Рис. 9.Каркас катушки насоса «Малыш»: I>ср — средняя длина витка
Число витков в ряду:
W>1 = 42/(1,1∙0,69) = 55.
Число рядов, с учетом прокладки между ними, толщиной 0,1 мм:
W>2 = 7/(1,05∙(0,69 + 0,1)) = 8,5.
Берем W>2 = 8, где коэффициенты 1,1 и 1,05 учитывают неплотности укладывания витков в рядах и между ними.
Число витков, которое можно уложить на каркасе:
W = W>1∙W>2 = 55∙8 = 440.
А нам необходимо уложить 420 витков, таким образом, при отсутствии провода d>из = 0,63 мм смело можно использовать провод d>из = 0,69 мм.
Уложатся ли 420 витков из провода d>из = 0,71 мм на указанном каркасе? Расчет предоставляется выполнить самому читателю.
Проверка и испытание катушек
Катушки. — очень ответственные элементы, поэтому, прежде чем поставить их в насосы и залить эпоксидным клеем, они должны пройти тщательную проверку и испытания, к которым относятся: измерение их омического сопротивления, испытание на диэлектрическую прочность и проверка отсутствия К.З. витков. Омическое сопротивление катушки измеряем омметром или тестером, оно должно соответствовать расчетной величине сопротивления, которое легко определяется по формуле:
R = ρ∙l/S>r = ρ∙(l>ср∙W)/S>r
где ρ — удельное сопротивление меди,
ρ = 0,0175 ом∙мм>2/м
W — число витков, W = 420;
l>ср — средняя длина витка намотки (М);
S>r — сечение провода без изоляции, S>r = 0,246 мм>2 (провод d>из = 0,63 мм) (табл. 2).
Среднюю длину витка намотки определяем по чертежу каркаса катушки, окно которого полностью занято обмоткой, для насоса «Малыш» (рис. 9) она равна 156 мм. Подставляя данные в формулу, получаем расчетное сопротивление:
R = 0,0175∙420∙156∙10>-3/0.246 = 4,66 ом.
Эту величину должен показывать омметр при измерений сопротивления.
Во время работы насосов возможны значительные перенапряжения в сети (например, во время грозы), которые могут привести к пробою изоляции витков в ряду или между рядами в катушке, и поэтому проверка их на диэлектрическую прочность является обязательной для каждой катушки, проверяется она подсоединением к ее выводам повышенного напряжения в течение одной минуты, применяя мегомметр на 1000 В. Пробитые катушки обнаруживаем при проверке наличия К.З. витков и отбраковываем.
В процессе изготовления катушки, как бы мы ни старались, возможны случаи незаметного оголения между соседними витками, которые при их работе приводят к образованию К.З. витков. Применение такой катушки в насосах недопустимо. Много разных устройств и схем для проверки отсутствия К.З. витков в катушках, все они основаны на поглощении энергии в КЗ. витках. Рассмотрим два из них.
На рис. 10 приведено устройство, собранное на магнитопроводе самого же насоса, представляющее собой трансформатор с двумя катушками: на левом сердечнике образцовая, испытанная и без КЗ витков, а на правом — испытуемая.
Рис. 10.Первый способ проверки катушек на отсутствие К.З. витков:
>1, 4 — образцовая и испытуемая катушки; 2 — якорь; 3 — магнитопровод; 5 — измерительный прибор
В устройстве якорь необходимо сильно прижать к сердечникам (например, применяя струбцины из досок или фанеры), в противном случае он сильно вибрирует и показания прибора будут неверные. Проверка ведется напряжением - 110 В, равным напряжению катушки. (Катушки насосов соединены последовательно, и на каждую из них приходится по 110 В.) В качестве источника тока применяем автотрансформатор ЛATP-05 и для измерения тока — тестер с разными пределами измерений.
Принцип работы устройства очень простой. Сначала на левый сердечник надеваем образцовую катушку, прижимаем якорь к сердечникам, подаем напряжение -110 В на выводы катушки и измеряем ток J>1 (без испытуемой катушки). Затем на правый сердечник надеваем испытуемую катушку с разомкнутыми выводами, также измеряем ток J>2, потребляемый образцовой катушкой, и сравниваем величины токов. Равенство токов J>1 = J>2 показывает, что испытуемая катушка без К.З. витков, так как она не потребляет электроэнергии. Неравенство токов, обычно J>2 > J>1, показывает наличие К.З. витков в катушке, так как она потребляет некоторую энергию и это влияет на увеличение тока J>2.
В описанном устройстве при применении высокочувствительного прибора можно выявить повреждение изоляции витков с относительно большим переходным сопротивлением.