tehnologia bobinajelor

44
TEHNOLOGIA BOBINAJELOR 1. Principalele caracteristici si probleme ale tehnologiei bobinajelor Tehnologia bobinajelor reprezintă un domeniu specific și foarte important al tehnologiei mașinilor electrice și transformatoarelor. La aceasta contribuie, în primul rând, cerințele pe care trebuie să le îndeplinească bobinajele în ceea ce privește rigiditatea dielectrică, rezistența de izolație, pierderile dielectrice, rezistența mecanică, stabilitatea termică, rezistența la umiditate, higroscopicitatea. Combinarea prin variate procedee a conductoarelor de cupru sau aluminiu cu diferitele material electroizolante, determină de asemenea într-o mare masura caracterul specific al tehnologiei bobinajelor. Introducerea în construcția mașinilor electrice și transformatoarelor a unor material electroizolante noi (rășini epoxidice poliesteri) în vederea îmbunătățirii caracteristicilor electrice, reducerii gabaritelor și cresterii siguranței în exploatare, necesită elaborarea și asimilarea în producție a unor procedee tehnologice corespunzatoare. În particular, izolarea bobinajelor prin înglobare în masa plastică, creșterea coeficientului de umplere a crestăturii prin utilizarea foliilor de mase plastic inlocuirea materialelor

Upload: marius-sorin

Post on 05-Dec-2014

189 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Tehnologia bobinajelor reprezintă un domeniu specific și foarte important al tehnologiei mașinilor electrice și transformatoarelor. La aceasta contribuie, în primul rând, cerințele pe care trebuie să le îndeplinească bobinajele în ceea ce privește rigiditatea dielectrică, rezistența de izolație, pierderile dielectrice, rezistența mecanică, stabilitatea termică, rezistența la umiditate, higroscopicitatea. Combinarea prin variate procedee a conductoarelor de cupru sau aluminiu cu diferitele material electroizolante, determină de asemenea într-o mare masura caracterul specific al tehnologiei bobinajelor.

TRANSCRIPT

Page 1: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

1. Principalele caracteristici si probleme ale tehnologiei bobinajelor

Tehnologia bobinajelor reprezintă un domeniu specific și foarte important al tehnologiei mașinilor electrice și transformatoarelor. La aceasta contribuie, în primul rând, cerințele pe care trebuie să le îndeplinească bobinajele în ceea ce privește rigiditatea dielectrică, rezistența de izolație, pierderile dielectrice, rezistența mecanică, stabilitatea termică, rezistența la umiditate, higroscopicitatea. Combinarea prin variate procedee a conductoarelor de cupru sau aluminiu cu diferitele material electroizolante, determină de asemenea într-o mare masura caracterul specific al tehnologiei bobinajelor.

Introducerea în construcția mașinilor electrice și transformatoarelor a unor material electroizolante noi (rășini epoxidice poliesteri) în vederea îmbunătățirii caracteristicilor electrice, reducerii gabaritelor și cresterii siguranței în exploatare, necesită elaborarea și asimilarea în producție a unor procedee tehnologice corespunzatoare. În particular, izolarea bobinajelor prin înglobare în masa plastică, creșterea coeficientului de umplere a crestăturii prin utilizarea foliilor de mase plastic inlocuirea materialelor electroizolante scumpe ți deficitare fără o scădere a calității bobinajelor, reprezintă orientări constructiv-tehnologice, determinate de progresele realizate în elaborarea materialelor electroizolante.

Prețul ridicat și caracterul deficitar al cuprului menține actuala preocuparea pentru economisirea lui. Înlocuirea cuprului prin aluminiu, care incepe să se extinda și în domeniul mașinilor electrice și transformatoarelor de mică putere, pune probleme tehnologice noi, mai ales în ceea ce privește executarea legăturilor. Construcția bobinajelor, caracterizată printr-un numar mare de spire conducatoarea și de straturi electroizolante, nu permite să se stabilească în limite mai stranse si să se respecte în mod riguros toleranțele la dimensiunile bobinajelor, de aceea se tinde pentru a se economisi cuprul, la o dimensionare mai precisă a șabloanelor de bobinat și la reducerea adaosurilor pentru capetele de bobine.

Ponderea lucrarilor de bobinaj in volumul de muncă necesar pentru executarea unei mașini electrice reprezintă 20-40%. Această pondere a crescut în

Page 2: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

ultimele decenii de 1,3-1,5 ori, datorita complicării constructive a bobinajelor și a faptului că mecanizarea și automatizarea au patruns și s-au dezvoltat mai repede în tehnologia mecanică decât în tehnologia bobinajului. Operațiile de izolare, de introducere a bobinelor în crestaturi și bobinarea directă a miezurilor, cu toate că există în prezent diferite construcții de mașini pentru bobinarea rotoarelor și statoarelor de micromașini electrice, pune încă problema în ceea ce priveste extinderea posibilităților, perfecționarea tehnică și creșterea productivității acestor mașini. Mecanizarea și automatizarea proceselor de impregnare a bobinajelor reprezintp de asemenea probleme importante în tehnologia bobinării. Asimilarea și introducerea în tehnologia mașinilor electrice de mică putere a circuitelor imprimate, va aduce o schimbare radicală în tehnologia bobinării atât prin specificul sau constructiv, cât și prin crearea unor posibilități largi de mecanizare și automatizare.

2.Tehnologia bobinelor polare

Generalități

Bobinele polare se execută cu carcasă sau fără carcasă. Bobinele polare fără carcasă se bobinează pe șablon, iar după bobinare se infășoara cu bandă izolantă. Înfășurarea cu bandă izolantă poate fi continua sau discontinuă. În primul caz constituie izolația exterioara a bobinei, iar în al doilea servește numai pentru consolidarea bobinei, iar izolația față de pol se realizează prin aplicarea de materiale izolante pe pol. Uneori, pentru rigidizarea și ameliorarea transmisiei de caldură, acest fel de bobine se compundează.

Procesul tehnologic al bobinelor polare se comporta urmatoarele operații principale: bobinarea, executarea ieșirilor, izolarea, formarea, curbarea, impregnarea, incercări electrice intermediare sau finale.

Mașini de bobinat pentru bobine cilindrice cu sârma subțire.

Sistemul cinematic al mașinii de bobinat cilindric trebuie să asigure îndeplinirea următoarelor funcții principale pe care le impune tehnologia bobinării:

Page 3: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Deplasarea longitudinală uniformă a conductorului pentru formarea fiecărui strat de spire, corelandu-se turația axului cu această deplasare;

Realizarea spirelor prin rotirea carcasei bobinei sau a șablonului și desfășurarea continuă a conductorilor de pe un mosor de alimentare;

Inversarea sensului deplasării uniforme la terminarea fiecărui strat pentru realizarea stratului următor;

Înregistrarea continuă a numărului de spire, de la începutul bobinarii și până la terminarea ei;

Întinderea continuă și uniforma a conductorului în timpul desfășurării de pe mosor, astfel încaât să se realizeze o aplicare strânsă a spirelor pe carcasă, fără să se depaseasca limita de elasticitate a materialului din care este executat conductorul.

Mașinile de bobinat pot fi cu acționare manuala sau mecanică. Mașinile de bobinat cu acționare manuală se utilizează în producția de serie mica și mai ales, în cazul bobinelor cu număr mic de spire, precum și în lucrările de reparații. La mașinile de bobinat cu acționare mecanică se execută bobine cu un număr mare de spire și de serie mare.

Există numeroase tipuri de mașini de bobinat cilindric, care diferă între ele după principiul constructiv, limitele de turație și diametrul sârmei etc. astfel, se construiesc mașini la care se poate bobina cu conductoare de diametru 0,05-0.6 mm până la o turație maximă de 5800 rot/min, altele pentru un diametru al conductorului cuprins între 0,015-1,05 mm și turația maximă de 500 rot/min etc.

O atenție deosebită se acordă siguranței și preciziei de funcționare. Se urmarește să se asigure porniri și opriri line, reglaj precis, continuu și simplu al avansului cu posibilități de corectare in timpul mersului, fixare simplă și precisă a lățimii stratului și inversarea precisă a sensului la capatul fiecărui strat. Se asigură tensiunea constantă și independent de viteză a conductorului și oprirea automată a mașinii în caz de rupere a conductorului său de golire a mosorului de alimentare.

Productivitatea mașinilor de bobinat se mărește prin bobinarea simultană a mai multor bobine, în acest scop se folosește un număr corespunzător de deruloare și ghidaje (de la 2 până la 20 și mai mult). Bobinarea se face fie pe carcase cu flanșe alipite, fie pe o carcasă tubulară comună pe care se bobinează distanțat diferite

Page 4: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

bobine, după care au un dispozitiv atașat la mașina de bobinat se acționeaza tubul în carcase separate pentru fiecare bobină.

O construcție, folosită mai ales pentru bobine înguste, permite bobinarea succesivă de la un singur derulor a unui număr de bobine de exemplu (până la 24), montate pe axul principal al mașinii. Un contor special comandă, după realizarea numărului de spire cerut pe o bobină, deplasarea automată a ghidajului la bobina urmatoare. După bobinarea ultimei carcase are loc oprirea automată a mașinii.

Inversarea automată a avansului și oprirea automată a mașinii la realizarea numărului preselecționat de spire permite executarea semiautomată a bobinelor fără izolație între straturi.

Automatizarea se extinde și asupra bobinelor cu izolație între straturi. Astfel, unele mașini de bobinat se echipează cu dispositive de oprire automata după 1, 2, 4, 6 și mai multe straturi pentru introducerea manuală a izolației între straturi. Introducerea automată sau semiautomată a hartiei, o bandă comună de lațimea carcasei tubulare comune sau benzi individuale in cazul carcaselor cu flanșe, marește și mai mult productivitatea muncii și usurează deservirea mai multor mașini de către un singur muncitor. Injectarea izolației se face la sfârșit de strat, în mijlocul stratului sau după dorință.

Combinarea introducerii automate a hârtiei cu o comandă electronică permite, pe lângă pornirea lină , variația continuă și în limite largi a turației și reducerea automată a turației în momentul în care se introduce hartia de izolație. O asemenea mașina permite 15-20 injectii de hârtie pe minut.

O automatizare largă a bobinării se realizează cu o mașina de bobinat de construcție recentă, prevăzută cu o măsă revolver. Această măsă este echipată cu 16 posturi, la care se pot bobina piese identice sau diferite. Echiparea cu doua sisteme de derulare permit, în timp ce se execută bobinarea la un post, pregatirea postului următor. Mașina poate fi echipată cu dispositive automate pentru izolare, secționare, coacere și eliminare a bobinelor executate. Atât mașina, cât și diferitele tipuri de dispositive automate cu care se poate echipa, permit să se bobineze o varietate mare de tipuri de bobine (bobine polare, bobine de transformatoare, induși etc). la aceste mașini se pot executa bobine cu diametru până la 100 mm,

Page 5: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

lațimea de bobinare până la 30 mm cu productivitate variind între 600-1000 bobine/h, după grosimea sârmei (0,05-0,8 mm).

Pentru bobinele fără izolație între straturi și fara prize, s-a realizat un sistem de bobinare automată inversând procedeul clasic de bobinare la care carcasa execută o mișcare de rotație, iar derulorul era fix. Noul tip de mașina are o construcție similară cu un strung revolver, capul revolver având axul vertical. Conductorul derulat este condus prin gaura axului principal la un ghidaj, montat la periferia unui platou solidar cu axul principal. Carcasele de bobinat sunt fixate stelat pe capul revolver, iar bobinarea lor se face prin rotirea ghidajului antrenat într-o mișcare circulară pe platou.

În ultima vreme a început să se introducă comanda prin program a mașinii de bobinat. Programul se inregistrează prin perforare pe o bandă, la aexecutarea cu comandă manuală a unei bobine etalon . Un demultiplicator permite să se facă înregistrarea programului la o viteză redusă, ceea ce marește precizia inregistrarii și bobinării. Citirea programului se face prin celulele fotoelectrice. Mașina de bobinat funcționează cu 900 rot/min și poate să bobineze simultan 12 bobine. Bobinarea se poate face pe carcase cu diametrul de 13-114 mm, folosind conductoare cu diametrul cuprins între 0,05-0,46 mm.

Cu toate programele realizate în automatizarea mașinilor de bobinat mai rămân încă probleme importante nerezolvate, rezolvate parțial sau în fază de experimentare, cum sunt:

a) Prinderea automată a carcasei și fixarea pe carcasă a capătului de sârmăb) Tăierea automată a sarmei după bobinare și desprinderea automată a

bobinei;c) Detectarea spirelor în scurtcircuit în cursul bobinării cu oprire automată a

mașinii;d) Măsurarea automată a inducției în timpul bobinării și oprirea automată a

mașinii, în cazul unei abateri față de valoarea precisă.

Bobinarea se execută pe șablon sau pe carcasă. Șablonul este asamblat din două jumatăți demontabile pentru a se putea scoate bobina executată. Imbinarea celor două jumatăți se realizează în diferite moduri. Pentru fiecare tip de bobina constă

Page 6: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

în: reglarea avansului, corespunzator cu diametrul conductorului, reglarea lațimii stratutlui, iar uneori și a întinderii sârmei.

Mașina de bobinat automată, al cărei principiu a fost indicat anterior introduce o modificare radical în tehnologia bobinării, după cum se poate vedea exemplificative din tehnologia unei bobine polare (fig. 9.8.1). Bobina este consolidată cu două legături de bandă adezivă. Șabloanele 2 (fig. 9.8.2) sunt montate stelat pe brațele capatului revolver 3. În figura se observă degajările pentru introducerea benzilor adezive și crestătură pentru angajarea conductorului.

După fixarea conductorului se aduce la zero contorul de spire, capul revolver face un pas și începe executarea primei bobine. La atingerea numărului precis de spire, contorul este readus la zero și determină o nouă cuplare și rotire cu un pas capului revolver, începându-se bobinarea unei a doua bobine s.a.m.d. lungimea capetelor bobinei este determinate de cotele D, a si d ( fig 9.8.1, c). în momentul în care șablonul bobinat ajunge în dreptul bobinatoarei, aceasta consolidează spirele legându-le cu bandă adezivă, fără a fi nevoie de o nouă fixare specială a capetelor bobinei (fig. 9.8.1., b). singura operație pregătitoare constă în așezarea bucăților de bandă adezivă în degajările șablonului golit.

Timpul auxiliar se reduce și mai mult dacă bobina polară nu trebuie să fie curbată. În acest caz, este bine să se folosească conductoare cu izolație termoplastică, ceea ce permite rigidizarea bobinei prin aplicarea unui tratament termic, aceasta se poate realiza chiar pe șablon, în câteva secunde, supunând bobina unui puternic șoc de curent electric. Intensitatea curentului de șoc se poate adapta la dimensiunile bobinei cu ajutorul unui aparat de dozare special.

Page 7: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Fig. 9.8.1. Bobinarea cu bobina fixa. Fig.9.8.2. Sablon de bobinat.

Izolarea bobinelor polare. Se izolează în prealabil fereastra bobinei polare cu o fîşie de carton

electrotehnic, iar colţurile ei cu bandă lăcuită subţire; izolaţia se leagă provizoriu cu sfoară. Această izolare parţială este urmată de izolarea completă, care se poate face manual sau la o maşină specială de izolat. Izolarea manuală este folosită mai ales la reparaţii sau în cazul cand dimensiunile prea mici ale ferestrei nu permit trecerea suveicii de la maşina de izolat.Principiul de funcţionare al unei maşini de izolat bobinele polare este arătat în figura 9.8.3, unde 1 este bobina de izolat, 2 — banda izolantă, iar 3 — suveica. Ca-pătul benzii izolante se lipeşte de bobină cu lac de bachelită, apoi se introduce bobina în suveică şi se porneşte maşina. Izolarea bobinelor polare. Se izolează în prealabil Fereastra bobinei polare cu o fîşie de carton electrotehnic, iar colţurile ei — cu bandă lăcuită subţire; izolaţia se leagă provizoriu cu sfoară. Această izolare parţială este urmată de izolarea completă, care se poate face manual sau la o maşină specială de izolat. Izolarea manuală este folosită mai ales la reparaţii sau în cazul eînd dimensiunile prea mici ale ferestrei nu permit trecerea suveicii de la maşina de izolat.

Page 8: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Principiul de funcţionare al unei maşini de izolat bobinele polare este arătat în figura 9.8.3, unde 1 este bobina de izolat, 2 — banda izolantă, iar 3 — suveica. Capătul benzii izolante se lipeşte de bobină cu lac de bachelită, apoi se introduce bobina în suveică şi se porneşte maşina.

Fig. 9.8.3. Principiul de funcționare a unei mașini

de izolat bobine polare

Banda înfăşoară simultan câte o spiră în jurul secţiunii bobinei şi una în jurul suveicii. Perimetrul suveicii fiind mult mai mare decît perimetrul secţiunii bobinei, după un timp în jgheabul de la periferia suveicii se acumulează un prisos de bandă. După umplerea jgheabului banda se roteşte şi izolarea are loc cu rezerva de bandă din jgheabul suveicii. Turaţia maşinii este de ordinul a 200 rot/min.

3. Tehnologia bobinajelor statorice

Generalităţi.Tehnologia bobinajului statoric comportă în general: pregătirea şi izolarea

miezului, bobinarea, executarea conexiunilor, încercarea bobinajului, impregnarea şi încercarea statorului. Organizarea bobinării statoarelor în flux tehnologic, după experienţa VEB Elektromotoren-werke Turm (R.D.G.), măreşte productivitatea muncii cu circa 40%.Bobinarea se poate face cu bobine prefabricate sau direct pe miez. Bobinele prefabricate se execută pe şablon la maşini de bobinat, iar apoi se introduc în crestături manual sau mecanic. Bobinarea direct pe miez se poate face manual sau la maşini de bobinat statoare. După ce se introduc toate bobinele în crestături, - se

Page 9: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

procedează la închiderea crestăturilor, care constă din închiderea izolaţiei crestăturii, introducerea izolaţiei de sub pană şi apoi a penei.

Izolarea miezului magnetic. Operaţia constă în : izolarea frontală, izolarea suporturilor pentru capetele de

bobină şi izolarea crestăturilor.Izolarea frontală se face prin aplicarea peste tolele de capăt ale miezului a cîte o placă electroizolantă_ din carton electrotehnic, având configuraţia tolei statonce, dar cu diametrul exterior mai mic." Izolarea suporturilor pentru capetele de bobină se face prin învelirea cu carton electrotehnic sau pânză lăcuită. În ambele cazuri izolaţia se lipeşte cu adeziv.Izolaţia crestăturilor se compune din izolaţie la fundul crestăturii şi teacă izolantă. Pentru executarea izolaţiei de crestătură se utilizează carton electrotehnic, pînză lăcuită sau folii din diferite materiale electroizolante.La producţia de serie mică sau la lucrările de reparaţie, izolarea crestăturilor se face manual de la început sau pe măsura introducerii conductoarelor în crestături.Formarea tecilor izolante deschise se face prin îndoire manuală, presare în matriţă sau între role profilate. În ultima vreme formarea şi debitarea tecilor (fig. 9.8.4) se face din bandă la maşini automate. Rebordurile de la extremităţi permit o fixare mai bună a tecii în crestătură, protejează izolaţia conductorilor la ieşirea din crestătură şi înlocuiesc izolaţia frontală a miezului. Productivitatea foarte ridicată a maşinii (50 teci/min) permite executarea tecilor izolante pentru un stator în câteva minute.Pentru pachetele cu crestături drepte se utilizează adesea izolaţia de crestătură continuă, executată manual sau la maşini automate speciale. Fâșia electroizolantă se introduce în crestătură cu ajutorul unui poanson plat, iar un poanson profilat o formează după conturul crestăturii.

Fig. 9.8.1. Teacă curbată

Extremităţile fişiei se suprapun şi se lipesc. După introducerea bobinelor în crestături, izolaţia continuă se crestează în dreptul dinţilor şi se îndoaie spre interiorul crestăturilor. Izolaţia de crestătură continuă uşurează mecanizarea bobinării statoarelor. În prezent se fac încercări pentru realizarea izolaţiei miezului statoric prin acoperire cu lacuri electroizolante. Rezultatele cele mai bune au fost obţinute cu pelicule de răşini epoxidice depuse în pat fluidizat.

Page 10: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Confecţionarea bobinelor.

Operaţia se execută la maşini de bobinat, în mod similar cu confecţionarea pe şabloane. Bobinarea se face în grupe de bobine, şabloanele având un număr de cuiburi, egal cu numărul de secţii pe fază. Bobinarea secţiilor se face fără întreruperea conductorului, ceea ce elimină operaţia de executare a legăturilor în interiorul fazei, deci şi lipiturilor respective.În ultima vreme s-au dezvoltat maşini automate cu comandă program pentru confecţionarea în grupe, fără întreruperea conductorului, a bobinelor moi. Dimensiunile şi numărul de spire ale bobinelor pot fi aceleaşi sau diferite. Ghidajul conductorului, fixat pe o sanie, permite acoperirea cu timp de maşină a timpului auxiliar pentru demontarea şi montarea şablonului; şablonul pregătit este basculat pe planşaiba maşinii după terminarea bobinării şablonului precedent şi tăierea conductorului, în timp ce sania de ghidare revine în poziţia sa iniţială. Toate funcţiunile" maşinii sunt comandate de impulsuri, eliminându-se prin aceasta elementele, de comandă, obișnuite.Preselecționarea numărului de spire în diferitele compartimente ale şablonului de bobinat se face decadic prin. comutator, cu trepte. Bobinarea cu bobine prefabricate comportă următoarele operaţii : intro-ducerea conductoarelor în crestături, introducerea izolaţiilor în crestătură, închiderea crestăturilor şi izolarea capetelor de bobină. La bobinajele într-un singur strat introducerea bobinelor în crestătură se face radial pe mănunchiuri în ordinea arătată pe schema de bobinaj şi diferă după tipul bobinajului.Productivitatea introducerii bobinelor în crestături poate fi mărită, utilizându-se dispozitive de mecanizare sau maşini speciale. În cazul bobinaj elor într-un strat, introducerea simultană a ambelor mănunchiuri în crestături, neîmpiedicând introducerea în crestătură a bobinelor următoare, se creează condiţii favorabile pentru executarea acestei operaţii, folosind maşini semiautomate. În bobinajele cu două straturi, bobinele se introduc în crestăturile primului pas numai cu un singur mănunchi în partea inferioară a crestăturilor, mănunchiul celălalt, care este destinat să ocupe partea superioară a crestăturilor următoare, rămânând temporar neintrodus în crestătură. În cazul statoarelor de gabarit mic, mănunchiurile neintroduse în crestăturile primului pas îngreunează mult bobinarea.Bobinarea în două straturi se execută din grupe de bobine confecţionate pe un şablon multiplu fără întreruperea conductorului. Numărul de bobine din grupe este egal cu numărul de crestături pe pol şi fază. Continuitatea firului reduce numărul de ieşiri, ceea ce simplifică lucrările de executare a conexiunilor şi reduce riscul unei legături greşite. în maşinile de mică putere, de cele mai dese ori se bobinează

Page 11: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

întreaga fază fără întreruperea conductorului, astfel încât după introducerea bobinelor in crestături, rămîn doar şase ieşiri începuturile şi sfârşiturile celor trei faze.

Bobinarea manuală directă a statoarelor este o operaţie greoaie şi cu consum mare de muncă. Ea necesită multă atenţie din partea bobinatorilor, mai ales în cazul cînd bobinaj ul este constituit din spire multe şi de diametru mic, numărarea spirelor introduse în crestături trebuind să fie făcute de către bobinator. Acest procedeu, de 8—10 ori mai puţin productiv decât bobinarea cu bobine prefabricate este utilizat mai ales în lucrările de reparaţii.

Bobinarea la maşini semiautomate a statoarelor se execută direct, pe stator sau în afara statorului, introducîndu-se în crestături bobina prefabricată semiautomat pe aceeaşi maşină. După principiul de funcţionare aceste maşini se pot împărţi în patru grupe.

Grupa I. Conductorul se introduce în crestături cu ajutorul unei suveici, care în mişcarea ei reproduce forma spirei. Prin mişcarea longitudinală a suveicii se formează partea din crestătură a bobinajului, iar prin mişcarea transversală capetele de bobine. Statorul este fix în timpul bobinării. Grupa II. Spira se formează prin mişcarea combinată succesivă a suveicii şi a statorului. Suveica introduce conductorul în crestătură executând o mişcare longitudinală, iar prin mişcarea oscilantă a statorului, care alternează cu mişcarea suveicii, se formează capetele de bobină. Grupa III. Conductorul se. introduce în crestătură, spiră cu spiră după şabloane, a căror lăţime corespunde cu pasul de bobinaj, iar lungimea cu lungimea miezului magnetic. Statorul se fixează pe o planșaibă. O manșetă acoperă crestăturile nebobinate. O maşină de acest tip (ST-1, fabricat al firmei Micafil) permite realizarea de bobinaje statorice trifazate, într-un strat sau in două straturi cu 2,4,6 sau 8 poli. Se pot bobina statoare cu diametrul interior al miezului de 60—120 m şi lungimea miezului de 30—110 mm, diametrul conductorului fiind 0,3—0,8 mm. Executarea unui bobinaj într-un strat pe un miez cu 24 crestături durează circa 18 min, iar a unui bobinaj în două straturi 24 min. Grupa IV, cuprinde maşinile în care bobinele se confecţionează pe şablon în afara miezului, iar apoi un mecanism al maşinii scoate şablonul şi îl introduce în crestătură. Complexitatea mişcărilor pentru formarea spirelor în interiorul statorului, spaţiul restrâns (interiorul statorului) în care trebuie să fie formată spira, introdusă în crestătură şi aşezată pe capetele bobinajului, sânt dezavantaje ale

Page 12: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

maşinilor din primele trei grupe, pe care nu le au maşinile din grupa IV. Creşterea productivităţii la maşinile din grupele I—III este limitată de forţele de inerţie ale maselor mari care execută mişcările de du-te-vino şi care nu permit adoptarea unor viteze mari. La maşinile din grupa IV ponderea maximă o are confecţionarea bobinei, care se poate face cu o productivitate mare după principii similare cu cele folosite la maşinile de bobinat cilindric, în aceste condiţii viteza redusă cu care se face deplasarea longitudinală pentru introducerea bobinei în miez nu influenţează în mod sensibil productivitatea bobinării statorului.

4. Tehnologia bobinajelor rotorice şi de indus

Generalităţi.

Bobinarea unui rotor sau indus constă din următoarele lucrări : pregătirea şi izolarea miezului, bobinarea propriu-zisă, executarea legăturilor, încercarea bobinajului, impregnarea, încercarea rotorului sau indusului. Bobinarea se poate face introducând in crestături bobine prefabricate sau direct pe miez. Bobinarea cu bobine prefabricate nu prezintă deosebiri esenţiale faţă de procedeul similar, utilizat la bobinarea statoarelor. Colectorul sau inelele de contact se montează, după caz, înainte sau după bobinare. La bobinarea în bare, cum este de exemplu, în cazul indusului de demaror, fasonarea capetelor de bobine spre colector la pasul de bobinare presarea colectorului pe ax şi a bobinelor în crestăturile colectorului pot fi mecanizate. Astfel, la Uzina de Maşini Electrice Bucureşti aceste operaţii se execută la un dispozitiv complex cu acţionare pneumatică, realizat în uzină.Înainte de începerea bobinării unui indus se marchează crestăturile miezului şi lamelele de colector, începând cu crestătura 1 şi lamela 1 şi mergând în sensul indicat în schema de bobinaj frontală respectivă.

Izolarea miezului magnetic.

Calitatea și productivitatea bobinării mecanice depind mult de felul izolaţiei de crestătură şi de modul în care aceasta se aplică pe miezul magnetic. Cea mai potrivită izolaţie de crestătură și de modul în care aceasta se aplică pe miezul magnetic. Cea mai potrivită izolație de crestătură în cazul bobinării mecanice este izolația continuă. La acest tip de izolație nu este posibilă nici pătrunderea

Page 13: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

conductorului intre izolaţie și crestătură nici îndoirea izolaţiei spre interiorul crestăturii.

Fig. 9.8.5. Principiul de funcționare a unei mașini semi-automate pentru izolarea continua a cretăturilor

Principiul de funcţionare a unei maşini semiautomate pentru introducerea continuă a izolaţiei în crestăturile miezurilor rotorice sau de indus, construită în U.R.S.S. este arătat in figura 9.8.5. Miezul de izolat 1 se prinde între vârfurile maşinii. Banda izolantă 2, având lăţimea corespunzătoare lungimii miezului este condusă de un sistem de role 3. Poansonul drept 4, executând o mişcare de du-te-vino, introduce izolaţia în crestătură, după care un poanson profilat 5 mulează izolaţia după conturul crestăturii. Apăsătorul 6 ţine banda aplicată pe suprafaţa cilindrică a miezului. Izolarea unei crestături durează 1,5—3 s, productivitatea maşinii fiind de 12—15 ori mai mare decât productivitatea în cazul izolării manuale a crestăturilor. După bobinare izolaţia se crestează în dreptul dinţilor, iar cu cele două adaosuri laterale rămase la fiecare crestătură se realizează închiderea izolaţiei în crestătură. După izolarea ultimei crestături maşina se opreşte în mod automat, poansoanele profilate se retrag din crestături, se taie banda şi se desprinde rotorul de pe maşină. Un procedeu, brevetat recent, recomandă izolarea integrală a rotoarelor prin mulare cu material plastic (fig. 9.8.6). Dintr-o singură operaţie se realizează izolaţia de crestătură 1 şi 2, izolaţia frontală a miezului 3 şi 4. izolaţia faţă de axul rotorului 5 al bobinajului, precum şi izolaţia faţă de ac a inelelor de

Page 14: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

contact sau a colectorului 6. O dată cu aceasta se solidarizează miezul cu inelele colectoare, respectiv colectorul, axul putînd fi introdus în acest ansamblu după bobinare.

Bobinarea direct pe miez a unui rotor sau indus.

Oricum s-ar face bobinarea, manual sau mecanic, procesul în pincipiu se desfăşoară în acelaşi mod. Astfel, în cazul unui indus, cu pasul şi numărul de spire prescrise, se bobinează pe miez prima secţie a bobinei şi se trag afară începutul şi sfîrşitul acestei secţii. Se repetă procesul de atâtea ori, câte secții are bobina. Apoi se rotește indusul de un pas și se execută la fel bobinarea următoarei perechi de crestături ș.a.m.d. până la bobinarea completă a indusului. Pentru executarea corectă a legăturilor dintre secţii şi colector este necesar să se vadă unde se află diferitele secţii ale bobinei, în acest scop, sfârşitul secţiei premergătoare şi începutul secţiei următoare se trag afară sub formă de buclă. Distingerea diferitelor bucle se face fie îmbrăcându-le cu manşoane de diferite culori, fie dându-le diferite lungimi, succesiunea adoptată pentru culori sau lungimi trebuind să fie respectată în tot timpul bobinării şi la executarea legăturilor cu colectorul. Bobinarea mecanică a indusului sau rotoarelor se face la maşini de bobinat semiautomate de diferite tipuri. La alegerea tipului de maşină se ţine seama de gabaritele indusurilor sau rotorului, diametrul conductorului de bobinaj, numărul de poli şi schema de bobinaj. Introducerea maşinilor de bobinat măreşte productivitatea muncii la bobinarea indusurilor sau rotoarelor de 6—8 ori faţă de bobinarea manuală şi îmbunătăţeşte calitatea bobinajului. Bobinarea simultană cu mai multe conductoare şi mecanizarea închiderii crestăturilor măreşte şi mai mult productivitatea muncii. Mașinile pentru bobinarea rotoarelor sau indusurilor se pot împărți în câteva grupe după principiul lor de funcționare.

Fig. 9.8.6. Izolarea unui miez de indus prinmulare în material plastic.

Page 15: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Grupa I. Indusul execută o mişcare de rotaţie continuă în jurul unui ax, perpendicular pe axul său. Derulorul cu mosorul de sîrmă este fix, conductorul se înfăşoară în crestături de-a lungul unor aripioare de ghidaj. Există construcţii la care sînt automatizate şi alte operaţii auxiliare ca : tragerea succesivă a buclelor de diferite lungimi pentru legarea la colector; oprire automată la bobinarea fiecărei secţii la numărul de spire fixat sau numai după bobinarea ultimei secţii. Maşinile de bobinat ale firmei elveţiene Micafil, semiautomate sau automate, fac parte din această grupă. Una din maşinile automate cele mai recente ale acestei firme (tip FA-360) este destinată pentru indusuri avînd următoarele caracteristici : diametrul conductorului neizolat —0,18—0,5mm; număr maxim de spire — 10. Viteza de bobinare este variabilă pînă la 2 800 rot/min.

Grupa II. Indusul este fix, iar conductorul este introdus în crestături cu un ghidaj care se roteşte în jurul indusului. Operaţiile auxiliare — scoaterea buclelor de legătură, slăbirea aripioarelor, rotirea cu un pas a indusului şi fixarea aripioarelor se execută manual.

Grupa III. Maşinile de bobinat cu suveică. Suveica execută o mişcare de dute-vino şi introduce în crestătură cîte un conductor la fiecare cursă. Indusul oscilează de un pas polar la fiecare sfârşit de cursă a suveicii. După executarea primei bobine, indusul este rotit manual la un pas de crestătură și bobinarea automată reîncepe.

Maşinile de acest tip se folosesc măi ales pentru indusuri sau rotoare multipolare, a căror bobinare la maşinile de alt tip este dificilă sau chiar imposibilă. Productivitatea relativ scăzută a acestor maşini limitează utilizarea lor, în afară de aceste cazuri speciale, la bobinaje cu un număr mic de spire şi diametrul conductorului peste 1 mm.

Grupa IV. Indusul execută atît deplasările longitudinale de du-te-vino, cât şi oscilaţiile cu amplitudinea egală cu pasul bobinajului, necesare, pentru realizarea bobinei în crestăturile miezului. Conductorul este adus prin orificiul unui ac, care se ridică şi se coboară în mod periodic.Bobinarea mecanică se execută în general cu un singur conductor de la un singur mosor. Productivitatea poate să crească de doua-trei ori, dacă bobinarea indusului s-ar face cu un număr de conductoare (respectiv, mosoare) egal cu numărul secţiilor din bobină. In acest caz însă buclele de legătură cu colectorul trebuie să fie

Page 16: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

tăiate în două, ceea ce împiedică urmărirea schemei de bobinaj la executarea legăturilor cu colectorul. Utilizarea conductoarelor cu izolaţia de diferite culori pentru diferite secţii şi capete de lungime diferită pentru începutul şi sârşitul fiecărei secţii, înlătură această dificultate şi permite mecanizarea bobinării simultane cu mai multe conductoare. Conductoarele emailate cu izolaţie de diferite culori se pot obţine folosind lacuri pe bază de poliuretani; s-a mai constatat că acest fel de izolaţie nu necesită curăţirea conductorului înainte de cositorire sau lipire.

Formarea mecanizată a penelor chiar în crestătură, folosind un şnur răsucit din hârtie de cablu, înlocuieşte cu succes operaţiile manuale de închidere a crestăturii, inclusiv introducerea penelor din pertinax. În acest scop este utilizată o maşină automată, care funcţionează după principiul arătat în figura 9.8.7. Maşina retează şnurul la lungimea necesară, îl turteşte între bacurile 1 şi-1 îndeasă în crestătură cu ajutorul poansonulni 2. în interiorul crestăturii, sub acţiunea elasticităţii şi a apăsării din parteabobinei, şnurul se mulează după golul din crestătură, formând pana de închidere a crestăturii.

Fig.9.8.7. Principiul formăriimecanizate a penelor

5. Executarea legăturilor la bobinaje

Executarea legăturilor, la bobinele de tip curent alternativ.

Legături între bobinele aceleiaşi faze se realizează fie în cursul bobinării, fie după terminarea ei. Prin bobinarea succesivă fără întrerupere a firului se urmăreşte să se reducă cît mai mult numărul acestor legături. Modul de legare al diferitelor bobine depinde de tipul bobinajului şi se face conform schemei de bobinaj. Legăturile între faze se fac în bobinaj — cazul cel mai frecvent la maşinile electrice de mică putere — sau la cutia de borne. Legături între bobine pot fi reali-zate prin lipire cu diferite aliaje pentru lipit sau prin sudare cu arc electric, produs între doi electrozi de cărbune. Locul de lipitură se izolează.

Page 17: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Executarea legăturilor la colector.

Se curăță izolaţia de pe buclă, se cositoresc buclele şi steguleţele, se introduc buclele în steguleţe în ordinea arătată în schema de bobinaj, se lipesc iar apoi se bandajează cu fire izolate. Lipirea trebuie să fie executată cu multă grijă, evitându-se arderea sau scurtcircuitarea lamelelor de colector prin scurgeri de cositor.Pentru prevenirea acestor neajunsuri se izolează suplimentar capetele de legătură, în timpul lipirii se ţine indusul în poziţie înclinată etc. Lipirea cu aliaje moi poate fi făcută cu ciocanul de lipit sau în baie de cositor; capetele secţiilor fiind introduse în lamelele de colector respective, se cufundă în baia de cositor (fig. 9.8.8). La introducerea indu-sului în dispozitiv, nivelul cositorului topit trebuie să fie sub planul 2. După fixarea indusului se ridică nivelul cositorului, cufundînd treptat în baie o greutate, pînă cînd cositorul umple toate golurile în locurile de îmbinat. Reglarea automată a temperaturii aliajului pentru lipit şi a duratei de menţinere a indusului în baie înlătură rebuturile datorită unei încălziri ne-corespunzătoare a îmbinărilor. Executarea legăturilor la colector prin lipire cu aliaje moi nu asigură rezistenţa mecanică cerută de unele maşini electrice rapide si cu condiţii grele de funcționare, cum sunt de exemplu demaroarele motoarelor de autovehicule.

Fig. 9.8.8. Baie de cositor pentruexecutarea legăturilor la colector

Page 18: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Executarea legăturilor prin sudură cu arc electric în mediu inert (de exemplu, în azot) a eliminat acest neajuns. Concentrarea încălzirii şi curentul de gaz inert protejează bine izolaţia conductorului, procesul de sudură este automatizat (inclusiv aprinderea şi strîngerea arcului), productivitatea este destul de mare circa opt indusuri de demaror pe oră. In atelierele de reparaţii se foloseşte un procedeu de lipire cu aliaje moi bazat pe încălzirea electrică locală a îmbinării care conduce la topirea cositorului de pe steguleţe şi capetele secţiilor şi realizarea lipiturii. încălzirea locală se realizează aplicînd tensiunea secundară a unui transformator de tensiune joasă şi curent mare între două lamele ale colectorului. Prin deplasarea electrozilor secundarului pe diferite porţiuni de pe suprafaţa colectorului se acoperă întreaga suprafaţă a acestuia.

6. Bobinarea transformatoarelor de mică putere

Bobinarea transformatoarelor se execută la maşini de bobinat cilindric. Izolaţia între straturi se înfăşoară după bobinarea numărului de straturi indicat în schema de bobinaj. înainte de începerea bobinării se execută următoarele operaţii auxiliare : montarea carcasei pe dorn, aplicarea izolaţiei între carcasă şi bobinaj, fixarea în carcasă a ieşirii, executarea prin lipire a îmbinării între conexiune şi conductorul de bobinaj: şi izolarea ei, fixarea dornului în maşina de bobinat. După bobinarea primei infăşurări pe carcasă, se taie conductorul, se îmbină prin lipire conductorul de ieşire, se scoate ieşirea afară, se izolează înfăşurarea cu bandă izolantă şi se bobinează în mod similar înfăşurarea următoare. Aplicarea izolaţiei între straturi se face manual sau automat în timpul bobinării. După executarea fiecărei înfăşurări se verifică rezistenţa mecanică a ieşirilor, se controlează dacă nu există întreruperi sau scurtcircuite între spire şi se măsoară rezistenţa de izolaţie în curent continuu.După bobinarea tuturor înfăşurărilor prevăzute în schema de bobinaj, se aplică izolaţia exterioară a transformatorului. Urmează asamblarea şi impregnarea (dacă este cazul), iar apoi încercările electrice finale ale transformatorului.

Page 19: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

7. Tehnologia impregnării şi acoperirii bobinajelor

Prin impregnarea bobinajelor se obţine o rigiditate dieléctrica trainică între spire şi faţa de masă a bobinajului, corespunzătoare cu proprietăţile dielectrice ale lacului electroizolant cu care se execută impregnarea, se reduce mult higroscopicitatea, cresc conductivitatea şi stabilitatea termică, rezistenţa mecanică şi rezistenţa bobinajelor la acţiunea agenţilor chimici. Prin acoperirea bobinajelor cu lacuri electroizolante se formează la suprafaţa acestora un strat care protejează izolaţia de bază de defecţiuni mecanice în timpul asamblării şi exploatării, împiedică pătrunderea umezelii în interiorul bobinajului, rezistă la acţiunea uleiurilor, benzinei şi altor substanţe active. Pelicula netedă şi lucioasă de lac îngreuiază depunerea şi acumularea prafului şi uşurează curăţirea bobinajelor de praf prin suflare. Procesul tehnologic de impregnare şi acoperire a bobinajelor comportă : uscarea preliminară, impregnarea, uscarea pieselor impregnate, acoperirea şi uscarea după acoperire. Tehnologia impregnării se concretizează în funcţie de obiectele de impregnat, natura izolaţiei, mediul de exploatare, lacul de impregnare şi acoperire ales, stabilindu-se numărul de impregnări şi acoperiri şi regimurile corespunzătoare la fiecare impregnare şi acoperire. Date concrete în legătură cu aceasta se găsesc în diferite lucrări de specialitate (40-1).

Uscarea preliminară se face înainte de impregnare pentru îndepărtarea umidităţii din bobinaje, a cărei existenţă împiedică pătrunderea completă a lacului în porii izolaţiei.Uscarea bobinajelor se face în cuptoare termoizolante cu încălzire prin convecţie (cu circulaţie naturală sau forţată de aer cald), prin termoradiaţie (cu lămpi cu raze infraroşii sau cu radianţi) sau prin inducţie. De multe ori, apare necesitatea de a se concentra în aceeaşi instalaţie uscarea şi impregnarea bobinajelor pentru a împiedica absorbirea umezelii în intervalul de timp între scoaterea din cuptorul de uscare şi impregnare; în acest caz uscarea se face de obicei într-o autoclavă în vid. După continuitatea procesului de uscare, cuptoarele pot fi : cuptoare cameră cu acţiune periodică şi cuptoare tunel cu acţiune continuă. Cuptoarele se prevăd cu dispozitive de control al temperaturii. Reglarea temperaturii poate fi automatizată.

Regimul de uscare se stabileşte experimental. O temperatură de uscare prea ridicată sau o durată de uscare prea mare îmbătrîneşte izolaţia; o temperatură de uscare prea scăzută lungeşte ciclul de uscare şi nu permite o uscare completă. La

Page 20: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

uscarea sub presiune atmosferică, îndepărtarea în modul celmai intens a umidităţii are loc în intervalul 100—130°C; uscarea în vid permite reducerea acestei temperaturi.

În tabela 9.1 se indică, orientativ, regimurile de uscare ce se pot utiliza la mașinile electrice de mică putere (36-8).

Regimuri de uscare pentru mașinile electrice de mică putere cu tensiunea până la 500 V și izolația clasa A

Obiectul Modul de uscare Temperatura 0C Durata de uscareBobineBobine Statoare și rotoare bobinateRezistențe la umiditate

Cu circulatie de aerÎn vid

Cu circulație de aer

Cu circulație de aer

110-12080-100

110-120

120-130

2-31-2

3-5

4-6 Tabela 9.1.

Controlul gradului de uscare se face măsurând rezistenţa de izolaţie a bobi-najului; corelaţia între variaţia rezistenţei de izolaţie şi variaţia temperaturii este arătată în fig. 9.8.9.Impregnarea constă în umplerea cu lac electroizolant a porilor şi golurilor ocupate de aer în bobinaj. Pentru a uşura pătrunderea lacului în porii izolaţiei, viscozitatea acestuia se micşorează prin adăugire de solvenţi corespunzători.

Calitatea impregnării depinzând de respectarea strictă a procesului tehnologic, instalaţiile moderne de impregnare sînt prevăzute cu sisteme automate pentru reglarea temperaturii, vidului şi presiunii; variaţia în timp a acestor parametrii este înregistrată în mod continuu în cursul procesului de impregnare. Procesul tehnologic de impregnare în vid se desfăşoară după cum urmează :

1) introducerea obiectelor de impregnat în autoclavă şi uscarea în vid; 2) răcirea bobinelor pînă la temperatura de impregnare prin oprirea

încălzirii; 3) introducerea în autoclavă, prin aspiraţie, a lacului preîncălzit;4) impregnarea în vid, urmată de menţinerea la presiunea atmosferică;

Page 21: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

5) impregnarea sub presiune; 6) evacuarea lacului sub acţiunea unei suprapresiuni reziduale; 7) scurgerea surplusului de lac de pe obiecte; 8) uscarea obiectelor şi evaporarea solventului în vid; 9) scoaterea obiectelor din autoclavă şi uscarea în aer; 10) polimerizarea lacului în cuptor, gradul de polimerizare fiind controlat

prinmăsurarea rezistenţei de izolaţie la 20—100°G;

11) verificarea bobinajelor la continuitate şi scurtcircuit între spire şi măsurarea rezistenţei în curent continuu.Procesul de impregnare se repetă de obicei de două—trei ori. Uneori, se folosesc instalaţii de impregnare în vid, compuse din două autoclave identice, care se încarcă în mod alternativ. în timp ce într-una din autoclave are loc uscarea obiectelor, în cealaltă se face impregnarea.

Impregnarea ciclică este caracterizată prin alternarea în autoclavă, la intervale de timp scurte, a vidului cu presiune în cursul impregnării. Impreg- narea ciclică scurtează durata procesului şi asigură o impregnare adâncă şi _ perfectă. Impregnareala temperatură ridicată comportă :

1) Preîncălzirea obiectului la o temperatură superioară temperaturii de fierbere (circa 1600 C);

2) Impregnarea prin cufundare, îndată după scoaterea din cuptorul;de uscare;

3) scurgerea iacului de pe obiect şi uscarea la temperatura de preîncălzire până la vaporizarea totală a solventului.

Calitatea impregnării este comparabilă cu calitatea unei impregnări duble prin cufundare, iar durata ciclului de impregnare se reduce de 8—10 ori. O condiţie necesară o constituie stabilitatea termică de scurtă durată (la 160°G a izolaţiei şi bandajelor). Procedeul este aplicat în fabricaţia de masă a electromotoarelor de mică putere la Moravske Elektro-teclmicke Zăvody din Mohelnice (RSCS). Impregnarea prin picurare este folosită mai ales pentru impregnarearotorului la motoarele cu colector. Procedeul constă într-o picurare continuă de impregnant peste unul din capetele bobinajului, preîncălzit la 130°C, întimp ce indusul este supus la o mişcare de rotaţie lentă. Pentru impregnare este folosit un lac fără solvent, iar polimerizarea se face cu ajutorul unui întăritor. Impregnarea se realizează prin capilaritate, la care contribuie viscozi- tatea mică a lacului, lacul ajungînd pînă la capătul opus al bobinajului. Continuitatea procesului permite încadrarea lui în fluxul de fabricaţie al indu- sului, iar simplitatea echipamentului minim necesar explică utilizarea lui în lucrările de reparaţie.

Page 22: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Recent impregnarea prin picurare a fost automatizată. Automatul, de fabricaţie elveţiană (tip FI 530 şi FI 535), realizează dozarea componenţilor lacului, amestecul, încălzirea şi picurarea. Indusurile sînt fixate pe o masărevolver cu 16 locaşuri. Preîncălzirea lor şi încălzirea necesară desăvârşiriiprocesului de polimerizare după impregnare se face printr-o alimentare corespunzătoare cu curent a indusului. Comanda tuturor funcţiunilor automatului se face electronic, ceea ce asigură reproductibiiitatea calităţii. Intervenţia operatorului constă în reglajul cadenţei tensiunii de Încălzire, calităţii de lac etc., în alimentarea cu rotoare de impregnat şi preluarea rotoarelor impregnate, un operator putînd deservi patru automate. Durata ciclului de impregnare este de circa 15 min, iar productivitatea maşinii variază între 30—200 rotoare pe oră.Acoperirea bobinajelor se poate face cu pensula, prin pulverizare sau cufundare, ultimul procedeu fiind preferabil datorită peliculei continue şi subţiri care se formează pe suprafaţa bobinajelor. Uscarea se face în aer sau în cuptor, procedeul şi durata lui depinzând de tipul lacului de acoperire.

8. Tehnologia circuitelor imprimate

Generalităţi.

In circuitele imprimate legăturile electrice dintr-un montaj se realizează cu ajutorul unor benzi înguste din metale conductoare (cupru, aluminiu etc.), lipite pe suprafaţa unei plăci din material izolant, în locul cablajului.Circuitele imprimate contribuie într-o largă măsură la rezolvarea a trei probleme importante pe care le ridică tehnica nouă: automatizarea proceselor tehnologice, miniaturizarea construcțiilor și simplificarea operațiilor de montaj, reparații și întreținere în exploatare.Ponderea cea mai mare în utilizarea circuitelor imprimate o are industria electronică.

În ultima vreme însă, circuitele imprimate încep să pătrundă . şi să fie utilizate pe o scară din ce în ce mai largă şi în electrotehnică, în particular în execuţia bobinajelor la maşinile electrice de mică putere.Circuitele imprimate se pot folosi la toate genurile de maşini electrice atât la cele de curent continuu, cât şi la cele de curent alternativ prezentând importante avantaje constructive.În cazul fabricaţiei în serie mare a maşinilor electrice, circuitele imprimate au un cost mai redus decât bobinajele în execuţie clasică, ca urmare a reducerii manoperei, a simplificării izolaţiei, a simplicităţii legăturilor şi a creşterii încărcării electrice.

Page 23: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Domeniul în care aceste circuite îşi găsesc cea mai largă utilizare este acela al maşinilor electrice de mică putere.Prin tehnologia lor de fabricaţie, uşor automatizabilă, maşinile electrice cu circuite imprimate sânt economice numai la serii mari, cum este cazul maşinilor de mică putere. Acest fel de maşini au o construcţie mai simplă şi mai robustă, o inerţie mecanică şi electromagnetică mică, datorită cărui fapt folosirea circuitelor imprimate este foarte indicată în domeniul electromotoarelor de acţionare în circuite de comandă şi automatizare, aparate cu regim intermitent (motoare cu pas), instalaţii de programare etc.În prezent se cunosc un număr important de metode de fabricaţie a circuitelor imprimate, dintre care se pot cita metodele de fabricaţie prin corodare chimică, de ştanţare, matriţare şi fotografiere.

Tehnologia circuitelor imprimate prin metoda corodării chimice.

Mai mult de 60% din producţia de circuite imprimate se bazează pe realizarea configuraţie circuitelor prin corodarea unei folii de cupru sau din alt metal conductor lipită pe o placă eleetroizolantă. Întreprinderea pentru piese radio şi semiconductoare Băneasa foloseşte de asemenea metoda corodării pentru fabricarea circuitelor imprimate; corodarea se face cu clorură ferică. Acest procedeu este recomandat pentru circuitele imprimate destinate maşinilor electrice.Părţile metalice care nu trebuie să fie atacate chimic se izolează cu ajutorul unui material de protecţie (lac sau vopsea), rezistent la acţiunea mediului de corodare. După terminarea atacului, materialul de protecție este îndepărtat, lasând să apară porțiunile de metal, care reprezintă chiar circuitul conductor.Metalul din porțiunile neprotejate trece complet în soluție ca o stare metalică. Tehnologia obținerii circuitelor imprimate prin metoda corodării este reprezentată schematic în fugura 9.8.11. Pe partea acoperită cu folie de cupru a semifabricatului se copiază desenul circuitului imprimat. Operația de copiere se realizează prin una din următoarele metode: fotocorodarea (fotogravarea), imprimarea rotocalcografică (offset) sau imprimarea serigrafică (procedeu folosit în țară). Imprimarea serigrafică, al cărei principiu este arătat în fig. 9.8.12, constă în trecerea desenului pe folia metalică a semifabricatului cu ajutorul unui „şablon de imprimare". Acesta din urmă este constituit dintr-o sită foarte fină ale căreiochiuri sunt în parte obturate cu ajutorul unei soluţii de alcool polivinilic; ochiurile libere ce alcătuiesc desenul de imprimat permit trecerea cernelii de imprimat, care este forţată să pătrundă prin aceste ochiuri cu ajutorul unei raclele. Un dispozitiv simplu de articulaţie şi fixare a semifabricatului de imprimat asigură o productivitate mare.

Page 24: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Fig. 9.8.11. Schema tehnologică de fabricație a circuitelorimprimate prin metoda corodării foliei de cupru

Fig. 9.8.12. Principiul imprimării serigrafice

Utilizarea circuitelor imprimate în maşinile de curent continuu. Maşinile de curent continuu care se pretează cel mai bine la utilizarea

circuitelor imprimate sunt motoarele de curent continuu avînd ca sistem inductor magneţi permanenţi.

Page 25: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

In comparaţie cu motoarele cu bobinaje clasice, avantajele tehnologice principale ale motoarelor de curent continuu cu înfăşurările indusului realizate din circuite imprimate sunt următoarele : a) un preţ de cost redus, la serii suficient de mari, prin automatizarea procesului tehnologic al „bobinării" indusului şi eliminarea oţelului din indus, a izolaţiei crestăturilor, a operaţiilor de stanţare şi de izolare in execuţia indusului etc. ; b) eliminarea colectorului de construcţie uzuală.

Utilizarea circuitelor imprimate în maşinile de curent alternativ.

Avantajele principale ale bobinajelor imprimate la maşinile de curent continuu se menţin şi în cazul maşinilor de curent alternativ.

Page 26: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Norme de protectie a muncii

Asigurarea inaccesibilităţii elementelor care fac parte din circuitele electrice

şi care se realizează prin:

- amplasarea cablurilor electrice, chiar izolate, precum şi a unor echipamente

electrice, la o înălţime inaccesibilă pentru om;

- izolarea electrică a conductoarelor;

- folosirea carcaselor de protecţie legate la pământ;

Folosirea tensiunilor reduse (de 12, 24 şi 36V) pentru sculele electrice

portative. La utilizarea uneltelor portative alimentate electric, sunt obligatorii:

- verificarea atentă a uneltei, a izolaţiei şi a fixării sculei înainte de începerea

lucrului;

- evitarea răsucirii sau a încolăcirii cablului de alimentare în timpul lucrului şi a

deplasării muncitorului, pentru menţinerea bunei stări a izolaţiei;

- menajarea cablului de legătură în timpul mutării uneltei dintr-un loc de muncă în

altul, pentru a nu fi solicitat prin întindere sau răsucire;

- evitarea trecerii cablului de alimentare peste drumurile de acces şi în locurile de

depozitare a materialelor; dacă acest lucru nu poate fi evitat, cablul va fi protejat

prin îngropare, acoperire cu scânduri sau suspendare;

- interzicerea reparării sau remedierii defectelor în timpul funcţionării motorului

sau lăsarea fără supraveghere a uneltei conectate la reţeaua electrică.

Folosirea mijloacelor individuale de protecţie şi mijloacelor de avertizare.

Page 27: TEHNOLOGIA BOBINAJELOR

Mijloacele principale de protecţie constau în: cleşti izolanţi şi scule cu mânere

izolante.

Mijloacele auxiliare de protecţie constau din: echipament de protecţie (mănuşi,

cizme, halat, salopetă), covoraşe de cauciuc, platforme electroizolante.

Deconectarea automată în cazul apariţiei unei tensiuni de atingere

periculoase sau a unor scurgeri de curent periculoase.

Separarea de protecţie care se realizează cu ajutorul unui transformator de

separaţie.

Izolarea suplimentară de protecţie care constă în executarea unei izolări

suplimentare faţă de izolarea obişnuită de lucru, dar care nu trebuie să reducă

calităţile mecanice şi electrice impuse izolării de lucru.

Protecţia prin legare la pământ este folosită pentru asigurarea personalului

contra electrocutării prin atingerea echipamentelor şi instalaţiilor care nu fac parte

din circuitele de lucru, dar care pot intra accidental sub tensiune, din cauza unui

defect de izolaţie. Elementele care se leagă la pământ sunt următoarele: carcasele şi

postamentele utilajelor, maşinilor şi ale aparatelor electrice, carcasele tablourilor

de distribuţie şi ale tablourilor de comandă, scheletele metalice care susţin

instalaţiile electrice etc.

Protecţia prin legare la nul se realizează prin construirea unei reţele generale

de protecţie care însoţeşte în permanenţă reţeaua de alimentare cu energie electrică

a utilajelor.

Protecţia prin egalizarea potenţialelor este un mijloc secundar de protecţie şi

constă în efectuarea unor legături, prin conductoare, în toate părţile metalice ale

diverselor instalaţii şi ale construcţiilor, care în mod accidental ar putea intra

subtensiune şi ar fi atinse de către o persoană care trece prin acel loc.