Трансформаторы состоят из сердечника, собранного из металлических тонких изолированных лаком пластин (обычно Ш-образной формы), и каркаса с обмотками из эмалированного медного провода. С целью уменьшения потерь на гистерезис пластины изготовляются из специально так называемой трансформаторной стали или сплав пермаллоя.
Трансформаторы, особенно силовые, несут постоянную электрическую и тепловую нагрузку. Если расчет и изготовление трансформаторов выполнены с отклонениями, например пайка проводников осуществлена с кислотными флюсами, то надежность изготовленных трансформаторов снижается и они чаще других намоточных изделий отказывают в работе.
Наиболее характерные неполадки трансформаторов следующие: нарушение пайки в местах присоединения концов выводных проводников, внутренние обрывы обмоток, замыкание обмоток между собой и на корпус.
Подготавливают обмоточные провода, гибкий монтажный провод для выводов, прокладочную кабельную бумагу или тонкую фторопластовую изоляционную пленку, кембриковое полотно, нитки, шеллачный лак, паяльник, припой, бескислотный флюс, мелкозернистую наждачную бумагу или полотно.
Для определения характера неисправности трансформатора отпаивают подведенные к нему провода, причем все отпаиваемые проводники отмечают бирками, чтобы в дальнейшем не перепутать подключение.
Выявление неполадок производят путем внешнего осмотра и проверки в следующем порядке:
– омметром проверяют целостность и сопротивление обмоток,
– мегомметром проверяют сопротивление изоляции между обмотками и между корпусом (сердечником) и обмотками,
– вольтметром переменного тока проверяют напряжение на выводах вторичных обмоток при номинальном напряжении на первичной обмотке,
– миллиамперметром переменного тока проверяют силу тока холостого хода трансформатора.
Когда неисправность выявлена, трансформатор разбирают, т. е. снимают крепежные детали и удаляют пластины сердечника. Делают это осторожно, так как погнутые пластины в дальнейшем затруднят сборку сердечника. Пластины из пермаллоя нельзя подвергать ударам, изгибам и другим деформациям, которые ухудшают магнитопроводящие свойства пермаллоевых пластин, что может отразиться в дальнейшей работе трансформатора.
Если сведения об обмоточных данных отсутствуют, то обмотки, которые надлежит снять, разматывают на намоточном станке со счетчиком, чтобы установить число витков. Диаметр провода определяют микрометром. Если намоточные данные имеются, провод можно срезать, не повредив, однако, исправных обмоток и каркаса.
Если при работе трансформатор нагревался сверх допустимой номинальной температуры, нужно убедиться, что изоляция оставляемых без перемотки обмоток является доброкачественной: бумажные прокладки между слоями не содержат подгорелых мест (не имеют потемнения), а эмалевое покрытие на намоточном проводе держится прочно.
В трансформаторах, изготовленных приборостроительными заводами, подсоединения концов обмоток к выводным проводникам при намотке изолируются тонкой фторопластовой пленкой; каждая обмотка после обертывания ее пленкой и проклейки пленки обвязывается ниткой, которой одновременно закрепляются выводные проводники. Намотка получается довольно жесткой, и к тому же пропитка делает катушку обмотки еще более жесткой. Поэтому, особенно при тонких проводах, размотка обмотки для счета числа витков связана с трудностями и необходимо проявлять большую осторожность, чтобы не порвать провод при смотке.
Намотку ведут виток к витку. В этом случае обмотки займут значительно меньше места, чем при беспорядочной намотке, и будет минимальная возможность пробоя между витками. Закончив ряд справа налево, ведут намотку следующего ряда в обратном направлении. После каждого ряда (слоя) провода укладывают бумажную прокладку или фторопластовую пленку, которые должны плотно входить по ширине между щечками каркаса. Нельзя допускать попадания провода между прокладкой и щечкой каркаса. Толщина намотки получается несколько большей в том месте, где располагаются выводные проводники, поэтому их нужно размещать с той стороны катушки, которая после сборки сердечника будет помещаться не внутри сердечника, а снаружи его. Выводы пропускают через сделанные отверстия в щечках каркаса.
Эмалированный провод, используемый для намотки должен быть покрыт сплошным равномерным слоем эмалевой пленки, поверхность которой должна быть гладкой, блестящей, без пузырей, инородных тел, без механических повреждений верхних слоев металла. Провод берется того же диаметра и сохраняют прежнее число витков, иначе ему не разместиться в каркасе.
Намотав все обмотки, катушку трансформатора для зашиты от механических повреждений и пыли обклеивают сверху новой кембриковой лентой или лентой, снятой с трансформатора перед его размоткой.
Перед сборкой сердечника проверяют состояние пластин, выпрямляют погнутые. Если на железных пластинах имеются следы ржавчины, то их очищают от ржавчины и покрывают тонким слоем бакелитового лака. При сборке внутрь каркаса катушки вставляют среднее ответвление Ш-образной пластины, крайние оставляют снаружи катушки. Сборку ведут так, чтобы пластины устанавливались поочередно, то с одной, то с другой стороны катушки, что необходимо для создания замкнутого магнитного потока в сердечнике.
Собирая сердечник, обращают внимание на то, чтобы не смять пластины и в то же время не повредить каркас катушки. Пластины из трансформаторного железа более жесткие и при набивке сердечника редко сминаются. Пластины из пермаллоя более тонкие, поэтому нередко мнутся, изгибаются, что затрудняет сборку. Последние две-три пластины устанавливают на место легкими ударами деревянного молотка. Затем сердечник обжимают в тисках и дополнительно с помощью ударов деревянного молотка устанавливают еще две-три пластины. Если пластины набиты неплотно, то при включении трансформатор будет гудеть.
По окончании сборки сердечника, вставляют крепежные болты и стягивают сердечник.
Для повышения влагостойкости, нагревостойкости, электрической и механической прочности обмоток трансформатора производят пропитку обмоток изоляционным меламин глифталевым лаком МЛ-92 вязкостью 30…40 с по вискозиметру-воронке с диаметром отверстия сопла 4 мм в следующем порядке:
– очищают трансформатор от пыли, после чего прогревают в сушильном шкафу при температуре (120 ±10) °С в течение трех часов,
– охлаждают трансформатор до 60 °С и смазывают пастой ПВСГ выводные концы обмоток (приготовление и применение пасты см. ниже),
– погружают трансформатор в сосуд с изоляционным лаком МЛ-92 и выдерживают в лаке 15…20 мин. до прекращения выделения пузырьков воздуха из обмотки,
– удаляют трансформатор из жидкости и дают стечь лаку в течение 60 мин, после чего снимают пасту с выводных проводников,
– протирают каркасы, сердечник и выводы трансформатора марлей, смоченной смесью толуола и уайт спирита или одним толуолом,
– выводные концы обмоток смазывают трансформаторным, касторовым или приборным маслом,
– трансформатор помещают в сушильный шкаф и нагревают последовательно по следующему графику (допустимо отклонение температуры ±10°С):
Температура, °С 40 60 80 100 120
Время сушки, ч 2 2 2 2 16
Общее время сушки составляет 24 ч.
В пропитку поступает полностью собранный трансформатор.
По окончании сушки к трансформатору подключают электрическое питание и производят проверку напряжения на его обмотках, целостности обмоток, сопротивления изоляции, тока холостого хода.
Проверяют также, не сильно ли гудит трансформатор, что может быть следствием не только слабой набивки сердечника, но и недостаточной его затяжки.
Паста ПВСГ для защиты токоподводов при пропитке и лакировке.
Состав: 11% спирта поливинилового ПВС, 26% спирта ректификата этилового, 11% глицерина дистиллированного 52% воды дистиллированной.
Способ приготовления: в стеклянной посуде смешивают этиловый спирт с водой; в разведенный этиловый спирт добавляют последовательно поливиниловый спирт и дистиллированный глицерин при тщательном перемешивании стеклянной палочкой; нагревают смесь на водяной бане при температуре до 90°С в течение 1…2 ч; паста должна быть однородной, без комков и механических примесей. При необходимости фильтруют пасту через марлю. Хранить в колбе с притертой пробкой. Срок годности 10 суток.
Применение: наносят пасту кистью на те места проводов или деталей, которые не подлежат пропитке или лакировке. Затем сушат нанесенный слой пасты на воздухе в течение 30 мин. После удаления пропитываемой детали из лака и стекания лака, т. е. фактической сушки детали на воздухе, пасту снимают пинцетом или ножом (не повредить провод!).
