Villamos készülékek tekercselése

Transzformátorok tekercselése

A műszaki emberek életében sokszor jelentkezik igényként a meghibásodott transzformátor javítása, illetve új transzformátor elkészítése. Tápegységeknél, egyenirányítóknál szükség van különböző feszültségű, áramú transzformátorokra. A számítás elvégzése után kialakulnak a menetszámok, vezető átmérők és csak a tekercs elkészítése van hátra. A tekercselés tulajdonképpen egymás mellé elhelyezett szigetelt áramvezetők egysége, amely körbeveszi a mágnesesen vezető vastestet, legyen az transzformátor, villamos motor vagy más készülék. Ha a tekercsben áram folyik: gerjesztés jön létre. Ez a gerjesztés a tekercs környezetében fluxust és mágnesteret létesít.
Transzformátorok esetében a tekercsek úgynevezett csévetesten helyezkednek el. A csévetest villamos szigetelőanyagból készül két fő kiviteli formában: kész méretre fröccsölt (1) vagy összerakható (2) változatban. A fröccsölt változatnál, nagy darabszámú gyártmányoknál a csévetest általában műanyagból, valamilyen poliamid Pa6.6 -os minőségből készül. Az összerakható csévetestnél szigetelő lemezből sajtolják ki a csévetestet határoló lapokat. A felhasználható anyagok: pabit, textilbakelit vagy üvegbakelit lemez. Az alkotó lemezeket önzáróan össze kell rakni és ragasztással rögzíteni kell. A tekercs elhelyezése szempontjából a csévetest kialakítása normál szigetelésű (3) vagy megerősített szigetelésű (4) lehet. A normál szigetelésű csévetestet általános rendeltetésű tekercseknél alkalmazzák, ahol a szabvány nem írja elő a megerősített szigetelésű csévetestet. Ennél a kivitelnél a primer és a szekunder tekercs egymás fölé kerül. A megerősített szigetelésű csévetesten a primer és szekunder tekercset szigetelőlap választja el, és egymás mellett helyezkednek el. Ilyen tekercselésű transzformátorokat alkalmaznak pl. modellvasutakhoz.

Tekercsek villamos jellemzői

A tekercsek áramot vezetnek, melegednek és feszültségek lépnek fel, ezért nem közömbös az, hogy milyen villamos tulajdonságú szigetelő anyagok kerülnek beépítésre, és ezek hogyan viselik el az igénybevételeket. A villamos szigetelő anyagokra jellemző, hogy az adott anyag 1 mm vastagságát, szabványos elektródákat alkalmazva, hány volt üti át. Ezt nevezik az illető anyag átütési szilárdságának. A villamos szigetelő anyagokat hőállóságuk alapján hőállósági osztályokba sorolják. Ez megmutatja, hogy átütés és meghibásodás nélkül milyen hőmérsékletet viselnek el. A gyártók úgynevezett 20 000 órás értéket adnak meg anyagaikra. A hőállósági osztályok (az MSZ7730-60 és ÉN6073014.1 szerint): Y=90 °C, A=105 °C, E=120 °C, B=130 °C, F=155 °C, H=180 °C és C³180 °C. A szigetelő anyagokra megadott értéknél célszerű 10 °C-kal kisebb értéket figyelembe venni. Az elkészített tekercselést összeszerelés után, mikor a transzformátor belemezelése már megtörtént, ellenőrizni kell. Az ellenőrzést új, illetve javított tekercs esetén egyaránt el kell végezni. Mivel ez a barkácsolóknál eszköz hiánya miatt problémát jelenthet, ennek elvégzésére célszerű szervizhez fordulni. Amikor a tekercs a csévetesten elkészült, impregnálni kell. Az impregnálás, másképpen itatás, az elkészített tekercs üres részeinek kitöltése folyékony szigetelőanyaggal. A tekercsben a vezetők és a szigetelőanyagok között levegő van. Mint a fizikából ismert a levegő rossz hővezető, ezért célszerű jó hővezetőjű anyaggal a tekercsben lévő levegőt kitölteni. A tekercsben folyó áram teljesítménnyel arányos melegedést hoz létre a tekercs belsejében. Ezt a meleget kell kivezetni a tekercs külső felületére. Impregnálás előtt felmelegítik a tekercset, utána impregnáló anyagba mártják vagy vákuum kemencében telítik.

Tekercsek készítése

A tekercs készítését és a tekercselés munkafázisait egy gyakorlati példa ismertetésével mutatjuk be. A példa kapcsán mindenki saját igényei szerinti tekercset készíthet. Induljunk ki abból, hogy egy tápegység transzformátorát kell elkészíteni a következő kiindulási adatokkal: Típusteljesítmény: 18,7 VA l Primer feszültség: 220 V; 50 Hz l Szekunder feszültség: 9 V l Szekunder áram: 1,2 A l Menetszámok: N1=2000 menet, N2=88 menet l Vezető átmérők: d1=0,25 mm, d2=1,2 mm l Vastest mérete: EI 66/22 lemez.
Először készítsük el a csévetestet az előbbi méretű vastesthez (5). A vastest méretei szabványokban is megtalálhatók, illetve lemérhetjük az adott vastestet. Az ábra szerinti vastesthez tervezzük meg az összerakható csévetest oldallapjait. (Cséveoldal: 6. ábra, oldallap1: 7. ábra, oldallap2: 8. ábra.) A csévetest összerakását a 9. ábra szemlélteti. A csévetestet az élek mentén Technokol rapid ragasztóval ragasszuk meg. Tekercselés előtt a csévetestet szigetelni kell (9). A használatos szigetelő anyagok a cellulóz vagy celofán (B hőfok osztályú 0,05–0,5 mm vastag), a kondenzátor papír (A hőfok osztályú 0,005–0,04 mm vastag), és a poliészterfólia (B hőfok osztályú 0,01–0,1 mm vastag). A csévetest belső részére 4´1/2 átlapolt szigetelő réteget kell feltekerni majd cellux szalaggal rögzíteni.
A réteg szigeteléséhez célszerű a szigetelőanyagot a 10. ábra szerint előkészíteni, így ez tekercseléskor jobban illeszkedik a tekercshez. Tekercselés előtt az összeállított csévetesthez a tekercselőgépen való biztos felfogás miatt sablont kell készíteni (11). Ez általában valamilyen keményfából készül a csévetest belső méretére. A sablonban belső átmenő furat van, ezen keresztül fogjuk fel a tekercselőgép tengelyére és rögzítjük.
A csévetestet a tekercselő gépre kell felfogni és rögzíteni. A gépen a tekercseléshez az alkalmazott huzaloktól függő szálfeszítést és előtolást kell biztosítani. Gyári gépek esetében ez beállítható és a gép automatikusan elvégzi. A barkács és házilagosan elkészített gépeknél a szálvezetés és előtolás kézzel történik. A menetek számlálása és a fordulatszám szabályozása lehet automatikus. (Erről majd következő számunkban, a tekercselő gép kapcsán írunk.)

Tekercselés lépései

Először a primer tekercset készítsük (12). A tekercs elejére forrasszunk megfelelő keresztmetszetű pvc szigetelésű hajlékony huzalt a zománchuzalhoz, ez lesz a tekercs kezdő kivezetése. Kezdjük el a tekercselést majd a sor végére érve a réteget zárjuk le 10. ábra szerinti 1/2 átlapolt rétegszigeteléssel. Tekercseljük fel az összes szükséges menetszámot az előzőekhez hasonlóan, majd készítsünk kivezetést a tekercs végéhez az előbbiek szerint és fűzzük át a csévetesten. Készítsünk megerősített szigetelést a primer tekercs és szekunder tekercs elválasztására. Az elválasztó szigetelés 4´1/2 átlapolt legyen. A szekunder tekercs (12) a primer tekercs fölé kerül. Elkészítése megegyezik a primer tekerccsel, végül pedig záró szigetelést kell kialakítani. A tekercsek itatása (impregnálása) aminogyanta vagy fenolgyantából készített impregnáló lakkok felhasználásával történhet. Nagyon jól és könnyen alkalmazható a CIBAGEIGI Araldit H típusú kiöntő anyaga. 100 gramm gyantához 12 gramm HY térhálósítót kell keverni. A tekercset 30 °C-ra felmelegítjük és az összekevert kiöntő anyaggal a 13. ábra szerint kiöntjük. Ügyeljünk arra, hogy ne öntsünk csak annyit a tekercsre, amennyit az fel tud szívni. Kiöntés után a tekercsnek 24 óráig száradni kell.