Изготовление магнитопроводов

Изготовление пластин магнитопроводов

Магнитопроводы трансформаторов изготовляют из тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга для уменьшения потерь от вихревых токов. Пластины вырезают из листовой стали. Отходы, образующиеся при раскрое пластин магнитопроводов крупных трансформаторов, используют для изготовления пластин магнитопроводов трансформаторов меньших габаритов. После механической обработки стали ее магнитные свойства ухудшаются. Восстановить их можно отжигом стали. Отжиг стали является длительным и дорогостоящим процессом, требующим печей, производственных площадей и большого расхода электроэнергии. Поэтому на практике отжиг стали производят только в тех случаях, когда к магнитным свойствам стали магнитопроводов предъявляют жесткие требования, например у измерительных трансформаторов тока.

Технологический процесс изготовления стальных пластин для магнитопроводов может быть различным. Покрывают изоляцией стальные листы, из которых вырезают пластины. В этом случае механической обработке листы подвергают после нанесения изоляции и отжиг стали не применяют, так как при отжиге произойдет раз-крушение изоляции. Если стальные листы сначала подвергают механической обработке, а затем изолируют готовые пластины, листы отжигают до нанесения на них изоляции.

К изоляции стальных листов (пластин) магнитопроводов трансформаторов предъявляются ряд требований: высокая электриче­ская и механическая прочность, большое электрическое сопротив­ление, малая толщина, маслостойкость и теплостойкость.

Стальные листы для магнитопроводов трансформаторов мощностью до 1600 ква раньше изолировали бумагой, которой их доклеивали на специальной машине. Такая изоляция имеет невысокую стоимость, но очень большим ее недостатком является относительно большая толщина бумаги и низкая теплостойкость. В некоторых случаях такую изоляцию применяют и в настоящее время. Бумагу для оклейки стальных листов выпускают в виде рулонов шириной 760 мм. Толщина бумаги 0,033 мм с допуском ±0,002. Одна сторона бумаги гладкая; при наклейке на стальные листы клейстер наносят на гладкую сторону бумаги.

Бумага должна ровно и прочно приклеиться по всей площади листа; образование сгустков и комков клейстера под бумагой недопустимо. После оклейки удаляют влагу из клейстера, для чего стальные листы прогревают газовыми горелками. Плохая просушка бумаги приведет к образованию ржавчины на поверхности листов. В настоящее время пластины магнитопроводов трансформаторов изолируют лаком, который наносят на готовые пластины, а не на стальные листы. Для изоляции стальных пластин применяют маслостойкие лаки № 302 и 202, изготовленные на основе растительных масел; после высыхания они образуют прочную лаковую пленку. При температуре 200—210°С лак, нанесенный на пластину, высыхает в течение 12 мин.

Лаковая изоляция пластин дороже и более трудоемка, чем бумажная, но имеет ряд преимуществ перед бумажной меньшую толщину, более высокое электрическое сопротивление, большую теплостойкость и механическую прочность. Так как лак наносят на готовые пластины, то он покрывает острые края, получившиеся после резки и штамповки пластин, что предупреждает замыкания между пластинами при сборке магнитопроводов.

Изоляцию стальных пластин производят на специальных лакировальных машинах. После нанесения лака пластины просушивают в печи и затем охлаждают водой до температуры 30—40°С. Пластины магнитопроводов трансформаторов мощностью до 6300 ква покрывают лаком один раз, больших мощностей — два раза. В особо ответственных случаях применяют трехкратную лакировку.

Наиболее простой и дешевой изоляцией пластин магнитопроводов является масса, изготовленная на основе жидкого стекла. Жидкое стекло содержит примерно 30% кремнезема, 10% окиси натрия и 60% воды. Масса для покрытия стальных пластин содержит жидкое стекло, водный раствор кристаллической буры и железный сурик, растертый с жидким стеклом. Наносится масса на пластины в специальной машине.

Несмотря на низкую стоимость изоляция пластин жидким стеклом не получила широкого распространения, так как имеет низкую механическую прочность и при шихтовке магнитопровода части повреждается. Высокая гигроскопичность жидкого стекла не позволяет использовать его для изоляции пластин магнитопроводов сухих трансформаторов.

Применяют изоляцию пластин, наносимую химическим путем. При такой изоляции на поверхности пластин образуется тонкая пленка, имеющая большое электрическое сопротивление.

Изоляционную пленку можно нанести на поверхности пластин методом оксидирования. Для этого готовые пластины загружают в печь для отжига и прогревают при 700° С в течение 30 мин. Для создания окислительной среды после прогрева пластин в печь подают водяной пар. Температура в печи понижается до 500° С. Пластины выдерживают в течение 1,5 ч. На поверхности пластин образуется тонкая прочная пленка из окиси железа, имеющая большое электрическое сопротивление. При такой изоляций совмещаются процессы отжига и изолирования пластин. В процессе отжига обгорают мелкие заусенцы, образовавшиеся при механической обработке стали. При неблагоприятных условиях оксидирование пластин может вызвать появление ржавчины на их поверхности, что приведет к порче пластин и трансформаторного масла. Недостатком процесса оксидирования также является его трудоемкость, вследствие чего оксидирование пластин не имеет широкого применения. Изоляционную пленку можно нанести на поверхность пластин осфатированием. В этом случае пластины погружают в фосфатную ванну. Пластины магнитопроводов изготовляют из горячекатаной и холоднокатаной электротехнической стали.

Основную массу горячекатаной трансформаторной стали поставляют в виде листов размерами 750х1500 мм. Кромки листов имеют неправильную форму, поэтому все четыре стороны листа обрезают так, чтобы угол между двумя соседними сторонами был 90°. Ширина обрезанной с каждой стороны полоски 5—10 мм.

Горячекатаная трансформаторная сталь — высоколегирован­ная, содержит до 4,8% кремния и настолько хрупка, что при ее резке и штамповке получаются ломаные кромки. По магнитным свойствам горячекатаная сталь уступает холоднокатаной, но зна­чительно дешевле ее.

Холоднокатаные трансформаторные стали чаще изготовляют в виде рулонов, что облегчает обработку и уменьшает отходы.

Пластины магнитопроводов вырезают из листовой стали на гильотинных ножницах. Холоднокатаную сталь в рулонах разрезают дисковыми или роликовыми ножницами. Кромки полос, наре­занных дисковыми ножницами, имеют кривизну, поэтому эти поло­сы нельзя использовать без дополнительной обработки. Штамповку отверстий и окончательную обрезку кромок пластин производят на прессах.

При конструировании новых типов трансформаторов для наиболее выгодного использования листов электротехнической стали разрабатывают карту раскроя, в которой указывают количество и размеры пластин, вырезаемых из листа. Сначала лист разрезают на заготовки длиной, равной длине изготовляемых пластин, на гильотинных ножницах или большом кривошипном прессе. Заголовки поступают на штамп, который нарезает пластины нужного размера и делает отверстия в них.'

Отверстия в пластинах вырубают пуансоном и матрицей, между которыми должен быть зазор 0,015 мм на обе стороны при толщине листов 0,35 мм и 0,025 мм при толщине листов 0,5 мм. При Увеличенном зазоре сталь перед разрушением вытягивается, образуя заусенцы по всему контуру отверстия При уменьшенном зазоре по всему контуру отверстия образуются тонкие заусенцы с рваными краями. При нормальном зазоре заусенцы не образуются. Заусенцы образуются как при затупленном пуансоне, так и при затупленной матрице. Заусенцы на пластинах магнитопровода вызывают замыкание между отдельными пластинами и снижают качество их изоляции.

НОВОСТИ КОМПАНИИ