Провод обмоточный: разновидности и предназначение

Принцип работы большинства электрических машин, основан на взаимодействии магнитных полей, которые создаются с помощью обмоток катушек. Катушки — обязательная деталь генераторов и трансформаторов, почти всех радиоэлектронных устройств.

Для их создания используют провод обмоточный. Расскажем о его видах и марках, особенностях и применении разных типов.

Для чего нужно знание особенностей проводов для обмотки

Многие делают ремонты своими руками, или собирают самодельные конструкции. Часто сгоревший электродвигатель перематывают самостоятельно, наматывают электромагниты (соленоиды) трансформаторы, магнитные антенны и катушки индуктивности для радиоэлектронных устройств. При этом учитывают только диаметр провода и количество витков (эти характеристики можно узнать в справочниках, пособиях по ремонту или рассчитать).

• Но часто важны не только они, но и тип провода — а он может и не указываться. Например, нужное количество витков из-за того, что выбрали марку с более толстым слоем изоляции, может просто не уместиться в габариты катушки.
• Немаловажен тип провода и для надежности устройства, и даже его безопасности, если выбрать его с недостаточным сопротивлением изоляции или непредназначенный для работы при такой температуре, то может произойти межвитковое замыкание или пробой.
• Если первое приведет только к выходу из строя устройства, то второе, при несоблюдении мер безопасности (заземления, зануления и т. п.), может быть и опасно для жизни.

Кроме сказанного выше, цена на провода с одинаковыми электрическими характеристиками, но разных типов, может значительно различаться. Зная это, можно сэкономить на материале.

Зачем переплачивать за провод, рассчитанный на работу при повышенной температуре и влажности для трансформатора, в котором отлично может работать и широко распространенная марка ПЭВ.

Классификация проводов

Классифицируют провода по нескольким критериям.

Материал проводника

Это:

1. Медные — наиболее широко распространены.
2. Алюминиевые — из-за большего, чем у меди удельного сопротивления применяют реже. Но, в последнее время, их использование расширяется, так как алюминий дешевле.
3. Из сплавов сопротивления (нихром и тому подобное) — используют для некоторых устройств.

Геометрия сечения

Сечения проводов бывают круглыми и прямоугольными. Вторые используют при необходимости пропускания через проводник большого тока, для проводников с большой площадью сечения. Для охлаждаемых катушек, используют полую проволоку.

Материал изоляции

Используются различные материалы — от бумаги и натуральных волокон, до стекла. Часто применяют несколько слоев, например: бумагу и эмаль.

Для изоляции важны не только диэлектрические свойства, но и механическая прочность, а также толщина. Чем она меньше, тем больше витков можно уложить в катушке при заданном диаметре провода.

Маркировка проводов

Маркируются они несколькими буквами и цифрами, после марки обычно обозначают диаметр сечения.

Внимание. Диаметр сечения провода определяют по меди, поэтому если вы хотите узнать его, замерив, например, микрометром, предварительно удалите изоляцию.

У медных проводов первой идет буква П (провод), алюминиевые обозначаются АП, для сплавов сопротивления есть свои обозначения. Затем идет обозначение изоляции, обычно по начальным буквам материалов ее составляющих и количества слоев. У прямоугольных проводов, в конце ставится буква П (прямоугольный) дальше может следовать через дефис еще цифра, отличающая типы.

Например ПЭЛШКО — Провод Эмаль Лак Шелк Капроновый Одинарный, медный провод покрытый лаковой эмалью, и дополнительно изолированный одним слоем капронового шелка.  Если бы было два слоя, то стояла бы буква Д (двойной).

Дальше рассмотрим более подробно все распространенные разновидности изоляции, не захватывая ее редкие типы, предназначенные обычно для работы в особых условиях или специальных устройств.

Внимание. Мы приводим маркировку, общепринятую в нашей стране. У импортированного провода она может отличаться, вплоть до того, что у каждой компании своя система обозначений. Поэтому, покупая материал зарубежных производителей, нужно изучать паспортные характеристики, и подбирать аналоги по условиям эксплуатации.

Изоляция бумагой

Такие провода, из-за низких диэлектрических свойств, обычно применяют в низковольтных устройствах, комбинируют с другими материалами. Бумага для их производства применяется специальная: кабельная или телефонная.

Широко используют  обмоточный провод в бумажной изоляции для маслонаполненных трансформаторов. В них масло не только охлаждает обмотки, но увеличивает сопротивление на пробой. Пример маркировки АПБ — алюминиевые обмоточные провода в бумажной изоляции.

Внимание. Буквой Б могут обозначать не только бумагу но и хлопчатобумажную пряжу, очень похожую на нее по характеристикам.

Волокнистая и пленочная изоляция

Для нее используют различные волокна и пленки: как натуральные (хлопок, шелк), так и синтетические. Они выдерживают большие механические нагрузки, чем провода обмоточные с бумажной изоляцией, но проигрывают им по толщине.

Изготавливают чаще всего многослойной намоткой волокон на проводник. Возможен вариант и когда нити переплетают — такой метод применяют для больших диаметров. Пленка наноситься пропусканием через ванну с жидким изоляционным материалом. Для улучшения свойств, такую изоляцию комбинируют с эмалью, или той же бумагой.

Обозначения материалов обмоток следующее:

• асбест — А;
• аримид — Ар;
• хлопок — Б;
• лавсан — Л;
• капрон — К;
• трилобал — Кп;
• пластмасса — П;
• стекло — С;
• стекло с полиэфиром — Сл;
• фторопласт (тефлон) — Ф;
• натуральный шелк — Ш.

Пример: провода ПББО — обмоточные провода с бумажной изоляцией, слой которой усилен слоем намотанной хлопчатобумажной пряжи.

Эмаль

Эти провода используются чаще всего. Практически все обмотки трансформаторов и катушек индуктивности в электронных устройствах наматываются ими. На фото в начале статьи показаны катушки этих проводов заводской упаковки.

Применяются они в широко распространенных электромеханических приборах. Почти каждый встречаемый нами стандартный двигатель, генератор, или контактор, не предназначенный для работы в особых условиях, скорее всего, будет иметь катушки, в которых используются обмоточные провода с эмалевой изоляцией.

Достоинство этого вида изоляции — малая толщина защитного слоя и простота нанесения. Достаточно окунуть провод в эмаль. Обозначают изоляционный материал буквой Э, за которой следующая показывает тип эмали.

1. Полиамид — Ан.
2. Винифлекс — В.
3. Полиамидофторопластовая — И.
4. Л — лакостойкая эмаль на масляной основе. Самый распространенный тип. Это не оговорка имеется в виду устойчивость именно к воздействию электротехнического лака, точнее растворителей входящих в его состав. Дело  в том, что катушки для дополнительной защиты и механической фиксации проводников после намотки пропитывают лаком. Эмаль не должна терять свойств после проведения этой операции.
5. Полиэфирцианураатимидная устойчивая к фреонам — Ф. Провода обмоточные с эмалевой изоляцией этого типа используют для обмоток охлаждаемых фреонами.
6. Полиэфирная — Э.
7. Полиэфиримидная — ЭИ.

Также отличают провода по максимальным температурам, которые выдерживает их покрытие без потери своих свойств. Делят их на группы (индекса) — 105, 120, 130, 155, 180, 200, 220 и выше оС соответственно.

Какие еще особенности изоляции могут указываться в маркировке

Кроме типа материала для изоляции и количества его слоев, дополнительно в маркировке может указываться:

1. То, что она усиленная — У.
2. Утонченная — I.
3. Покрытая слоем дополнительного лака по поверхности — Л.

Обмоточный провод для высоких частот

• Кроме стандартных одножильных проводов для катушек, работающих при высоких частотах, используют специальные провода — литцендраты.
• Дело в том, что высокочастотные токи проходят только по поверхности проводника. Сопротивление в этом случае, зависит не от площади сечения проводника, а от длины его периметра.
• Для того чтобы максимально увеличить ее, обмоточный провод делают многожильным — из пучка тонких, диаметром в доли миллиметра, проводников. Перевивка ведется тоже особым способом. Обозначают такие провода буквой Л.

Перечислим наиболее распространенные марки таких проводов:

1. ЛЭП и ЛЭЛ — пучок проводников не имеет дополнительной общей изоляции.
2. ЛЭШО и ЛЭШД — обматываются шелком в один и два слоя соответственно.
3. ЛЭПКО — с волокнистым капроновым покрытием.

Внимание. Убрать  изоляцию с таких проводов механическим способом, из-за тонких жил затруднительно, поэтому перед их лужением для распайки  используют специальные травильные составы. Только ЛЭП и ЛЭПКО можно паять сразу — их изоляция удаляется при нагреве жалом паяльника.

Как подобрать провод для обмотки или катушки

Кстати, ручная намотка отличается особым качеством (при соответствующей квалификации работников).

Сечение и марка провода в обмотках, обычно указывается в паспорте изделия, часто данные пишутся и на самом устройстве. Если же документ утерян, то есть несколько способов узнать данные.

1. Для электродвигателей, контакторов, катушек индуктивности и дросселей, легко найти характеристики в справочниках — только если не попался экземпляр зарубежного производства, или со стертой маркировкой.
2. Если известны напряжения на обмотках трансформатора и его мощность, то существуют несложные методики расчета. Инструкция, как это сделать, несложна — нужно замерить сечение сердечника, и просчитать буквально несколько формул. Еще проще, рассчитываются электромагниты и катушки индуктивности  и дросселя.
3. Если невозможно применить предыдущие два метода, то просто, при разборке сгоревшей или пробитой обмотки, замеряем диаметр и считаем количество витков. Конечно, отнимет много времени для большого числа витков, но можно использовать устройство для намотки со счетчиком.

Зная сечение и количество витков, подбираем провод, с нужной изоляцией учитывая все факторы. Нужную маркировку можно приблизительно определить, визуально распознав изоляцию.

Но необходимо учитывать и другие факторы. Так, для быстровращающихся обмоток не идут провода с эмалевой изоляцией — ее диэлектрические свойства теряются при температуре более 180 градусов Цельсия, и она просто плавится.

Если устройство работает в условиях повышенной влажности, то не применяют волокнистую обмотку из-за ее гигроскопичности. Условия эксплуатации проводов подробно указываются в паспортах.

Совет. Если возникает проблема с закупкой провода нужного диаметра, то можно намотать обмотку из двух трех подключенных параллельно, главное чтобы сумма площадей их сечения (можно узнать в справочниках) была равна требуемой величине. Ну и естественно чтобы уместиться в габариты катушки.

Будем рады, если нашей статьей помогли Вам в ремонте различных устройств или в самостоятельном их конструировании и сборке. Неплохо даже если мы просто углубили познания в электротехнике и теперь Вы знаете, чем отличаются провода обмоточные с бумажной изоляцией  от типа ПЭВ.