Tehnologii electrice

29
Cursul nr. 1 LATURILE ŞI STRUCTURA PROCEDEULUI DE PRODUCŢIE Prin proces de producţie se înţelege totalitatea activităţilor şi proceselor naturale care au loc în legătură cu transformarea organizată, condusă şi realizată de oameni, a obiectelor muncii (materii prime, materiale, semifabricate etc), cu ajutorul mijloacelor de muncă, în vederea obţinerii de bunuri materiale necesare satisfacerii nevoilor omului. În realizarea procesului de producţie se deosebesc două laturi principale ale acestuia, care sînt în strânsă legătură şi se intercondiţionează reciproc şi anume: - procesul tehnologic - procesul de muncă Prin proces tehnologic se înţelege acea latură a procesului de producţie, care reprezintă transformarea directă, cantitativă şi calitativă a obiectului muncii (modificarea formei, si structurii, grupării, compoziţiei chimice, amplasării şi deplasării în spaţiu etc). Prin proces de muncă se înţelege acea latură a procesului de producţie care reprezintă activitatea executantului în producţia şi circulaţia bunurilor materiale sau în îndeplinirea unei funcţii din administraţie sau din sfera neproductivă. Această activitate se caracterizează, fie printr-o muncă fizică, fie prin una intelectuală. În cazurile cînd transformarea obiectului muncii se face direct de către executant, procesul tehnologic se suprapune cu cel de muncă. Pe măsură ce munca omului este ajutată de mecanisme, procesul de producţie mecanizîndu-se, procesul tehnologic începe să se distingă de cel de muncă, ajungîndu-se ca, în cazul automatizării, să poată avea loc numai prin acţiunea automată a mijloacelor de muncă, iar procesul de muncă să se reducă la pornirea, supravegherea şi oprirea acestor mijloace. Procesul tehnologic poate avea loc şi numai datorită acţiunii tehnologice a forţelor naturale cunoscute şi folosite de om, numindu-se în acest caz proces natural. Cunoaşterea proceselor de producţie, analiza şi studierea metodică a părţilor componente ale acestora fac posibilă stabilirea şi cercetarea amănunţită a diverşilor factori care influenţează productivitatea muncii şi în acelaşi timp constituie una din premisele de bază ale perfecţionării organizării producţiei şi a muncii.

Transcript of Tehnologii electrice

Page 1: Tehnologii electrice

Cursul nr. 1

LATURILE ŞI STRUCTURA PROCEDEULUI DE PRODUCŢIE

• Prin proces de producţie se înţelege totalitatea activităţilor şi proceselor naturale care au loc în legătură cu transformarea organizată, condusă şi realizată de oameni, a obiectelor muncii (materii prime, materiale, semifabricate etc), cu ajutorul mijloacelor de muncă, în vederea obţinerii de bunuri materiale necesare satisfacerii nevoilor omului.

• În realizarea procesului de producţie se deosebesc două laturi principale ale acestuia, care sînt în strânsă legătură şi se intercondiţionează reciproc şi anume:

- procesul tehnologic

- procesul de muncă

• Prin proces tehnologic se înţelege acea latură a procesului de producţie, care reprezintă transformarea directă, cantitativă şi calitativă a obiectului muncii (modificarea formei, si structurii, grupării, compoziţiei chimice, amplasării şi deplasării în spaţiu etc).

• Prin proces de muncă se înţelege acea latură a procesului de producţie care reprezintă activitatea executantului în producţia şi circulaţia bunurilor materiale sau în îndeplinirea unei funcţii din administraţie sau din sfera neproductivă. Această activitate se caracterizează, fie printr-o muncă fizică, fie prin una intelectuală.

• În cazurile cînd transformarea obiectului muncii se face direct de către executant, procesul tehnologic se suprapune cu cel de muncă. Pe măsură ce munca omului este ajutată de mecanisme, procesul de producţie mecanizîndu-se, procesul tehnologic începe să se distingă de cel de muncă, ajungîndu-se ca, în cazul automatizării, să poată avea loc numai prin acţiunea automată a mijloacelor de muncă, iar procesul de muncă să se reducă la pornirea, supravegherea şi oprirea acestor mijloace.

• Procesul tehnologic poate avea loc şi numai datorită acţiunii tehnologice a forţelor naturale cunoscute şi folosite de om, numindu-se în acest caz proces natural.

• Cunoaşterea proceselor de producţie, analiza şi studierea metodică a părţilor componente ale acestora fac posibilă stabilirea şi cercetarea amănunţită a diverşilor factori care influenţează productivitatea muncii şi în acelaşi timp constituie una din premisele de bază ale perfecţionării organizării producţiei şi a muncii.

• Procesul de producţie poate fi foarte diferit şi poate fi realizat de către un colectiv larg de executanţi. Pentru a studia munca acestui colectiv, trebuie mai întîi stabilite sarcinile ce-i revin în producţie, astfel încît fiecare membru al său să răspundă de rezultatele muncii lui. De aceea, procesul de producţie trebuie împărţit în elemente componente, omogene din punct de vedere tehnologic, care să poată fi date ca sarcină unui anumit executant. Aceste elemente ale procesului de producţie care conturează activitatea practică şi răspunderile executantului, se numesc operaţii de muncă.

• a) Operaţia de muncă este acea parte a procesului de producţie de a cărei efectuare răspunde un executant, pe un anumit loc de muncă prevăzut cu anumite utilaje şi unelte de muncă, acţionînd asupra unor anumite obiecte sau grupe de obiecte ale muncii, în cadrul aceleiaşi tehnologii. Operaţia de muncă reprezintă, deci, un anumit nivel de diviziune a muncii pentru realizarea unui anumit proces, şi ca urmare poate fi diferită de operaţia tehnologică.

• Prin operaţie tehnologică se înţelege o parte (un stadiu) a procesului tehnologic de transformare directă, cantitativă şi calitativă a obiectului muncii într-un produs finit sau semifabricat, cu anumite caracteristici măsurabile, realizat cu ajutorul mijloacelor manuale sau cu un anumit utilaj.

Page 2: Tehnologii electrice

• Dat fiind faptul că operaţia de muncă se caracterizează prin unitatea executantului şi a locului de muncă, rezultă că acesta nu coincide întotdeaua, cu operaţia tehnologică, ea putând să înglobeze mai multe operaţii tehnologice, care se realizează succesiv de acelaşi executant, pe acelaşi loc de muncă sau să cuprindă numai anumite părţi din operaţia tehnologică, atunci când întreaga operaţie tehnologică se realizează pe mai multe locuri de muncă.

• De asemenea, operaţia de muncă poate cuprinde, pe lîngă operaţiile tehnologice şi alte elemente ale procesului de producţie care nu reprezintă transformări ale obiectului muncii care sunt necesare pentru realizarea procesului respectiv cum sunt:

• controlul tehnic al calităţii execuţiei operaţiilor tehnologice,

• transportul obiectului muncii de la o operaţie la alta şi depozitarea sau înmagazinarea acestuia în vederea realizării operaţiilor tehnologice.

• In unele cazuri, în funcţie de gradul de diviziune a muncii, operaţia de muncă poate cuprinde şi numai astfel de elemente.

• b) Faza este o parte a oparaţiai şi se caracterizează prin utilizarea aceleiaşi unelte de lucru şi aceluiaşi regim tehnologic, obieotul muncii suferind o singură transformare tehnologică. Părţile fazei care se repetă identic, se numesc treceri. Durata fazei se obţine prin înmulţirea duratei unei treceri cu numărul trecerilor, deoarece trecerea conţine toate caracterele tahnologice ale fazei pe care o compune.

• Pentru a putea determina durate necesară unei faze sau unei operaţii, cara nu se împarte în faze, este necesar studiul detaliat al muncii, sub aspectul intervenţiei directe a executantului în procesul de producţie, adică sub aspectul exclasiv al procesului de muncă.

• In acest scop, faza sau operaţia se sistematizează pe elemente simple, denumite mînuiri.

• c) Mânuirea este acea parte a procesului de muncă care reprezintă un anumit grup de mişcări ale unui excutant, determinate de un scop bine definit. Durata unei mînuiri depinde direct de proprietăţile obiectelor (greutate, mărime, formă etc), asupra cărora executantul trebuie să acţioneze. Grupările de mînuiri succesive, făcute în scopul sistematizării şi raţionalizării activităţii executantului în cadrul procesului de muncă, formează complexe de mînuiri.

• Durata fazei se obţine prin însumarea duratei de funcţionare automată a utilajalul cu cea a mînuirilor sau a complexelor de mînuiri care o compun, în măsura în care acestea nu se suprapun cu timpul de funcţionare automată.

• Defalcarea operaţiei sau fazei pînă la mînuiri nu este în toate cazurile suficientă pentru scopurile studiului muncii.

• d) Mişcarea este elementul cel mai simplu al activităţii executantului şi constă dintr-o deplasare, luare de contact sau desprindere a acestuia de utilaj sau de butoanele sale de comandă, de unealta de lucru sau de obiectul muncii asupra căruia acţionează.

Împărţirea mînuirii în mişcări se face cu scopul de a analiza mişcările efectuate şi de a elimina pe cele care se dovedesc a fi inutile pentru realizarea mînuirii, economisind în acest fel munca muncitorului.

• Se deosebesc mai multe feluri de mişcări, ca de exemplu de contact cu unul dintre obiecte, de deplasare a acestuia şi de desprindere de pe obiect. Fiecare fel de mişcare se deosebeşte după efortul necesar, amploarea, poziţia si precizia execuţiei.

• Analiza proceselor de muncă până la mişcări se dovedeşte foarte utilă în cadrul acţiunilor de organizare ştiinţifică a muncii, deoarece numai o astfel de analiză permite să se cunoască conţinutul şi esenţa lor şi să se găsească metodele necesare pentrn însuşirea lor de către toţi executanţii.

Page 3: Tehnologii electrice

2. PREGĂTIREA FABRICAŢIEI ÎNTR-O ÎNTREPRINDERE CONSTRUCTOARE DE MAŞINI ŞI APARATE ELECTRICE (M.A.E.)

• Condiţiile necesare desfăşurării procesului de producţie sunt asigurate de pregătirea fabricaţiai care se dasfăşoară îa cadrul Serviciului de pregătire a fabricaţiei. Pregătirea fabricaţiei cuprinde trei laturi:

- pregătirea tehnică

- pregătirea materială

- lansarea în fabricaţie

• Pregătirea tehnică se realizează prin două activităţi distincte:

- proiectarea produselor (în cadrul Serviciului Constructor şef);

- proiectarea tehnologică a sculelor, dispozitivelor şi verificarea (SDV-urilor) în cadrul Serviciului Tehnolog-şef în colaborare cu alte servicii).

• Pregătirea materială a fabricaţiei urmăreşte asigurarea condiţiilor materiale necesare procesului de producţie (în cadrul Serviciului Aprovizionare).

• Lansarea în fabricaţie (în cadrul Serviciului Planificare), constituie ultima etapă a pregătirii fabricaţiei. Se face pe baza comenzilor de fabricaţie. Comanda de fabricaţie se lansează în secţiile productive unde este analizată şi apoi se defalcă lucrările pe om şi pe maşină.

• In figura de mai jos se prezintă schematic, fazele pregătirii fabricaţiei unui produs.

Page 4: Tehnologii electrice

• Activitatea tehnică se finalizează prin documentaţia tehnologică care stă la baza elaborării planului economic şi financiar al întreprinderii.

• Procesul de producţie se realizează în cadrul secţiilor sau al atelierelor de care dispune întreprinderea.

• După modul cum participă la realizarea produsului, secţiile pot fi:

- de bază (turnătorii, prelucrări mecanice, bobinaj, montaj etc),

- auxiliare (furnizează energie, asigură reparaţiile şi întreţinerea),

- de deservire (transporturi interne, aprovizionare - desfacere).

• Organizarea procesului de producţie şi stabilirea proceselor tehnologice depind de volumul producţiei care urmează a se executa.

Page 5: Tehnologii electrice

Cursul nr. 2

STUDII PRIVIND TEHNOLOGIA DE EXECUŢIE A SCHEMELOR ELECTRICE DESFĂŞURATE

• Cunoaşterea corespunzătoare a tehnologiei de întocmire a proiectelor de execuţie a instalaţiilor electrice industriale, este deosebit de importantă atât în faza de elaborare a proiectelor de execuţie, cât şi în realizarea lor, precum şi în depanarea şi întreţinerea instalaţiilor şi echipamentelor.

• Forma şi conţinutul documentaţiei desenate, este stabilită prin standarde naţionale şi internaţionale.

• În general formatul adoptat în ultimul timp pentru schemele electrice este A3, fără ca acesta să fie o regulă obligatorie.

• Utilizarea unei tehnologii corecte de întocmire a schemelor electrice, cu numerotarea adecvată a planşelor şi a trimiterilor de pe o planşă pe alta, face ca formatul propus să fie comod de utilizat atât în activitatea de execuţie cât şi în activitatea ulterioară de depanare şi întreţinere.

• Pentru ca o schemă electrică desenată să aibă caracteristică de universalitate, adică de a putea fi citită corect indiferent de utilizator, primul pas constă în uniformizarea simbolurilor utilizate.

• În tabelul următor se prezintă principalele simboluri utilizate, aprobate de standardele internaţionale în vigoare.

• Reprezentarea pe schemele electrice a echipamentelor se face prin scheme convenţionale.

• Pentru acele echipamente pentru care nu există semne convenţionale stabilite, reprezentarea acestora se poate face şi prin simboluri adoptate, care însă se definesc pe schema respectivă.

• Marcarea echipamentelor se face printr-un simbol literar, indicând grupa din care face parte, urmat de un număr de ordine ce simbolizează al câtelea echipament din grupa respectivă este, parcurgând schema electrică în ordinea planşelor.

• La nevoie simbolizarea explicata în tabelul de mai sus, se poate complecta astfel:

- înaintea simbolului se trece o literă mare, indicând ansamblul de ordin superior din care acesta face parte, urmat de o cifră, reprezentând simbolul subansamblului.

Aceste două elemente sunt separate printr-o linie.

• Exemplu de notaţie de acest fel : D-3d8, ceea ce înseamnă:

- releul numărul 8 amplasat în

- dulapul 3 al

- instalaţiei de automatizare D.

• Schema electrică desfăşurată, este un element important al părţii desenate a unui proiect de execuţie şi ea cuprinde legăturile dintre echipamentele electrice, sau dintre elementele componente ale acestora, realizate într-o ordine funcţională, circuitele astfel formate fiind dispuse într-o succesiune logică, pentru a permite înţelegerea uşoară.

• Planşele pentru schemele desfăşurate mai conţin o serie de repere menite să uşureze lucrul cu acestea.

Page 6: Tehnologii electrice

• Numerotarea planşelor se face în interiorul cartuşului, în sectorul alocat numărului de pagină printr-un raport de două cifre. Prima cifră reprezintă numărul planşei respective , din totalitatea planşelor ce compun schema electrică desfăşurată, iar cea de a doua cifră reprezintă numărul total de planşe conţinut de schema electrică desfăşurată.

• Exemplu : 8/25 semnifică faptul că planşa respectivă este planşa numărul 8 din cele 25 de planşe ce constituie schema electrică desfăşurată respectivă.

• În partea superioară a chenarului planşei se trasează o compartimentare numerotată, ce va ajuta la notarea nodurilor schemei desfăşurate şi la localizarea circuitelor pe planşă. Numărul compartimentelor din partea superioară este în funcţie de densitatea schemei electrice. Un număr de 20 de compartimente este practic suficient pentru o schemă de densitate medie.

• În partea stângă a planşei se trasează o compartimentare pe verticală ce se marchează cu litere mari de tipar începând cu litera “A” de sus în jos. Aceasta va ajuta la identificarea mai uşoară a unor trimiteri între diferitele porţiuni ale schemei electrice.

• Numărul compartimentelor este de asemenea în funcţie de densitatea schemei electrice desfăşurate. Pentru o densitate medie este suficientă utilizarea a patru casete verticale.

• Modul de trasare a acestor compartimentări se prezintă în exemplul de planşă prezentat în lucrare.

• Schemele electrice desfăşurate mai prezintă o serie de date, care să permită o informare rapidă, ca de exemplu:

• - Manşeta, în care se înscrie rolul fiecărui circuit, sau grup de circuite. Manşeta se dispune dedesuptul schemei desfăşurate.

• - În dreptul fiecărui element de comandă, sau execuţie (bobine de relee, sau contactori ) se simbolizează toate contactele aparţinând aparatului respectiv, iar în dreptul fiecărui contact se înscrie circuitul în care acesta se utilizează

• - Diagramele de funcţionare ale unor echipamente (controlere, chei de comandă, comutatoare pachet ), care cuprind într-o ordine determinată, totalitatea stărilor de funcţionare succesivă ale instalaţiei, cu sau fără valori de intervale de timp între operaţiile succesive.

• - Lista echipamentului ce cuprinde toate echipamentele cuprinse în planşa respectivă. În cazul contactoarelor şi releelor acestea apar în listă doar pe planşa unde apare elementul de comană ( bobina).

• Marcarea conductoarelor şi clemelor pe schemele desfăşurate se face după unul din următoarele principii:

- principiul clemelor

- principiul nodurilor

- principiul mixt

• În continuare se va prezenta numai principiul nodurilor ce se consideră a fi cel mai indicat în schemele instalaţiilor electrice de complexitate medie şi mare.

• Prin “nod” se înţelege porţiunea de circuit cuprinsă între bornele a două, sau mai multe echipamente din schema electrică. Pe parcursul unui nod nu există intercalat nici un echipament.

• Conform acestui principiu într-o schemă electrică desfăşurată fiecare nod se marchează o singură dată, printr-o simbolizare de forma:

Page 7: Tehnologii electrice

XX . XXX

• Primul grup de două cifre indică planşa pe care se întâlneşte nodul respectiv prima dată. Primele două cifre, din cel de-al doilea grup indică poziţia din planşă, unde este întâlnit nodul prima dată şi corespunde numărului compartimentului aflat pe verticala circuitului (numărul compartimentului obţinut prin compartimentarea iniţială a planşei pe orizontală).

• Cea de a treia cifră din al doilea grup indică al câtelea nod este în zona compartimentului respectiv. De exemplu nodul 07.123 este pe planşa 7, în dreptul compartimentului (casetei) 12 şi este al treilea nod din zona casetei 12. Nodul cu denumirea 14.052 este pe planşa 14 în dreptul casetei 5 şi este al doilea nod din zona casetei respective.

• Notă : Într-o schemă electrică desfăşurată nu este voie să se găsească două noduri cu aceeaşi denumire.

• În cazul în care un nod se continuă pe o altă planşă, acesta nu îsi va modifica denumirea, el păstrându-şi denumirea primită iniţial. Trimiterea pe altă planşă se marchează prin numărul planşei unde se regăseşte continuarea nodului, urmată de litera compartimentului în zona în care se găşeşte localizată trimiterea şi un grup de două cifre ce reprezintă compartimentul, din partea superioară a planşei în zona căreia se găseşte trimiterea respectivă.

• De asemenea în locul în care soseşte pe o planşă o trimitere , trebuie codificat în acelaşi mod locul de unde vine această trimitere.

• De exemplu un nod care se continuă pe planşa 12 în zona de acţiune a compartimentului (casetei) “B” de pe partea laterală stânga a planşei şi a casetei 14 de pe partea superioară a planşei , se codifică : pl.12B14.

• Un exemplu concret de execuţie a unei planşe după principiul expus mai sus va fi prezentat în lucrarea de laborator.

• În cadrul studiului practic se propune realizarea pe două planşe a unei scheme electrice desfăşurată, utilizând principiul nodurilor, dând celor două planşe două numere de ordine neconsecutive

(Ex: pl.5/31 şi 9/31).

• Se va urmări marcarea corectă a nodurilor, a echipamentelor şi a trimiterilor.

• De asemenea se vor trasa pe planşe toate elementele ajutătoare necesare (manşetă, lista echipamentului, etc.).

Cursul nr. 3

TEHNOLOGIA DE PROIECTARE A TRANSFORMATORULUI DE REŢEA DE MICĂ PUTERE

• Transformatorul de reţea monofazat de mică putere este o componentă prezentă în aproape toate tipurile de scheme de alimentare ale aparatelor electrice şi electronice staţionare.

• El este destinat să realizeze următoarele funcţiunii:

- modifică valorile tensiunilor şi curenţilor, de la nivelul la care sunt preluate de către circuitul primar, de la reţea, la valorile cerute în circuitul sau circuitele secundarului;

- izolează galvanic faţă de reţea a şasiul aparatului electric, sau electronic, în care este montat, asigurând astfel securitatea persoanelor care îl manipulează.

Page 8: Tehnologii electrice

• Un transformator de reţea are următoarele părţi componente (fig.1.):

- carcasa electroizolantă;

- înfăşurări: primară şi secundară;

- miez magnetic;

- sistem de strângere a miezului şi de fixare a transformatorului.

• Înfăşurările primară şi secundară sunt confecţionate din conductoare de cupru, izolate cu email şi aşezate pe o carcasă din material electroizolant (preşpan, textolit, steclotextolit, material plastic, etc.).

• În interiorul carcasei se găseşte introdus miezul magnetic, constituit din tole de tablă de ferosiliciu, strânse cu o manta, sau cu şuruburi de strîngere (buloane). Tolele se obţin prin ştanţare, după care se supun unui tratament termic de recoacere, pentru detensionare şi refacerea proprietăţilor magnetice afectate de prelucrarea mecanică.

• Tehnologia de realizare a miezurilor magnetice pentru astfel de transformatoare, va fi abordată într-un studiu următor. Mantaua este realizată tot prin ştanţare, din tablă de fier de 1 - 1,5 mm grosime care apoi este acoperită galvanic.

• Întregul transformator este de obicei impregnat prin imersie în parafină topită sau lacuri ce polimerizează prin încălzire în cuptor, la

80 -100 0C.

• Tehnologia de proiectare efectivă a unui astfel de transformator implică parcurgerea unor etape successive de calcul în care se utilizează o serie de relaţii specifice. Deoarece studiul propus se referă doar la transformatoarele de mică putere (Smax=650VA), în metodologia de calcul se va apela şi la o serie de relaţii empirice, dar care au suficientă acoperire practică.

• Datele minime pentru proiectarea unui astfel de transformator de mică putere sunt:

- tensiunile de lucru din primar (U1),

- din secundar (U2),

Page 9: Tehnologii electrice

- puterea aparentă în secundar (S2), respectiv

- frecvenţa de lucru.

• În funcţie de aceste date de proiectare, mai precis în funcţie de puterea aparentă din secundar, S2 , se aleg din tabele o serie de mărimi, cum ar fi:

- randamentul,

- căderea de tensiune procentuală, secundară raportată la primar,

- inducţia magnetică, în funcţie de tipul de tolă utilizată, etc.

Cursul nr. 4

MATERIALE MAGNETICE. TEHNOLOGII DE DEBITARE

Un rol deosebit de important în structura majorităţii aparatelor electrice îl constituie circuitele magnetice (miezurile magnetice).

Clasificarea miezurilor magnetice se poate face din mai multe puncte de vedere:

I. Din punct de vedere al naturii fluxului magnetic :

a. pentru flux magnetic variabil;

b.pentru flux magnetic constant;

II. Din punct de vedere al construcţiei materialului magnetic:

a. miez magnetic din tole ( utilizabil atât pentru fluxuri magnetice variabile în timp, cât şi pentru fluxuri magnetice constante în timp);

b. miez magnetic masiv ( utilizabil doar pentru fluxuri magnetice constante în timp).

III. Din punct de vedere al construcţiei miezului magnetic:

a. miez magnetic în construcţie compactă;

b. miez magnetic în construcţie divizată (cu canale de răcire).

Materialele din care se execută miezurile magnetice pentru transformatoare şi aparate electrice trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

1. Să prezinte o permeabilitate magnetică cât mai mare

Dependenţa B = f(H) se numeşte curbă de magnetizare.

În figura 1 se prezintă două curbe de magnetizare pentru două tipuri de materiale magnetice.

μ= BH

Page 10: Tehnologii electrice

Fig. 1 Diagrame B=f(H) materiale magnetice “moi” şi “dure”

După forma acestei caracteristici materialele magnetice se împart în materiale magnetice “moi” cu caracteristică prezentată în fig.1.a. şi materiale magnetice “dure” cu caracteristica prezentată în fig.1.b.

2. Remanenţa magnetică la materialele ce se folosesc la circuitele magnetice ale transformatoarelor şi aparatelor electrice, trebuie să fie cât mai mică , adică suprafaţa curbei de histerezis să fie cât mai mică.

Aceasta implică pierderi prin curenţi Foucault cât mai mici. Aceste condiţii sunt îndeplinite de materialele magnetice moi (fig 1.a).

3. Să reziste la solicitările mecanice provocate de forţele şi cuplurile ce se produc în timpul funcţionării masinilor şi aparatelor electrice , datorită forţelor electromagnetice, forţelor centrifuge, oscilaţiilor mecanice, dilataţiilor produse din cauza variaţiilor de temperatură, etc.

Materialul utilizat, care îndeplineşte în mare măsură condiţiile impuse anterior, este aliajul de fier şi siliciu. Introducerea de siliciu determină o micşorare a conductivităţii termice şi a inducţiei de saturaţie a fierului cu 0,057 T, pentru fiecare procent de siliciu.

Procentul de siliciu variază însă, la tablele electrotehnice pentru miezuri între 1 - 4%, pentru că la o concentraţie mai mare de Si tabla devine casantă.

Tabla silicioasă se obţine prin două tehnologii de fabricaţie şi anume prin laminare la cald şi laminare la rece.

Tabla silicioasă obţinută prin laminare la cald are un conţinut de

2 - 4% Si.

După prelucrările mecanice de ştanţare sau presare a pachetelor de tole acestea sunt supuse unui tratament de recoacere la temperatura de 800oC, în urma căruia scad tensiunile interne.

Pentru execuţia tolelor se utilizează tablă silicioasă de 0,2mm grosime , până la 0,5mm grosime.

Tabla silicioasă cu grosimea de de 0,2mm se foloseşte la realizarea circuitelor magnetice pentru frecvenţe ridicate ale câmpului magnetic ( peste câteva mii de Hz.), iar cele cu grosimea de 0,35mm pentru transformatoare electrice de putere.

Tolele fabricate din tablă silicioasă de 0,5mm se utilizează la fabricarea miezurilor pentru maşini şi generatoare electrice.

Page 11: Tehnologii electrice

Tabla silicioasă laminată la rece, denumită şi “texturată”, sau cu cristale orientate, prezintă o serie de avantaje faţă de cea laminată la cald. Fiind un material anizotrop, cu proprietăţi magnetice superioare pe direcţia de laminare, este larg utilizată la execuţia miezurilor magnetice pentru transformatoare

Principalele caracteristici ale tablei silicioase laminate la rece sunt: Bs = 2,03T; Hc=16A/m; =7650kg/m3. O altă caracteristică a tablei silicioase laminate la rece este faptul că este foarte sensibilă la acţiunea solicitărilor mecanice.

De exemplu, permeabilitatea magnetică maximă scade de 2,5 ori când presiunea creşte la 105 N/m2

După efectuarea unor astfel de prelucrări mecanice, tablele electrotehnice se supun unui tratament termic de recoacere la temperatura de 800o C., pentru refacerea structurii cristalografice.

În miezurile magnetice ale maşinilor electrice, transformatoarelor şi aparatelor electrice ce lucrează în curent alternativ apar pierderi datorate curenţilor turbionari.

De aceea toate aceste miezuri se construiesc din tole, iar acestea, pentru a se micşora traseele curenţilor turbionari, implicit şi a pierderilor se izolează între ele.

Izolarea toleleor se efectuează cu pelicule de lac, cu straturi de oxizi ceramici, sau pelicule pe bază de fosfaţi, straturile izolante fiind foarte subţiri şi netede, obţinându-se astfel şi un factor de umplere ridicat (0,97 - 0,96)

Tehnologia de fabricare a tolelor implică în prima fază tăierea tablelor electrotehnice, livrată de furnizori de obicei sub formă de rulouri, cu lăţimea de aproximativ 1,1m.

Pentru utilizare tabla electrotehnică trebuie debitată în fâşii, această operaţie tehnologică se face cu ajutorul unor foarfece cu role, a căror construcţie este prezentată în figura 2.

Fig. 2 Structura şi dispunerea rolelor tăietoare

În figura numărul 3 se arată modul incorect de aşezare a rolelor, ceea ce duce la deformarea benzilor în zonele marginale, cu repercursiuni asupra calităţii tolelor.

Fig. 3. Dispunerea incorectă a rolelor tăietoare

Page 12: Tehnologii electrice

Utilizarea acestor tipuri de foarfeci duc la o productivitate ridicată, sunt relativ silenţioase, realizează fâşii drepte fără bavuri , ceea ce va asigura obţinerea ulterioară a unor tole de calitate.

Forţa necesară la nivelul fiecărei perechi de role se calculează cu relaţia:

g - grosimea tablei în mm.

- rezistenţa la forfecare în daN/mm2.

- unghiul de prindere, calculat cu relaţia:

în care : D - diametrul rolei tăietoare

e - mărimea suprapunerii ( vezi fig.1).

Practic e = g.

Tehnologia de realizare a tolei implică în continuare operaţia de ştanţare , conform profilului de tolă dorit (manta,

E + I, I, etc.).

Pentru alegerea presei adecvate ştanţării calitative a tolei, este necesar să se cunoască forţa de ştanţare dezvoltată de presă şi transmisă la gura de tăiere a ştanţei.

Aceasta se calculează cu relaţia:

din relaţia de mai sus avem :

p - perimetrul conturului de decupare în mm.

g - grosimea tablei în mm.

Ştanţele, în funcţie de complexitatea lor sunt de mai multe feluri: cu acţiune simplă, cu acţiune succesivă, cu acţiune combinată.

Cele mai utilizate tole pentru construcţia transformatoarelor şi aparatelor electrice sunt cele în manta şi cele de tipul E+I

F=0,5⋅g

2

⋅τ f2⋅tgϕ

τ fcos ϕ=1− e+g

D

F=1 ,25⋅p⋅g⋅τ f

Page 13: Tehnologii electrice

Cursul nr. 5

STUDIUL TEHNOLOGIEI DE REALIZARE A MIEZURILOR MAGNETICE

Tehnologia de realizare a miezurilor magnetice ale transformatoarelor şi aparatelor electrice reprezintă un segment important al procesului tehnologic de fabricaţie.

Studiul urmăreşte prezentarea principalelor metode ale procesului tehnologic de fabricaţie precum şi o clasificare a miezurilor magnetice ale transformatoarelor şi aparatelor electrice, după forma tolei.

În sensul celor expuse anterior, se poate face o clasificare a tipurilor principale de miezuri magnetice şi anume:

- miezuri împachetate din tole simple,

- miezuri împachetate din tole profil,

- miezuri spiralate.

La confecţionarea miezurilor magnetice ale transformatoarelor se foloseşte tabla silicioasă, laminată la rece cu cristale orientate pe direcţia liniilor de cîmp, după cum este reprezentat şi în Figura 1, cu o grosime aproximativ între 0,3-0,35mm sau se mai foloseşte tablă laminată la cald împreună cu alte aliaje.

Miezurile magnetice se asamblează din tole aşezate ţesut, straturile de tole alternând, ca în Figura 1.

Fig.1 Alternarea straturilor de tole la procesul tehnologic de împachetare

prin ţesere a unui miez magnetic cu două coloane

Procesul tehnologic de realizare a miezurilor magnetice din tole simple cuprinde, următoarele etape:

1.Debitarea este un proces tehnologic ce constă în tăierea tablei electrotehnice, ce are lăţimea iniţială de 1,1m (forma de livrare fiind sub formă de rulou), în benzi cu ajutorul unei maşini de debitat cu role (a se vedea studiul anterior), obţinându-se benzi având o lăţime corespunzătoare treptelor miezului magnetic.

Page 14: Tehnologii electrice

2.Debitarea şi ştanţarea tolei este o operaţie ce se execută pe o maşină automată de debitat, cu ajutorul acesteia se realizează în ordine succesivă urmăzoarele operaţiuni: debavurarea, debitarea la lungime, strivirea şi sortarea automată a tolelor.

Recoacerea este o operaţie care se efectuează deoarece în urma operaţiilor de mai sus tabla silicioasă, texturată, îşi schimbă de obicei caracteristicile.

Recoacerea are ca scop, refacerea structurii cristalografice ce constă în încălzirea tablei până la o temperatură de 800°C pentru a împedica oxidarea şi deformarea acesteia.

Recoacerea se efectuează într-un cuptor tunel, în flux continuu, având avantajul posibilităţii de a renunţa la atmosfera controlată datorită timpului foarte scurt de tranzitare (sub un minut) şi astfel nu este posibilă oxidarea tablei.

În urma recoacerii corecte, prin refacerea structurii cristalografice, pierderile în fier pot fi reduse cu circa 30% faţă de cele ale tolei rezultată după debitare.

Împachetarea şi strângerea miezului este o operaţie prin care miezurile magnetice ale unităţilor mici au straturile compuse din câte o singură tolă, iar miezurile magnetice ale unităţilor mari au straturile din două sau trei tole (Fig. 2.).

La împachetare se respectă numărul de trepte şi dimensiunile acestora.

În cazul transformatoarele mari cu miez magnetic care au un diametru de circa 300-350mm se utilizează miezuri divizate şi anume: cu canal de răcire (prin care circulă ulei de răcire).

La asamblarea tolelor din tablă laminată la rece trebuie ţinut cont de locurile de îmbinare dintre coloane şi juguri iar liniile de câmp magnetic pe anumite porţiuni au direcţia perpendiculară pe cea a orientării cristalelor adică zonele haşurate din Figura 1 ceea ce duce la creşterea curentului de magnetizare şi a pierderilor în fier. De aceea se recomandă modurile de asamblare prin teşirea capetelor tolelor.

Strângerea miezurilor se face cu ajutorul buloanelor de strângere izolate faţă de miez prin tuburi izolante din preşpan, pentru a evita scurtcircuitarea tolelor iar la transformatoare mari se folosesc plăci de strângere care se aplică pe suprafaţa miezului.

Controlul tehnic al împachetării este o operaţie tehnologică ce constă în măsurarea pierderilor, de obicei controlul tehnic se efectuează mai ales la transformatoarele mari.

Procesul tehnologic de fabricaţie a miezurilor din tole profil este un proces tehnologic ce se foloseşte de obicei la transformatoarele mici şi la electromagneţi şi se realizează din tole în formă de I , U, E. Pentru închiderea circuitului magnetic se utilizează tole în formă de I. Procesul tehnologic cuprinde următoarele operaţii:

Prima etapă constă în debitarea tablei în benzi corespunzătoare planului dimensional ales.

A doua etapă constă în ştanţarea tolei profil şi este o operaţie ce se efectuează cu o ştanţă simplă, executându-se în baza unui plan de tăiere al benzii, acest plan trebuie să aibă o eficacitate economică maximă.

A treia etapă este debavurarea şi raelizează prin polizare ,cu piatră abrazivă, cu o maşină specială de debavurare.

Page 15: Tehnologii electrice

Etapa a patra constă în împachetarea şi strângerea tolelor, fiind o etapă ce se execută de obicei odată cu asamblarea bobinei pe miezul magnetic, dar există şi cazuri când aceasta se execută separat şi apoi se introduce bobina. Împachetarea acestor miezuri se poate realiza prin ţesare.

Prin procesul tehnologic de fabricaţie a miezurilor magnetice spiralate se obţin miezuri magnetice ce pot fi în formă toroidală, dreptunghiulară, divizate sau împachetate.

Tehnologia de fabricaţie a acestor miezuri este foarte simplă şi constă în debitarea tablei în benzi şi spiralarea acesteia, iar apoi lipirea capetelor.

Tehnologiile de execuţie a miezurilor magnetice prezentate anterior , au aplicabilitate în special în construcţia miezurilor magnetice pentru transformatoarele de mică putere.

Tehnologia miezurilor mgnetice pentru aparatele electrice prezintă particularităţi, în funcţie de anumiţi parametrii constructivi, sau de tipul curentului utilizat (continuu, sau alternativ). Astfel în cazul electromagneţilor, care sunt elementele principale ce conţin circuit magnetic, din construcţia aparatelor electrice, privind prin prisma tipului curentului avem două mari categorii şi anume:

- electromagneţi de curent continuu

- electromagneţi de curent alternativ

Electromagneţii pentru curent alternativ, datorită faptului că avem un câmp electromagnetic generat alternativ, miezul se execută din tole, cu o tehnologie asemănătoare cu cea pentru transformatoare, prezentată anterior.

În cazul electromagneţilor de curent continuu, unde fluxul magnetic generat este constant în timp, tolele se pot executa din material masiv, fiind realizate prin tehnologii de turnare, prelucrare mecanică, sau procese de sinterizare.

Principalele două forme constructive sunt electromagneţii de tip solenoid şi electromagneţii de tip clapetă, a căror reprezentare este ilustrată în Figurile 7 şi 8

Electromagneţii de curent continuu, pentru flux constant, sunt confecţionaţi din oţel masiv, iar ca o particularitate a electromagneţilor de curent continuu amintim pericolul ca după întreruperea curentului electric, din cauza magnetismului remanent, armătura mobilă să nu se desprindă.

De aceea la aceştia se prevede un întrefier de circa 0,1mm realizat cu distanţoare din material nemagnetic, nituri sau foi de cupru fixate în capătul din interiorul armăturii mobile.

Electromagneţii de curent alternativ au miezurile împachetate din tole de profil sau spiralate. În procesul tehnologic de fabricaţie a miezurilor magnetice pentru curent alternativ, amintim următoarele particularităţi:

- fixarea spirelor în scurtcircuit;

- rectificarea suprafeţelor de lucru;

În Figura 9 este redată forma unui miez pentru electromagneţi de curent alternativ:

Rectificarea suprafeţelor de lucru se execută pe maşina de rectificat, care are o masă magnetică, şi are ca scop reducerea la maxim a întrefierului.

Page 16: Tehnologii electrice

Tehnologia miezurilor magnetice presate din pulberi, este un proces care cuprinde o gamă largă de operaţii tehnologice, avantajul esenţial pe care îl prezintă aceste miezuri faţă de cele împachetate, se manifestă de obicei la miezurile de formă complicată şi anume la piesele polare şi miezurile cu crestături de la micromotoare.

Miezurile se execută prin presare în matriţe, eliminându-se consumul mare de muncă pentru ştanţare şi împachetarea tolelor, mărindu-se coeficientul de umplere al crestăturilor.

Se utilizează amestecuri de pulbere metalică sau oxizi metalici şi siliciu, ce permite micşorarea pierderilor prin curenţi turbionari.

Pentru miezurile magnetice ale transformatoarelor, statoarelor şi rotoarelor din industria maşinilor electrice se folosesc materiale magnetice moi (pulberi din fier, carbonil), iar pentru miezurile magnetice ale unor transformatoare de putere mică şi frecvenţă ridicată cum ar fi transformatoarele de reţea, transformatoare de linie la televizoare,etc. se folosesc ferite magnetice moi.

Procesul tehnologic de fabricaţie a miezurilor magnetice presate din pulberi este constituit din următoarele operaţii :

Prepararea este o operaţie care se execută prin amestecarea de pulberi, pentru a obţine compoziţia optimă pentru miezul magnetic dorit.

Feritizarea este un procedeu ce se execută prin încălzirea amestecului de pulberi la 900-1000C. Acest procedeu se execută doar pentru ferite, pentru celelalte amestecuri nu este necesar.

Formarea este o operaţie care se execută prin presarea în matriţe, cu ajutorul unor prese hidraulice, având ca scop obţinerea unei densităţi uniforme a materialului, precum şi eliminarea golurilor.

Tratamentul termic este un procedeu ce urmăreşte polimerizarea liantului, stabilirea proprietăţilor electromagnetice şi înlăturarea crustelor materialului formate în urma presării.Temperatura diferă de la un material la altul.

Operaţiile tehnologice prezentate în continuare, împachetarea miezului magnetic, eventualele prelucrări finale, respectiv controlul acestora sunt în general comune indiferent de tipul miezului magnetic.

Împachetarea miezurilor este o operaţie care se aplică la maşinile de curent alternativ formate din tole izolate între ele cu lacuri de răşini. La miezurile magnetice masive presate din pulberi această operaţie se exclude.

Prelucrările finale se execută numai în cazurile strict necesare constând în special din prelucrări mecanice de finisare.

Controlul miezurilor magnetice este o operaţie tehnologică care se aplică la miezurile împachetate, prin care se controlează calitatea presării, greutatea, lipsa bavurilor în crestături, lipsa decalării tolelor, calitatea nituirii.

Tehnologia de execuţie miezurile aparatelor şi maşinilor electrice, prezintă o importanţă deosebită deoarece printr-o corectă realizare, se permite reducerea pierderilor în circuitele magnetice, imfluenţându-se randamentele de funcţionare ale acestor echipamente.

În cadrul studiului practic se vor analiza diferite tipuri de miezuri magnetice şi se vor realiza practic diferite tipuri de împachetări.

Rezultatele observaţiilor se vor trece într-un tabel.

Page 17: Tehnologii electrice

Cursul nr. 6

TEHNOLOGIA DE EXECUŢIE A TOLELORPENTRU MIEZURILE MAGNETICE ALEMAŞINILOR ELECTRICE ROTATIVE

În construcţia miezurilor magnetice utilizate la maşinile electrice rotative, miezul magnetic rotoric şi statoric pentru maşile electrice de curent alternativ (sincrone şi asincrone), precum şi miezul rotoric de la maşinile de curent alternativ, denumite şi miezuri magnetice pentru flux variabil, se utilizează tabla silicioasă laminată la rece.

Această tablă sislicioasă, se livrează de firmele producătoare, de obicei în rulouri cu lăţimea maximă de 1,1m. De aici rezultă că diametrul maxim al unui miez magnetic ce se poate realiza, dintr-o singură tolă este de 1,1 m, ceea ce asigură acoperirea aproape în totalitate a tipodimensiunilor de tole magnetice.

Pentru diametre mai mari de 1,1 m se recurge la modalitatea de execuţie a miezurilor magnetice din segmente de tole.

Procesul tehnologic de realizare a unei perechi de tole statorice şi rotorice implică o serie de operaţii succesive.

Prima operaţie tehnologică constă în debitarea tablei silicioase.

Acestă operaţie tehnologică implică două faze tehnologice şi anume: debitarea tablei silicioase în fâşii de lăţime “L” mai mare cu 5 - 10 mm decât diametrul exterior al tolei statorice ce urmează a se fabrica urmată de o debitare în pătrate, utilizând o ghilotină.

A doua operaţie tehnologică poartă denumirea de centrare.

Aceasta constă într-o ştanţare în urma careia se obţin “centrul fals” al tolei, orificiile care vor constitui “locaşul de pană rotor”, “semnul de împachetare” al tolei rotor şi orificiul pentru “ştiftul de antrenare”.

Toate aceste repere sunt prezentate în figura 1.

Centrul fals reprezintă un orificiu central, al cărui diametru “d” este în funcţie de caracteristicile constructive ale presei de ştanţare şi anume este egal cu diametrul dornului de centrare existent pe masa rotativă a presei.

Uzual este cuprins între 40 - 60 mm.

Orificiul pentru locaşul de pană al rotorului se ştanţează la distanţa “D2” corespunzătoare diametrului interior al tolei rotor.

Următoarea operaţie tehnologică este “ Ştanţarea diametrului exterior De şi al semnului de împachetare al tolei stator”.

Semnul de împachetare al tolei stator va constitui în final şi locaşul de pană pentru asigurarea contra rotirii a miezului stator în carcasă. Aceste elemente, diametrul exterior De, precum şi semnul de împachetare al tolei stator sunt figurate tot pe fig.1.

Page 18: Tehnologii electrice

A patra operaţie în cadrul tehnologiei de execuţie a tolelor pentru maini electrice rotative o constituie “ştanţarea crestăturilor statorice”.

Această operaţie se execută tot prin ştanţare, în urma ei rezultând forma finală a tolei statorice.

Tipul constructiv al presei impune forma constructivă a ştanţei, în sensul că dacă se utilizează o presă de ştanţare “pas cu pas” aceasta va avea forma unuei crestături.

Centrarea semifabricatului se face pe “centrul fals”, iar rotirea acestuia se face cu ajutorul unui ştift de antrenare (vezi fig.1) şi a unui mecanism de divizare corespunzător.

După terminarea ştanţării tuturor crestăturilor statorice, printr-o ştanţare ulterioară se decupează diametrul interior “D” al tolei statorice, rezultând forma finală a acesteia.

Centrarea semifabricatului se face pe “centrul fals”, iar rotirea acestuia se face cu ajutorul unui ştift de antrenare (vezi fig.1) şi a unui mecanism de divizare corespunzător.

După terminarea ştanţării tuturor crestăturilor statorice, printr-o ştanţare ulterioară se decupează diametrul interior “D” al tolei statorice, rezultând forma finală a acesteia.

În cazul utilizării unei ştanţe combinate (ştanţă bloc) decuparea crestăturilor statorice şi a diametrului interior al tolei statorice “D” se poate face dintr-o singură presare.

În fig. 2 se prezintă elementele ce intervin în operaţia de ştanţare a crestăturilor statorice.

Următoarea operaţie o constituie “ştanţarea crestăturilor rotorice”, ce se face în mod identic cu ştanţarea crestăturilor statorice, schimbând forma ştanţei şi a discului de divizare de la presa pas cu pas.

Dacă se utilizează o presă de ştanţare de tip pas cu pas , după terminarea ştanţării crestăturilor statorice , urmează operaţia de ştanţare a diametrului exterior rotoric Dr.

În cazul utilizării unei ştanţe bloc, printr-o singură operaţie de ştanţare se obţine forma finală a tolei rotorice.

Ultima operaţie în tehnologia de ştanţare a tolelor pentru maşini electrice rotative o constituie “ştanţarea diametrului interior rotoric Dir”.

Această operaţie se execută dintr-o singură ştanţare pe diametrul Dir , cu tola centrată pe diametrul fals, rezultând locaşul de pană şi semnul de împachetare al tolei rotor din, locaşul ştiftului de antrenare.

Elementele cu privire la tola rotorică se prezintă în fig. numărul 3.

La motoarele electrice de puteri mici, la care întrefierul este mic, diametrul final al rotorului Dr se realizează după împachetare, printr-o operaţie de strunjire.

Page 19: Tehnologii electrice

Cursul nr. 7

STUDIUL TEHNOLOGIEI DE EXECUŢIE A BOBINAJELOR

Tehnologia bobinajelor reprezintă un domeniu foarte important în execuţiea maşinilor şi aparatelor electrice, din totalul volumului de manoperă ce se alocă realizării unei maşini electrice, sau aparat electric, ponderea lucrărilor de bobinaj reprezintă 20 până la 40 de procente.

De calitatea execuţiei bobinajelor, precum şi de calitatea materialelor folosite, depinde în mare măsură performanţele şi fiabilitatea maşinilor şi aparatelor electrice.

Materialele folosite în fabricaţia bobinajelor se împart în două mari categorii şi anume: materiale conductoare (conductoare pentru bobinaj) şi materiale electroizolante.

Conductoarele pentru bobinaj utilizate în construcţia aparatelor şi maşinilor electrice se pot clasifica din mai multe puncte de vedere.

Din punct de vedere al izolaţiei , conductoarele se clasifică în conductoare izolate şi neizolate, cele neizolate utilizându-se pentru secţiuni mari ale căilor de curent.

Conductoarele de bobinaj pentru secţiuni mari se utilizează sub formă neizolată deoarece în momentul formării bobinelor, datorită tensiunilor mecanice mari ce apar, stratul electroizolant se ditruge.

La acest tip de bobine izolarea conductoarelor se face după realizarea bobinelor.

Un alt sistem de clasificare al conductoarelor este după forma secţiunii conductorului.

Astfel conductoarele pentru bobinaje, din acest punct de vedere pot fi cu secţiune rotundă, având

S < 6mm2, sau dreptunghiulară (profilată), având 6mm2<S< 20mm2 .

Conductoarele având secţiunea S>20mm2 se numesc bare profilate.

Codificarea conductoarelor izolate se face printr-un indicativ înscris după cifra care indică dimensiunea geometrică a conductorului şi care defineşte tipul şi natura izolaţiei.

Indicativele izolaţiilor pentru conductoarele de bobinaj utilizate la noi în ţară sunt:

EP - conductor rotund izolat cu lac poliamidic (clasă de izolaţie Y );

EU - conductor rotund izolat cu lac poliuretic (clasă de izolaţie E );

EPU - conductor rotund izolat cu lac poliamidic modificat cu lac poliuretic (clasă de izolaţie B );

ET - conductor rotund izolat cu lac tereftalic (clasă de izolaţie F );

PET - conductor profilat izolat cu lac tereftalic (clasă de izolaţie F );

PS - Conductor profilat izolat cu un strat de fibră de sticlă (clasă de izolaţie B ,sau F în funcţie de natura lacului de încleiere utilizat);

P2S - conductor profilat izolat cu două straturi de fibră de sticlă (clasă de izolaţie B ,sau F în funcţie de natura lacului de încleiere utilizat);

Page 20: Tehnologii electrice

H, 2H, 3H,....- conductor rotund izolat cu hârtie în 1, 2, 3,...straturi (clasă de izolaţie A - se utilizează pentru bobinaje imersate în cuvă de ulei);

PH, P2H, P3H,...- conductor profilat izolat cu hârtie în 1, 2, 3, ...straturi (clasă de izolaţie A - se utilizează pentru bobinaje imersate în cuvă de ulei);

Exemplu de codificare: 2,5 EU - conductor rotund cu diametrul de 2,5mm, izolat cu lac poliuretic (clasa de izolaţie E).

Materialele electroizolante. Cele mai utilizate materiale electroizolante, utilizate în tehnologia de execuţie a bobinajelor sunt următoarele :

a) Materiale dielectrice pe bază de celuloză : hârtia, preşpanul, firele de bumbac (utilizate ca bandă pentru consolidare).

b) Materiale dielectrice pe bază de mică : micafoliul, micabanda, micanita.

c) Materiale electroizolante pe bază de fibră de sticlă: benzi şi ţesături pe bază de fibră de sticlă impregnate, sau neimpregnate; poliglasul care are proprietatea de termoducisabilitate (se întăreşte la cald) şi se utilizează la bandajarea capetelor frontale ale bobinajelor rotorice.

d) Lacurile de impregnare şi lacurile de acoperire (oleobituminoase, epoxidice, poliesterice, etc.)

Tehnologia de execuţie a bobinajelor concentrate diferă în funcţie de conductorul utilizat.

Bobinajele din conductor rotund se realizează prin depănare direct pe miezul magnetic, pe o carcasă electroizolantă, sau pe şablon.

Fig. 1 Bobinaj solenoidal

Bobinajele depănate pe carcase se utilizează la transformatoare şi alte aparate electrice (contactori, relee , etc.).

Carcasa se realizează din diferite materiale electroizolante cum ar fi cartonul tip preşpan , sau din materiale plastice turnate.

Pentru produse unicat, sau serie relativ mică se pot utiliza carcase cu pereţi demontabili, a căror tehnologie de execuţie se va prezenta în continuare.

Page 21: Tehnologii electrice

Dimensionarea carcasei se face în funcţie de mărimile miezului magnetic a, b, c şi grosimea materialului dielectric d, din care se execută carcasa. Desenul de execuţie pentru o astfel de carcasă se prezintă în figura 2.

Din fiecare reper prezentat în figura 2 se execută câte două bucăţi.

Carcasa, indiferent dacă este construită din repere, sau este din material electroizolant turnat, se intruduce pe un şablon de lemn, cu dimensiuni şi formă corespunzătoare, în vederea fixării acesteia pe maşina de bobinat.

Maşinile de bobinat sunt manuale, sau automate şi permit înfăşurarea rapidă a conductorului pe carcasă, contorizând în acelaşi timp numărul de spire înfăşurate.

Bobinarea conductorului se execută în straturi suprapuse, spiră lângă spiră, într-un singur sens de rotaţie. Între straturi, pentru reducerea pericolului străpungerii şi uşurarea procesului de înfăşurare se introduce un strat izolator din hârtie de condensator, sau preşpan.

Stratul izolator este obligatoriu, când tensiunea între două spire vecine, din straturi suprapuse succesive, depăşeşte 25V.

Dacă se execută bobinarea unui transformator între înfăşurarea primară şi secundară, pentru reducerea pericolului străpungerii, în special la diferenţe mari de potenţial, se introduce un strat izolant de preşpan.

În exteriorul bobinajului se execută un înveliş de protecţie de obicei din preşpan. Înainte de scoaterea bobinelor de pe şablonul maşinii de bobinat ele se consolidează.

Tehnologia de execuţie a bobinajelor pentru transformatoare şi aparate electrice, din conductor rotund, are ca ultimă operaţie impregnarea acestora. Impregnarea se realizează cu lacuri, sub vid şi presiunea prescrisă pentru tipul respectiv de lac. După uscare la temperatura prescrisă se obţine un înveliş de calitate superioară, fără incluziuni gazoase, care ar înrăutăţi răcirea bobinajului.

Bobinele concentrate din bare, au particularităţi din punct de vedere al tehnologiei de execuţie, datorită secţiunii mari a acestora.

Dintre aceste particularităţi amintim:

1. Datorită tensiunilor mecanice ce apar în timpul bobinării, izolaţia acestora s-ar deteriora, de aceea aceste conductoare sunt neizolate. În timpul bobinării, între spire se lasă spaţiu pentru introducerea ulterioară a materialului izolator.

2. Şabloanele folosite, ca de altfel şi maşinile de bobinat sunt mult mai robuste, decât în cazul anterior.

3. Datorită problemelor legate de realizarea conexiunilor la capetele de bobină, aceste trebuie executate astfel încât prima şi ultima spiră a bobinajului să se găsească pe stratul de la exterior.

Acest lucru se realizează în mod diferit la bobinele concentrate şi la bobinele în galeţi.

La bobinele concentrate tehnologia de execuţie este următoarea:

Dacă de exemplu bobina este din 12 spire în trei straturi suprapuse, se trasează la un capăt al barei un reper, la o lungime l1=2lm., unde lm este lungimea medie a unei spire a bobinei.

Page 22: Tehnologii electrice

Bobinarea se începe de la acest reper, depănându-se spirele 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, cu observaţia că deasupra spirei 1 se pune un distanţor de mărimea a două spire suprapuse. Modul de aranjare a spirelor este prezentat în figura 3.

După consolidarea spirei 10, se întoarce bobina, se scoate distanţorul şi se bobinează spirele 11 şi 12 suprapus, din porţiunea de conductor rămasă.

Aceleaşi probleme privitor la capetele de bobină apar şi în cazul execuţiei bobinajelor din bare în galeţi. Se va exemplifica tehnologia de execuţie tot pe un număr de 12 spire, împărţite în doi galeţi de câte 6 spire suprapuse.

Lungimea totală a barei se împarte în două părţi egale marcându-se acest loc.

Pe locul marcajului se execută o “îngenunchiere”, ce va reprezenta de fapt trecerea de la un galet la celălalt. Se fixează pe şablon bara în locul în care s-a trasat marcajul şi se începe bobinarea spirelor 1,2,3,4,5,6, conform desenului din figura 4.

Se întoarce şablonul şi se execută, în acelaşi sens de rotaţie, bobinarea spirelor 7,8,9,10,11,12.

După terminarea operaţiei de bobinare se consolidează capetele de bobină şi se scoate şablonul.