8/2/2019 bobine.teh

1/17

Tehnologia de realizare a bobinelor

Cuprins

Argument

Cap 1. Generalitati1.2. Materiale necesare pentru executarea bobinelor1.3. Parametrii bobinelor

Cap 2 Tehnologii de realizare a bobinelor2.1. Tehnologia de realizare a bobinelor concentrate2.2. Tehnologia realizarii bobinelor infasurate pe carcasa2.3.Tehnologia realizarii bobinelor fara carcasa2.4.Tehnologia realizarii bobinelor infasurate direct pe miezul magnetic

2.5.Tehnologia de realizare a bobinelor concentrate din bare2.6.Prinderea bobinelor concentrate pe miezul magnetic2.7 Tehnologia de realizare a bobinelor pentru transformatoare

Bibliografie

8/2/2019 bobine.teh

2/17

Argument

Bobinareprezinta un conductor electric astfel infasurat incat sa formeze una

sau mai multe spire.

Daca conductorul este strabatut de un curent electric,se formeaza un camp

magneticproportional cu intensitatea curentului electric care-l parcurge.

Infasurarea conductorului sub forma unei bobine cu mai multe spire,creeaza in

interiorul bobinei un flux (mobil)magnetic care depinde de numarul de spire,de

dimensiunile bobinei si de intensitatea curentului.

Bobinele au o larga utilizare in tehnica atat in domeniul curentilor slabi cat si al celor

tari.

Dupa domeniul de utilizare:-bobine pentru curenti slabi(telecomunicatii,automatizari)

-bobine pentru curenti tari(declansatoare,electromagneti,transformatoare,bobine de

reactanta,etc.)

-bobine de inductie(aparate electromedicale,aprinderea amestecurilor explosive)

Dupa constructie:

-bobine fara carcasa,cand numarul spirelor este micsi grosimea conductorului

suficienta pentru a asigura rigiditatea bobinei,uneori realizate direct pe miezul

magnetic.

-bobine cu carcasa,din materiale stratificate(pertinax,textolit),din materiale

termoplastice si termorigide(bachelita,melamina,poliester sau din ceramica/portelan)

Dupa forma:

-bobine cilindrice

-bobine paralelipipedice

-bobine toroidale

Dupa frecventa de utilizre:

-bobine de joasa frecventa

-bobine de inalta frecventa(radiofrecventa)

-bobine de audiofrecventa

Proiectul prezint materiaelele utilizate la realizarea bobinelor i tehnologia lor de

realizare

2

8/2/2019 bobine.teh

3/17

Cap 1. Generalitati

In sens larg, prin bobina se intelege un element de circuit format dintr-un

conductor electric astfel infasurat, nct se formeaz una sau mai multe spire.O spira are doua conductoare active: unul de ducere si unul de ntoarcere,

raportat la sensul curentului prin spira.Ca forme obinuite, ntlnim bobine cilindrice, paralelipipedice sau toroidale.

Clasificarea bobinelor se poate face si dup alte criterii, aa cum va reiei in cele ceurmeaz.

1.2. Materiale necesare pentruexecutarea bobinelor

Materialele din care se executa bobinele se aleg in funcie de tensiunea delucru, solicitrile electrice, termice, mecanice sau de alta natura, din timpul

funcionarii. Materialele utilizate sa pot imparti in: materiale electroconductoare,materiale electroizolante, materiale auxiliare.

A.MATERIALE ELECTROCONDUCTOARE

Materialele electroconductoare se folosesc pentru realizarea infasurarilor propriu-zise, a legturilor flexibile de ieire, precum si pentru fabricarea elementelor deracord (borne, cleme). Cel mai mult sunt folosite cuprul si aluminiul, datoritaproprietatilor electrice si mecanice ale acestora. Menionam ca tehnologitateacuprului depinde de gradul de ecruisare al acestuia. Deosebim in acest sens treivariante: cuprul moale (m), cuprul semitare (2/2 t) si cuprul tare (t).

Aluminiul este mai puin utilizat dect cuprul, din cauza problemelor pa care le

ridica lipirea sa. Rezistivitatea electrica mai ridica in comparaie cu cuprul impunemrirea seciunii conductoarelor si aceasta conduce la soluii constructivenecorespunztoare pentru unele produse electrotehnice, dintre care menionammainile electrice rotative. Aluminiul este utilizat cu precdere pentru realizareabobinelor la transformatoarele electrice de putere mare. La unele maini electrice deputere mare se mai utlizeaza bare din aliaje de cupru.

Conductoarele pentru bobine pot avea seciunea circulara sau dreptunghiulara(ptrata) si pot fi izolate sau neizolate.

>> In funcie de dimensiuni si de izolaia folosita, conductoarele izolate cuseciunea circulara se simbolizeaz cu litere si cifreca, de exemplu: 0 16 ETSATAS.., iar cele profilate se simbolizeaz asemntor: 2 1.5 PE STAS .. .

Astfel, conductoarele izolate cu email se simbolizeaz ca mai jos:Cu-Em 1(2;3)-105; Cu-EMU-2-105; Cu-Es 1 (2)-105 (103;155); Cu-ESA

1(2)-105(130).Conductoare izolate cu hrtie se adaug in simbol litera H ( Cu-H, Cu P-H; Al-

H; Al P-H).Conductoarele izolate cu fire de sticla se simbolizeaz dup cum urmeaz:

Cu-2S1(2)-155(180); Cu-E2S-1(2)-155(180); CuP-2S-1(2)-155(180).Dimensiunile standard pentru diametrul conductoarelor rotunde de uz curent

sunt ( in mm): 0.025-0, 032-0, 04-0, 05-0, 063-0, 071-0, 08-0, 09-0 ,1-0, 112-0,125-0, 14-0, 16-0, 18-0, 2-0, 224-0, 25-0, 28-0, 315-0, 355-0, 4-0,45-0, 5-0, 56-0,63-0, 71-0, 75-0, 8-0, 85-0, 9-1-1, 06-1, 12-1, 18-1, 25-1, 32-1, 4-1, 5-1, 6-2, 12-2, 24-2, 36-2, 65-2, 8-3.

3

8/2/2019 bobine.teh

4/17

>> Pentru conductoare dreptunghiulare de uz curent, de seciune a x b,dimensiunile standardizate sunt (in mm): a-2-2, 24-2, 5-2, 8-3, 15-3, 55-4-4, 5-5-5,6-6, 3-7, 1-8-8-10-11, 2-12, 5-14-16, b-0, 8-0, 9-1-1, 12-1, 25-1, 4-1, 6-1, 8-2-2,24-2, 5-2, 8-3, 15-3, 35-4-4, 5-5-5,6.

Semnificaia simbolurilor folosite este urmtoarea :Cu cupru

Al aluminiuE emailatM proprietati mecanice ridicateS sudabilT foarte stabil termicA termoaderentF rezistent la ageni frigorificiS - cu rezistenta la soc termic imbunatatitaU rezistent la ulei de transformatorb aptitudini de bobine deosebite1,2,3, - izolaie simpla, dubla, tripla105, 103 etc. temperatura maxima de funcionare admisaH izolaie de hrtie

B izolaie de bumbac, sau bumbac in amestec cu fibre sinteticef - flexibil2S doua infatisari de fire de sticla impregnate3Sy trei infasurari cu fire de sticla, in amestec cu fir sintetic impregnat

B.MATERIALE ELECTROIZOLANTE

Materialele electroizolante servesc pentru realizarea izolaiei intre straturi, aizolaiei peste stratul exterior al bobinei si ca materialul pentru confecionareacarcaselor.

Materialele folosite pentru izolaia intre straturi trebuie sa aib o grosimeredusa, sa nu strpung uor si sa posede o putere de absortie mare pentru lacurile

de impregnare.Materialele frecvent folosite pentru izolare sunt: bumbacul, mtasea,prespanul, micafoliul, micabanda, hrtia de mica, benzi si tesaturi de sticlaneimpregnate si impregnate, poliglasul, benzi din poliesteri, psla, din lna artificiala,bachelita, melamina, pertinaxul, textolitul, sticlotextolitul etc. Materialeleelectroizolante nu se utilizeaz separat dect foarte rar; cel mai adesea se realizeazcombinaii de materiale cunoscute sub denumirea de scheme de izolaie. Schemelede izolaie se utilizeaz de exemplu, pentru izolarea bobinelor de maini electriceplasate in crestturile miezurilor magnetice, pentru izolarea capetelor de bobina de lamaini electrice rotative.

Pentru confecionarea carcaselor se utilizeaz materiale electroizolantetermogide, termoplaste, sau stratificate. Pentru anumite construcii de aparateelectrice de joasa tensiune, carcasele bobinelor parcurse de curent continuu se pot

executa din aluminiu sau din alama.

C.MATERIALE AUXILIARE

Dintre materialele auxiliare utilizate la construcia bobinelor fac partematerialele de consolidare (ex: pene de lemn), materialele de prindere metalice,lacurile de impregnare, de acoperire, substanele decapante, adezivii, aliajele de lipit,rasinile de turnare.

4

8/2/2019 bobine.teh

5/17

1.3. Parametrii bobinelor

Tensiunea nominal Un este tensiunea maxima pentru care se dimensioneazizolaia bobinei

Tensiunea de serviciu Us este tensiunea care se aplica la capetele infasurariibobinei intr-un anume regim de lucru.

Rezistenta R a bobinei este o mrime care se pot evidenia daca bobina este

alimentata cu tensiune continua. Din legea lui Olm, rezulta:

R=I

U

Inducia proprie a bobinei L depinde de dimensiunile acesteia de numrulde spire si de materialul miezului magnetic, conform relaiei:

L=N2 l

A

Inducia proprie a bobinei se mai poate calcula in funcie de fluxul magnetic side curentul care strbat bobina, conform relaiei:

L=i

Impedana Z a bobinei se manifesta la alimentarea acesteia cu tensiunea

alternativa si se poate calcula cu relaia:

Z=I

U

Reactana inductiva XL=2fL

Impedana se poate calcula in funcie de rezistenta si de reactana inductiva:

Z2=R2+XL2

Factorul de calitate Q este raportul dintre reactana inductiva si rezistenta:

Q=R

XL

5

8/2/2019 bobine.teh

6/17

1.4. Bobine concentrate

Bobinele pot fi realizate cu spirale dispuse la un loc si atunci se numescbobine concentrate, sau cu spirale dispuse in cresaturile miezului magnetic, si atuncise numesc bobine repartizate.

Bobinele aparatelor electrice sunt bobine concentrate si pot fi infasurate directpe miezul magnetic, infasurate pe carcasa, infasurate fara carcasa/ bobineleinfasurate pe polii apareni ai mainilor electrice rotative sunt tot bobine concentratesi se numesc bobine polare. Bobinele concentrate ale transformatoarelor electrice,deoarece au unele particularitati constructive, vor fi prezentate separat.

Tipuri de bobine concentrate

6

8/2/2019 bobine.teh

7/17

Cap 2 Tehnologii de realizare a bobinelor

2.1. Tehnologia de realizarea bobinelor concentrate

Pentru realizarea unei bobine corespunztoare necesitailor de funcionare aunui produs, documentaia trebuie sa cuprind si o serie de parametrii impui saucalculai: desenul de ansamblu al bobinei, desenul carcasei, tensiunea nominala abobinei (inaltimea si lungimea seciunii longitudinale), diametru conductorului bobinei,rezistenta electrica a bobinei, curentul nominal, puterea activa maxima, suprafaa dercire a bobinei, sensul infasurare, tratamente termice, acoperiri, impregnri.

Redm mai jos un calcul simplificativ pentru bobine concentrate de curentcontinuu si de curent alternativ.

Calculul simplificativ al bobinelor de curent continuu. Bobinele de curentcontinuu au un numr de spire mare si se realizeaz din conductoare de cupru cudiametrul mic.

Curentul care trece prin bobina se calculeaz cu legea lui Ohm.

I=U/R

Rezistenta rezulta din relaia:

R=l/S

Lungimea l a srmei de relaia de mai sus se calculeaz in funcie de numrulde spire n, si de diametrul Dm ( diametrul mediu al bobinei) adic:

l=Dmn

unde:

Dm=2DeDi

+

Seciunea conductorului se calculeaz cu relaia

S=J

I

Unde I este densitatea de curent [ A/mm2 ]

7

8/2/2019 bobine.teh

8/17

Calculul se face utiliznd oricare dintre relaiile de mai sus, in funcie de datelecare se cunosc: diametrul srmei, rezistenta bobinei, tensiunea bobinei etc.

Calculul bobinelor de curent alternativ. Valoarea curentului care trece prinbobina se calculeaz cu relaia:

I=LfR

U

Z

U

22224 +++

Determinarea rezistentei ohmice se face cu aceeai relaie ca si in curentcontinuu.

Calculul numrului de spire se face in funcie de inducia B din miezul magneticsi de seciune S a miezului de fier, pentru o frecventa f a curentului:

n=

fBS

U

4,4

unde:

S=Kuab

Ku = 0,90,95 si reprezint coeficientul de mpachetare a tolelor, iar a si b lungimea si latimea miezului.

Pentru a se calcula bobinele pentru alta tensiune, este necesar sa se cunoasctensiunea U1 pentru care se recalculeaz, numrul de spire n1 si diametrul d1 alconductorului de bobinaj.

Noul numr de spire n2 se calculeaz cu relaia:

n2=n11

2

U

U

Diametrul d2 al conductorului se recalculeaz cu relaia:

D2=d12

1

U

U

2.2. TEHNOLOGIA REALIZARII BOBINELOR INFASURATE PE CARCASA

Bobinele se realizeaz din conductor de cupru flexibil, izolat cu bumbac, emailsau fibre de sticla.

Procesul tehnologic se realizare a bobinelor infasurate pe carcasa cuprindeurmtoarele operaii: dezizolarea conductorului si infasurarea lui pe firul terminal I;

decaparea si lipirea cu aliaj de lipit a acestora; aezarea firului terminalintrodus in tub izolant flexibil in carcasa si fixarea lui pe acesta cu banda adeziva;

8

8/2/2019 bobine.teh

9/17

fixarea legturii terminale prin infasurarea a 4-10 spire peste banda defixare; introducerea carcasei in dornul mainii de bobinat; infasurarea pe carcasa a conductorului; montarea si fixarea cu banda adeziva de carcasa a legturii terminale II; introducerea de materiale izolatoare printre straturi pentru bobinele cu

tensiune nalta; izolarea la exterior cu banda adeziva dezizolarea, lipirea firului de conductorul terminal II si introducereatubului izolat peste acesta.

Carcasele se realizeaz din materiale electroizolante, termorigide, termoplastesau stratificate.

Carcasele din bachelita se obin prin presare la cald.Carcasele din materiale termoplaste se obin prin injecie.Carcasele confecionate din materiale stratificate ( hrtie stratificata, tesaturi

din bumbac, impregnate, tesaturi de sticla presat ) au o utilizare limitata deproductivitatea sczuta a operaiilor de asamblare a unor piese separate.

Bobina concentrata infasurata Carcase de bobinepe carcasa a. carcasa turnata

1- Bobine; 2-caracsa; 3-clema de ieire; b.- carcasa confecionata dinmateriale

4- clema de intrare stratificate

Pentru condiii mai grele de exploatare, carcasele bobinelor se confectioneazadin materiale ceramice.

Pentru unele relee sau pentru aparate magnatoelectrice ( cu bobina parcursade curent continuu ) se mai utilizeaz carcase din aluminiu sau alama.

2.3..TEHNOLOGIA REALIZARII BOBINELOR FARA CARCASA

Bobinele fara carcasa se realizeaz cu ajutorul abloanelor .ablonul se confectioneaza din lemn sau din matale uoare, in funcie de

dimensiunile bobinelor, tinandu-se seama de coeficientul de umflare u .La bobinele dreptunghiulare, spiralele sunt mai strnse la colturi, iar la mijloc

se produce o umflare. Valorile coeficientului de umflare sunt in funcie de formaseciunii conductorului si diametrul acestuia.

Pentru o bobina cu mai multe straturi, realizata din conductor izolat cudiametrul diz , dimensiunile vor fi:

9

8/2/2019 bobine.teh

10/17

g= n1 dis uh=n2 dizu

in care:

n1 este numrul de straturi ale bobinei

n2 numrul de conductoare intr-un strat

Procesul tehnologic cuprinde:

montarea ablonului pe maina de bobinat; plasarea pe laturile ablonului a unei bucati din banda izolatoare de

bumbac si fixarea cu banda adeziva; fixarea conductoarelor terminale in locaurile prevzute in ablon si

lipirea de primul conductor terminal a captului conductorului debobinaj;

infasurarea conductorului si introducerea izolaiilor intre straturi; lipirea captului infasurarii de conductorul termina II; izolarea exterioara cu prespan; legarea in banda de consolidare a spirelor consolidarea mecanica si izolarea electrica exterioara, prin infasurarea

de benzi izolatoare.

ablon

Izolarea exterioara se poate realiza cu micabanda poroasa peste care seinfasoara numai cu banda de contracie.

10

8/2/2019 bobine.teh

11/17

Bobina avnd ieirile: Izolarea bobinelora.-cu cleme consolidate cu a.- cu banda infasurat rar; b-cubandaspirele proprii, b-din conductorul propriu infasurata cap la cap; c.-cu banda

suprapus; d.- dimensiunile bobinei

2.4.TEHNOLOGIA REALIZARII BOBINELOR INFASURATE DIRECT PE

MIEZUL MAGNETIC

Bobinele de acest tip se utilizeaz la unele aparate mici. Conductorul seinfasoara direct pe miezul magnetic gata izolat.

2.5.TEHNOLOGIA DE REALIZARE A BOBINELOR CONCENTRATE DIN BARE

Bobinele concentrate din bare se executa din conductor izolat sau neizolat desectiune circulara sau dreptunghiulara din cupru sau aluminiu.

Conductoarele profilate se pot infasura pe lat sau pe muchie.Bobinele concentrate din bare se construiesc pentru valori ale intensitatii

curentului si le ntlnim la declanatoare electromagnetice de curent, laelectromagnei de acionare, la polii mainilor electrice, la bobinele de curent aleunor contoare de inducie.

11

8/2/2019 bobine.teh

12/17

Bobina concentrata infasurata direct Bobine realizate dinbare pentru

pe miez magnetic maini electrice.1.-miez magnetic; 2.-izolatia miezului; 3-izolatia a.- bobina din bara dispusadin

exterioara; 4.-clema de intrare; 5- clema de ieire muchie; b.- baradispusa pe lat.

Realizarea bobinelor din bare dispuse pe lat. Pentru raze de curbura mici sigrosimi de conductor de 3-4 mm se utilizeaz numai bare neizolate, din cauzatensiunilor mecanice mari care ar aprea in izolaie si care ar putea duce ladeteriorarea acesteia.

Bobinele se realizeaz cu ajutorul abloanelor, iar izolarea intre spire serealizeaz cu fasii de micabanda sau sticlotextolit subire in timpul infasurariiconductorului sau dup infasuare ( la bobinele intr-un strat ).

Din cauza seciunii mari a conductorului, ieirile bobinelor nu mai pot fi scoasela exterior printre conductoare si din aceasta cauza este necesar ca prima si ultima

spira sa se gseasc la exteriorul bobinei.

12

8/2/2019 bobine.teh

13/17

Bobine realizate din conductor Dispunerea pe lat cu ajutorulProfilat pentru aparate electrice: ablonului a conductoarelor dina.-din conductor dispus pe lat bareb.-din conductor dispus pe muchie

Realizarea bobinelor din bare dispuse pe muchie. Aceste bobine seexecuta numai din conductoare neizolate, de regula intr-un strat, iar razele decurbura se coreleaz (pentru a nu aprea ruperi de material).

Dup infasurarea conductoarelor pe abloane cu maini speciale se executarecoacerea bobinelor, curatirea dup recoacere, ajustarea muchiilor interioare lacurburi, calibrarea pentru ndreptare si obinerea dimensiunilor cerute. Calibrarea seface cu placi de otel introduse intre spire, pe ablon si prin presare cu o piesahidraulica.

Ieirile bobinelor realizate din bare dispusepe lat. cu doua straturi si mai multe spire

13

8/2/2019 bobine.teh

14/17

Ieirile bobinelor concentrate din bare dispuse

pe lat cu mai multe straturi si mai multe spirea.- plasarea ultimelor spire in mod obinuitb. conductorul bobinei

c. plasarea distantorilord.-plasarea ultimilor spire

Formarea spirelor la bobinele din bare dispuse pe muchiea. cap de bobina semirotunda

14

8/2/2019 bobine.teh

15/17

b. cap de bobina drept, cu colturile rotunjitec. cap de bobina cu raze de ndoired. supraangrosarea spirei de curbura

e. bobina cu placi de hotel introduse pentru calibzarea spirelor

Spre deosebire de izolarea intre spire a bobinelor dispuse pe lat, unde se

utilizeaz fasii de micabanda sau sticlotextolit subire, cu puin mai late dectconductorul, la bobinele dispuse pe muchia izolarea spirelor intre ele se face cu benzide hrtie de azbest electrotehnic, cu latime variabila.

Izolarea spirelor Izolarea intre spire a bobinelor din bare dispuse pemuchiela bobinele dispuse pe lat a.- cu fasii dretunghiulare, cu latimea cat a bobinei

b.- cu fasii izolante cu latimea cat a conductorului

Prinderea unei bobine concentrate pe miezul Fixarea bobinelor concentrate pepolii

magnetic cu uruburi mainilor electrice1.- miez; 2.- bobina; 3.- urub de prindere a.- fixarea bobinelor neizolate

fata de masab.- fixarea bobinelor izolate fata de

masa1.- pol; 2.- izolaia fata de masa; 3.-

ramaizolanta inferioara; 4.- bobinaj; 5.-

ramaizolanta superioara; 6.- urub de

prindere

2.6.PRINDEREA BOBINELOR CONCENTRATE PE MIEZUL MAGNETIC

15

8/2/2019 bobine.teh

16/17

Bobinele executate pa carcasa izolanta se introduc pe miezul magnetic si seconsolideaz de regula prin lipire sau uruburi.

Bobinele pentru maini electrice se fixeaz pe miezul magnetic in funcie demodul de izolare.

Bobinele neizolate fata de masa se fixeaz de polii mainilor electrice, cu

ajutorul ramelor izolate.

2.7 TEHNOLOGIA DE REALIZARE A BOBINELOR PENTRUTRANSFORMATOARE

Aceste bobine se realizeaz in general, din conductoare de cupru cu seciunerotunda pana la 8 mm2+ si din bare pentru seciuni mai mari. In ultimul timp seutilizeaz si conductoare de aluminiu.

Bobinele transformatoarelor de putere mica se infasoara pe carcasa din materialelectroizolant.

Bobinele transformatoarelor de curent se infasoara direct pe miezul magnetic si

au o forma toroidala.La transformatoarele de puteri mai mari, realizarea bobinelor prezint o serie

de particularitati datorita tensiunilor diferite la care sunt supuse . la aceste bobineproblemele de izolaie joaca un rol deosebit. Intre bobinele parcurse de cureni mari,apar forte de interaciune mari si trebuie acordata o mare atenie problemelor deconsolidare.

Sensul de infasurare are o mare importanta in funcionarea bobinelor pentrutransformatoare.

Infasurarea unei bobine se poate face de la stnga la dreapta.Dispunerea infasurarilor bobinelor pe miezul transformatoarelor poate fi: concentrica,biconcentrica, alternata.

Dispunerea infasuratorilo pe miezul transformatoarelora. concentric; b. bioconcentric; c.- alternat

16

8/2/2019 bobine.teh

17/17

Dup forma constructiva, bobinele pentru transformatoare pot fi: cilindrice,spiralate, in galei, continue.

Bobinele cilindrice au spirale nvecinate pe direcia axiala strns lipite de altelesi se executa din conductor profilat izolat sau neizolat.

In comparaie cu procesul tehnologic de realizare al bobinelor cilindrice, la

bobinele spiralate se realizeaz si operaia de transpunere si de intercalare adistantelor intre spire, pentru a se obine canalul de rcire .

Bobinele in galei. Prin galei se inteleg grupe de spire din bobina, separateintre ele prin canale de rcire sau izolare.

Bobinele continue se realizeaz in mod similar cu cele confecionate din galeijumelati legai in serie, dar se evita legturile de nscriere a galeilor dubli.

Bobina cilindrica intr-un strat bobina spiralata

17