемой жидкости при повышенных температурах и давлениях. Они выпускаются, как правило, с одно -, семи - и девятнадцатипроволоч-ной жилой, номинальный диаметр которой находится в диапазоне 2 24 - 7 8 мм. Провода марок ПВДП-1 и ПВДП-2 имеют двухслойную изоляцию из полиэтилена низкой и высокой плотности, что позволяет их эксплуатировать при напряжениях соответственно 380 и 660 В. На рабочее напряжение до 3 кВ выпускается провод марки ППВЛ с двухслойной полиэтиленовой изоляцией. Провод марки ППВМ в качестве наружного слоя имеет композицию на основе модифицированного полипропилена.
Обмоточные провода с пленочной изоляцией также очень широко применяются для погружных электродвигателей. Провода марок ПЭТВПДЛ-3 и ПЭТВПДЛ-4 выпускаются с медными жилами в диапазоне диаметров 1 74 - 2 83 мм.
Обмоточные провода со сплошной стеклянной изоляцией получаются методом вытягивания тонкой металлической нити из разогретого токами высокой частоты прутка металла, находящегося в стеклянной трубке, и относятся к классу микропроводов. Провода с манганиновой жилой (диаметр 3 - 100 мкм) имеют марку ПССМ и используются в основном для приготовления резисторов. Медные провода марки ПМС имеют диаметр 5 - 200 мкм, а толщина изоляции составляет 1 - 35 мкм. Провода со сплошной стеклянной изоляцией оценивают по погонному электрическому сопротивлению и температурному коэффициенту сопротивления. В соответствии с этими параметрами они подразделяются на восемь групп и три класса.
Самой оптимальной технологической схемой восстановления обмоточного провода является способ, при котором старую обмотку передают с участка разборки на участок восстановления, после прохождения всех восстановительных операций и соответствующего контроля отправляют на материальный склад предприятия, а оттуда в цех на общих основаниях наряду с другими обмоточными проводами.
Ввиду сложности работы не подлежат восстановлению алюминиевые обмоточные провода и медные провода диаметром менее 0,8 мм длиной менее 2 м с поверхностью, поврежденной настолько, что нельзя использовать провод после калибровки на меньший диаметр.
Старые обмоточные провода восстанавливают проводами марок ПБД и ПВО, в то время как на новых машинах применяют провода марок ПЭЛБО, ПЭВ, ПЭТВ и др., которые по диаметру (с учетом изоляции) тоньше ПБД и ПВО и не подлежат восстановлению в связи с явной экономической нецелесообразностью. Поэтому основной проблемой при перемотке статоров и роторов проводами марок ПБД и ПВО является правильное размещение в пазах машины того же количества витков провода, которое было в новой машине при проводах марок ПЭЛБО и ПЭВ, т.е. сохранение прежней мощности машины.
Технологический процесс восстановления обмоток содержит следующие операции; удаление старого обмоточного провода из пазов машины и старой изоляции, отжиг и намотка провода на катушки.
Удаление старого обмоточного провода из пазов машины и сортировка проводов. Старый обгоревший провод путем отжига в специальных электропечах очищают от запекшегося лака, куда статоры или роторы помещают на 10 - 11 ч. Лак при температуре 270 - 300 °С размягчается и вытекает, а часть изоляции выгорает, после чего провод легко вынимают из пазов. Остатки лака и пряжи, сгорая, предохраняют провод от чрезмерного окисления. Отжиг производится в электрической печи, в которой можно достаточно точно поддерживать требуемую температуру и получать равномерный нагрев всего провода. При тщательном внешнем осмотре устанавливают отклонение размеров и формы провода от первоначальных, затем провод сортируют по диаметру, сечению и длине.
В машинах с миканитовой изоляцией (при открытых пазах) для удаления секции обмотки последние прогревают до температуры 70 - 80 °С током или в печи. Затем удаляют клинья и поднимают секции обмоток, загоняя тонкий стальной клин между нижней и верхней секциями и между секцией и дном паза. Для удаления всыпной обмотки в зависимости от сорта пропиточного лака прибегают либо к нагреву до 70 -- 80 °С (если применяют битумные лаки), либо к выжиганию лака при высокой температуре (если применяют смоляные цементирующие лаки). Чтобы предохранить медь от окисления, отжиг производят без доступа воздуха. После отжига провод удаляют через прорезь лаза.
Удаление старой изоляции путем отжига, рихтовки и сварки проводов. Провода диаметром более 1,5 мм отжигают при температуре 550 - 600 °С, диаметром 1 - 1,5 мм - 300 °С и менее 1 мм - 250 °С. При температуре ниже 250 °С изоляция сгорает не полностью, а выше 600 °С может произойти пережог и значительное окисление (окалина) провода.
После отжига для окончательного удаления остатков старой изоляции провод подвергают травлению в подогретом до 50 °С водном растворе серной кислоты (4 - 5 %-ном) в течение 5 - 10 мин, затем промывают в проточной холодной воде. Остатки серной кислоты нейтрализуют погружением в однопроцентный раствор мыла, нагретый до температуры 60 - 70 °С. Нейтрализация длится 15 - 25 мин, потом провод сушат.
При очистке обмоток от изоляции с повышенной нагрево- стойкостью (стеклянной и асбестовой) описанный способ удаления изоляции неприменим. Для того чтобы расплавить стеклянную изоляцию, необходимо довести температуру ее пережога до значения, намного превышающего температуру пережога и окисления проводника. Стеклянная изоляция не поддается и химическому воздействию. Поэтому ее удаляют с помощью наждачной бумаги и ножа, предварительно нагревая провод с целью расплавления лака, которым покрыт проводник.
Рихтуют и сваривают провода на плавильном станке. Концы отрихтованного и отсортированного голого медного провода сваривают между собой встык специальными электросварочными аппаратами. Затем провод наматывают на катушку и подают на волочильный станок. В процессе волочения провод перетягивают на меньший диаметр - это одна из основных операций при восстановлении проводов с нарушенными габаритными параметрами: местными утолщениями, вмятинами и царапинами на наружной поверхности и овальным сечением. Если перечисленные дефекты отсутствуют, то волочение может быть исключено и провод калибруют - пропускают через калибр, соответствующий диаметру и сечению провода. Это требование обязательно, так как нельзя быть уверенным, что на всем своем протяжении провод не имеет никаких дефектов.
Отжиг и намотка провода на катушки. В процессе волочения и калибровки медная проволока приобретает наклеп и становится твердотянутой (под влиянием больших температур медь также теряет свои пластические свойства). Для обмотки электродвигателей такая проволока непригодна и ее отжигают в печи без доступа воздуха для предотвращения окисления.
Процесс отжига в зависимости от диаметра проводника осуществляется при температуре 400-500 °С в течение 30 - 50 мин. В случае отжига в окисляющей атмосфере окись и закись меди удаляют с поверхности протравливанием в ванне с 5 %-ным раствором серной кислоты при температуре 30 - 40 °С в течение 5 - 10 мин, а затем нейтрализуют в 1 %-ном мыльном растворе при температуре 60 -70 °С в течение 10 - 20 мин.
После сушки проволоку наматывают на катушки. При выполнении обмоточных работ приходится не только наносить изоляцию на провода, но и снимать ее в местах соединений. Однако у проводов с высокопрочной эмалевой изоляцией это довольно трудно. Обычно для этой цели используют специальные станки, в которых изоляция снимается с проводов вращающимися проволочными щетками. Для удаления пыли станки оборудуются вытяжной вентиляцией.
Технология изолирования при восстановлении изоляции обмоточных проводов
Обмотки электрических машин и трансформаторов в основном изготовляют из медных обмоточных проводов, которые являются весьма дефицитным материалом. Поэтому при ремонте обмоток электрических машин медные обмоточные провода поврежденных обмоток используют повторно. Для этого обмотку разбирают, извлекая из пазов сердечника статора, фазного ротора или якоря коллекторной машины.
Разборка обмоток, размещенных в открытых пазах, состоит из выбивания пазовых клиньев, распайки соединений между катушками и подъема катушек из пазов. Если катушки туго сидят в пазах, их поднимают, забивая текстолитовые клинья сначала между верхними и нижними катушками, а затем между нижней катушкой и дном паза.
Разборка обмоток статоров, роторов и якорей с полуоткрытыми и полузакрытыми пазами затрудняется тем, что катушки прочно склеены со стенками паза и между собой пропиточным лаком. Для облегчения размотки статора, ротора или якоря их нагревают до температуры 350 °С, выжигая изоляцию. Допускается также пропускание через обмотку электрического тока низкого напряжения (40 - 60 В) при нагревании ее до выгорания изоляции и нарушения сцепления между витками. Кроме того, извлекают обмотки путем погружения статора, ротора или якоря на 8 - 12 ч в водный 3 %-ный раствор кальцинированной соды, нагретый до 80 - 100 °С. При этом лак разрушается и обмотка легко выходит из пазов.
Обмотку, уложенную в электрическую машину со статором, ротором или якорем, имеющую закрытые пазы, демонтируют путем ее разматывания.
Чтобы удалить старую изоляцию, демонтированную обмотку чаще всего обжигают в печи при температуре 450 - 500 °С. Температурный режим обжига следует строго контролировать, так как при более низкой температуре усложняется в дальнейшем удаление необожженной изоляции, а при недопустимом повышении температуры происходит пережог провода, что приводит к изменению структуры металла и резкому ухудшению его электрических и механических свойств.
Обожженную горячую обмотку промывают в воде температурой 60 - 70 °С, полностью очищая от истлевшей в печи изоляции. Затем провод рихтуют, протягивая между двумя сжатыми деревянными плашками, и изолируют на специальном станке.
В ремонтной практике восстановление изоляции обмоточного провода поврежденных обмоток осуществляется преимущественно с помощью приспособлений, пристраиваемых к обычному токарному станку.
В качестве изолирующих материалов обмоточных проводов трансформаторов зачастую применяют бумажную ленту, кабельную или телефонную бумагу толщиной 0,05 - 0,12, шириной 15 - 25 мм, спиралью навиваемую на провод с перекрытием на 1/3 или 1/2 (полуперекрытием) ширины ленты. Тонкую бумагу (0,05 - 0,07 мм) накладывают на провод в два или три слоя, причем нижний слой навивают встык, а верхний - с перекрытием на 1/2 ширины ленты. Полосы изолирующей бумажной ленты склеивают друг с другом и на концах оплетенного провода бакелитовым лаком.
При необходимости получения изолированного провода большой длины, например при изготовлении непрерывной обмотки, отдельные куски обожженного провода предварительно сваривают встык, а затем участок соединения обрабатывают (опиливают), устраняя образовавшееся на стыке утолщение.
19.3. Намотка изоляции на провода
После снятия изоляции и очистки старых обмоточных проводов производят намотку на них изоляции. Недостающие провода обычно заменяют проводами марки ПБД.
Провод ПБД имеет двойную хлопчатобумажную изоляцию. Подготовка пряжи и ее наложение на провод являются очень ответственными операциями. Толщина изоляции провода зависит от его диаметра. Проще всего восстанавливать следующие обмотки:
- провода марок ПБО - медная жила, изолированная одним слоем обмотки из хлопчатобумажной пряжи. Провода этой марки используют лишь при ремонте катушек возбуждения;
- провода марок ПБД - медная жила, изолированная двумя слоями обмотки из хлопчатобумажной пряжи. Провода этой марки применяют как основной обмоточный провод, особенно для обмоток, имеющих крутые изгибы. Изоляция на таких проводах реже раскрывается при изгибах благодаря тому, что ее два слоя намотаны в разные стороны. Кроме того, провод марки ПБД применяют при значительной разнице потенциалов между витками катушек.
Выбор номера пряжи и технологии оплетки проводов. Хлопчатобумажную пряжу для обмотки проводов выбирают по табл. 1.
Номера пряжи, приведенные в табл. 1, определяют толщину обмоточной нити: цифра номера равна числу метров нити в одном грамме пряжи. Пряжу, начиная от № 100 и выше, изготовляют из длинноволокнистого хлопка. Для улучшения электрических качеств пряжу промывают. Обычные для текстильного производства номера пряжи (40, 50, 60) дают толстую изоляцию, применение которой может стать причиной снижения мощности двигателя из-за ухудшения коэффициента заполнения пазов.
Таблица 1
Номера хлопчатобумажной пряжи для обмоток проводов
Марка провода |
Диаметр оголенного провода, мм |
Номер пряжи |
|
Прядильные фабрики отпускают пряжу в виде початков или цевок, намотанных в одну нить. Чтобы получить плотный слой обмоток (без пропусков), нужно на один погонный метр провода уложить от 1200 до 20 тыс. витков пряжи. Для ускорения обмотку производят несколькими (6 - 24) нитями сразу. С этой целью пряжу предварительно перематывают на катушки, размер которых определяется конструкцией обмоточной машины. Затем производят намотку пряжи на провода из хлопчатобумажной или асбестовой и стеклянной пряжи.
При очистке обмоток от изоляции с повышенной нагревостойкостью (стеклянной и асбестовой) способы, используемые для удаления других видов изоляции, не применимы.
Одной из особенностей оплетки проводов стеклянной изоляцией является ее скольжение. Поэтому на заводах, изготовляющих провода со стеклянной изоляцией, последнюю накладывают на лаковую основу (подклейка лаковой изоляции на проводнике). Так как при этой технологии требуется сложное специальное оборудование, ремонтные цехи на предприятиях применяют упрощенную технологию оплетки проводов стеклянной пряжей. В этом случае ее накладывают на проводник, добавляя хлопчатобумажную пряжу, которая препятствует скольжению стеклянной.
Испытание проводов. Приемку и испытание восстановленных обмоток проводят в соответствии с требованиями ГОСТа.
В ходе восстановления проводят контроль качества оплетки: извлекают ее из пазов машины, осматривают и замеряют диаметр. После удаления старой изоляции, сварки, волочения и отжига проверяют механические и электрические свойства провода. От бухты отрезают образец длиной 1 м и замеряют его оммическое сопротивление мостиком. Сопротивление на разрыв определяют на разрывной машине. После оплетки, пропитки и подсушки осматривают и проверяют наложенную изоляцию на электрическую прочность, изгиб и оползание (выпускные испытания). Провод хранят намотанным на деревянные катушки в закрытом, сухом и отапливаемом помещении без резких колебаний температуры. Размеры катушек стандартизируют в зависимости от диаметров наматываемых проводов. Провода диаметром более 1,68 мм оставляют в бухтах.