Анодирование. Электрическая обмотка

То, что алюминиевую фольгу или полосу можно анодировать на непрерывной линии, делает возможным её применение в качестве электрической обмотки магнитов и трансформаторов. Эта обмотка имеет меньшие размеры, чем обыкновенная изолированная медная обмотка при эквивалентных потерях, в то время как очень тонкая изоляция и использование полосы вместо проволоки улучшает теплоотдачу. При площади поперечного сечения проводника около 0.1см² алюминиевая обмотка обходится гораздо дешевле, чем медная.

В Великобритании в этих целях обычно используют покрытия толщиной 5 мкм, полученные посредством анодирования в серной кислоте. При использовании подобных покрытий можно достичь эффективного напряжения пробоя 200 В, при этом они обладают электрической силой 472кВ/мм и относительной магнитной проницаемостью 7.5-8.

Кроме электрических свойств имеет значение и гибкость анодированной проволоки или фольги. Анодирование в серной кислоте делает возможным производство фольги толщиной 0.09мм, которую можно без повреждений наматывать на сердечник  3.2 мм в диаметре, что соответствует необходимым условиям для использования в катушечной обмотке.

Анодированную алюминиевую обмотку можно использовать при температуре до 500ºС без угрозы ее разрушения, и именно поэтому она находит своё применение в самолётах и ракетах, работающих на ядерном топливе, однако при использовании в трансформаторах и двигателях такие провода уступают по запасу прочности проводам с органической или силиконовой изоляцией.

Соединение обмотки можно осуществлять при помощи точечной сварки, холодносварным соединением, ультразвуковой сваркой, механическим соединением или пайкой. В том, что касается анодирования алюминия для пайки, хороших результатов можно добиться при использовании ванны с припоем, работающей с наложением ультразвуковых колебаний.

Одной из главных проблем при использовании анодированного полосового алюминия в качестве электрической обмотки была тенденция к появлению на концах полосы короткого замыкания как следствие того, что после продольной резки по краям полосы остаются заусенцы. Необходимо использовать такую полосу, оба края которой были бы гладкими и круглыми в поперечном сечении или хорошо изолированными. Разработчики по-разному пытались решить эту проблему: механически при помощи наклонных валов или очищая края щёткой, скоростной плавкой или электрохимически, анодируя туго смотанный рулон таким образом, чтобы прежде его края покрылись толстым слоем оксида. Избежать проникновения химических веществ в витки рулона можно посредством сматывания рулона таким образом, чтобы уменьшающееся по экспоненте давление составляло более 30% прочности на растяжение фольги, а контакт можно установить, поместив его на крестообразный штатив с ножевыми опорами с обеих сторон.

При сравнении затрат на производство сварочного трансформатора с использованием медных проводов с двойным остеклением и анодированной алюминиевой полосы, выяснилось, что во втором случае себестоимость проводов снижается на 34%, а вес- на 53%. Но хотя алюминиевая фольга и полоса широко используются в обмотке и трансформаторах, из соображений экономии производители предпочитают изолировать их пластиком или бумагой. Было время, когда в большинстве распределительных трансформаторов в США применялась обмотка из алюминиевой фольги, но хотя изолировали её при помощи анодирования, окупить затраты можно было лишь при извлечении максимальной выгоды из её высокой термостойкости, например, при использовании в сухих трансформаторах, работающих при очень высокой температуре окружающей среды.

В более экстремальных условиях применяются твёрдые анодные оксидные покрытия. В этом случае, нагревательные элементы наматываются непосредственно на опоры из сплавов алюминия, покрытые анодным оксидным покрытием толщиной 50-75мкм, которые используются при красном калении без отрицательного влияния на электрические изоляционные свойства покрытия. Что интересно, твёрдое анодирование позволяет добиться также и кратковременной теплоизоляции, например, от факелов пламени или горячих газов.

Показатель изоляции может быть существенно снижен, если в металлическом субстрате присутствуют выделяющиеся фазы, которые не окисляются при анодировании, а остаются в покрытии в подвешенном состоянии. К тому же в их присутствии частицы металла изолируются в результате слоистого роста оксида. Этих трудностей можно избежать при использовании чистого алюминия или однородных сплавов, подходящих для нанесения защитных покрытий.

ДАННЫЙ КОНТЕНТ БЫЛ УКРАДЕН С САЙТА VSEOKRASKAH.NET  МУСОРОСБОРНИКОМ KRASKA.BIZ