Почему сердечник трансформатора собирают из отдельных пластин: нюансы

Трансформатор представляет собой устройство для преобразования величины переменного тока или напряжения.
В простейшем случае трансформатор состоит из двух гальванически изолированных друг от друга обмоток, помещенных на общий сердечник (Рис.1 ).
Обмотка, подключенная к источнику переменного тока называется первичной. Нагрузка подключается к вторичной обмотке трансформатора. Материалом для обмоток

Особенности строения сердечника трансформатора

Трансформатор служит для преобразования напряжения переменного тока. Он состоит из сердечника с двумя или несколькими обмотками. На одну из катушек подаётся переменное напряжение. Проходящий при этом через неё ток, вызывает изменение во времени магнитного потока в сердечнике.xdff.jpg

Этот поток пронизывает все обмотки и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС. В зависимости от соотношения числа витков в катушках исходное напряжение во вторичной обмотке повышается или понижается в сравнении с поданным.

Сердечник необходим для более эффективной трансформации напряжения уменьшения потерь на рассеянии.

dfgg.jpgСердечник трансформатора испытывает значительное воздействие переменного магнитного поля. Это приводит к возникновению вихревых токов. В результате происходит нагревание магнитопровода что приводит к потерям энергии.

Изготавливаются сердечники из стали, перемагничивание которой также приводит к бесполезному расходованию электроэнергии.

Как устроен

Тороидальный трансформатор имеет идеальный дизайн, в отличие от трансформаторов другой конструкции. Фактически, первый трансформатор, разработанный Фарадеем, представлял собой трансформатор на тороидальном ядре.

Тороидальные сердечники сделаны из магнитной рулонной трансформаторной стали с очень низкими уровнями потерь и высокой индукцией насыщения. Это достигается путем нагрева тороидального каркаса до высокой температуры, а потом его охлаждения по специальной программе.

Это позволяет достичь высоких степеней насыщения до 16 000 Гаусс. В тороидальном трансформаторе магнитный поток равномерно распределен в сердечнике и, из-за отсутствия промежуточных металлических деталей и технологических зазоров.

Точно так же, поскольку все обмоточные катушки равномерно распределены по поверхности сердечника шум, вызванный магнитострикцией фактически, исчезает. Также тороидальный трансформатор имеет наилучшие тепловые характеристики, это способствует хорошему охлаждению трансформатора. Нет необходимости применять кулеры и вентиляторы.

Как уменьшить потери

Величина потерь на перемагничивание зависит от нескольких факторов:

  • свойств вещества из которого изготовлен сердечник. Материалы плохо поддающиеся намагничиванию, так же с трудом перемагничиваются. И тем большая энергия расходуется, что выражается в нагревании;
  • частоты перемагничивания;
  • наибольшего значения магнитной индукции.

Потери уменьшают за счёт использования специальной трансформаторной стали. Она требует меньшую энергию на перемагничивание в сравнении с другими веществами.

Вихревые токи достигают наибольших значений в массивных проводниках из-за их малого сопротивления. Для их уменьшения необходимо увеличить электрическое сопротивление. Этого достигают за счёт набора сердечника из отдельных листов. Толщина стальных пластин выбирается не более 0,5 мм.

fghgfh.jpgЧтобы при нагревании листы между собой не сплавились, для снижения потерь на вихревые токи пластины изолируют друг от друга. В качестве разделителя используют лак, окалину. Существуют химические способы изоляции стальных листов. Прослойки оказывают вихревым токам сильное сопротивление, купируют их действие, что значительно снижает энергопотери.

Характеристики катушек индуктивностей и трансформаторов

Глава вторая. Конструкции радиоприемников

  • «Спидола», «ВЭФ-Спидола», «ВЭФ-Спидола-10» (конструкция)

«ВЭФ-12», «ВЭФ-201», «ВЭФ-202»«Океан», «Океан-203», «Океан-205»«Спидола-207» («ВЭФ-207»), «Спидола-230» (глава 2)«Меридиан-202» («Украина-202») (глава 2)Глава третья. Настройка и регулировка приемников

  • Общие положения

Проверка монтажа. Проверка тока покоя и режимов работы транзисторовНастройка и регулировка усилителя НЧНастройка и регулировка тракта ПЧ AMНастройка и регулировка контуров гетеродина, УВЧ и входных цепей тракта AMОсобенности настройки тракта ЧМОсобенности настройки радиоприемника «Меридиан-202»Глава четвертая. Проверка основных параметров

  • Общие положения (глава 4)

Проверка диапазона принимаемых частот и точности градуировкиПроверка реальной чувствительности и собственных шумовПроверка избирательности (ослабления соседнего канала)Проверка ширины пропускания, промежуточной частоты, ослабления сигналов зеркального канала и промежуточной частотыПроверка номинальной выходной мощности и чувствительности тракта НЧПроверка тока покоя и дополнительные измеренияГлава пятая. Неисправности, методы их отыскания и устранения

  • Общие положения (глава 5)

Ремонт печатных платОсобенности ремонта узлов и деталейПроверка приемника на прохождение сигнала и покаскадная проверкаХарактерные неисправностиПриложенияХарактеристики катушек индуктивностей и трансформаторов

Катушки входных цепей (антенные катушки) диапазонов GB и ДВ у всех рассмотренных приемников расположены на ферри-товом стержне магнитной антенны и намотаны на подвижных каркасах, которые выполнены либо из картона (склеены из нескольких слоев специальной бумаги), либо из полихлорвинила (капрона) методом литья. Катушки связи, как правило, располагаются рядом или поверх соответствующих контурных катушек па одном каркасе.

Входные и гетеродинные катушки (и УВЧ) диапазонов УКВ, KB, а иногда и гетеродинные катушки диапазонов СВ и ДВ (например, в приемниках типа «Океан») намотаны на открытых гладких каркасах из полистирола. Катушки гетеродина СВ-и ДВ-диапазонов, ФСС, фильтров ПЧ и коррекции как в тракте AM, так и в тракте ЧМ имеют секционированную намотку, которая размещена в одной или нескольких секциях полистиролового каркаса. Каркас установлен в броневой чашечный сердечник и закрыт экраном. В приемниках «Океан-203», «Океан-205», «Спидола-207» и «Меридиан-202» для катушек тракта ЧМ броневые сердечники не применяются.

На рис. П-7 изображен условный каркас с принятыми обозначениями диаметров, которые используются в соответствующей графе (тип, материал и размеры каркаса) табл. П-2, где приведены основные характеристики всех катушек и дросселей. В этой таблице для однотипных приемников приведены только характеристики катушек, отличающихся от использованных в предыдущей модели, по возможности сохранена и нумерация катушек.

В приемниках «Спидола», «ВЭФ-Спидола» и «ВЭФ-Спидола-10» направление намотки катушек (кроме L11, L12, L13 и L14) по часовой стрелке. Катушки ФСС и ФПЧ заключены в алюминиевые экраны размером 26x14x14 мм для приемников «Спидола» и 30,6×14,8×14,8 мм для приемников «ВЭФ-Спидола» и «ВЭФ-Спидо-ла-10». Диаметр броневых чашечных сердечников катушек ФСС и ФПЧ (L29 — L40) составляет 11 мм, высота каждой чашки 5 мм; диаметр подстроечных сердечников 2,86 мм, длина 14 мм.

Рис. П-7. Условный каркас катушек с обозначениями диаметров

В приемниках «ВЭФ-12», «ВЭФ-201» и «ВЭФ-202» намотка всех катушек выполнена по часовой стрелке. Катушки ФСС и ФПЧ (L30 — L40) заключены в алюминиевые экраны размером 30,5×14,8×14,8 мм. Размеры броневых чашечных и подстроечных сердечников катушек L30 — L40 аналогичны указанным выше.

В приемниках «Океан» все катушки намотаны по часовой стрелке. Катушки L2 на планках диапазонов П6 и П7 блока КСДВ и L3, L16 в блоке ВЧ-ПЧ намотаны в два провода. Диаметр броневых чашечных сердечников катушек L3, L4 блока УКВ; L1, L2 планок П6 и П7 блока КСД В и L1-L18 блока ВЧ-ПЧ составляет 8,6 мм, высота каждой чашки 4 мм; диаметр подстроечных сердечников — 2,86 мм и длина 12 мм. Катушки L1, L2 планок П6, П7 блока КСДВ и L1 — L18 блока ВЧ-ПЧ заключены в медные луженые экраны размером 15,5x10x10 мм. Резонансная емкость катушек блока УКВ имеет величину 35 пф для катушки L1 и 26 пф — для L2. При измерении индуктивности и добротности антенных катушек они соединяются последовательно.

В приемнике «Океан-203» катушка L2 блока УКВ имеет 5,5 витков, а дроссель Др — 18 витков. В блоке КСДВ катушки L1, L2 планок П6, П7 намотаны в четырехсекционных каркасах и имеют следующие характеристики: диапазон ДВ — L1: 180×4 витка с отводом от 610-го, провод ПЭЛШО, 0,1; — L2; 13×4 витка (в два провода), провод ПЭЛШО, 0,1; диапазон СВ — L1: 48×4 витка с отводом от 152-го, провод ПЭВ-2, 0,1; — L2: 3×4 витка (в два провода), провод ПЭВ-1, 0,1. В блоке ВЧ-ПЧ катушка согласующего контура КСДВ L3 имеет 7×3 витка и намотана проводом ПЭЛШО, 0,1, а катушка L4 — соответственно 30×3 и ПЭВ-2, 0,1. Катушка коллекторного контура L11 намотана в четырехсекционном каркасе и имеет 44×4 витка. В остальном характеристики катушек аналогичны установленным в приемнике «Океан».

Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Таблица П-2 Рис. П-8. Распайка выводов катушек радиоприемников типа «Спидола», «ВЭФ-12», «ВЭФ-201» и «ВЭФ-202»

В приемнике «Океая-205» дроссель СДВ (Др), установленный на планках П6 и П7 блока КСДВ, имеет 54 (18×3) витка. Характеристики остальных катушек, не приведенных в табл. П-2, аналогичны соответствующим характеристикам катушек приемника «Океан-203». Однако коллекторные катушки диапазонов СВ и ДВ на планках 176 и П7 блока КСДВ установлены без экранов.

В приемниках «Спидола-207» и «Спидола-230» намотка всех катушек произведена по часовой стрелке. В табл. П-2 указаны характеристики катушек приемника «Спидола-207», однако для приемника «Спидола-230» данные соответствующих катушек аналогичны (нумерация катушек должна быть уточнена по принципиальной схеме). Вместо броневого чашечного сердечника в катушках L3, L6, L7, L10-Ы2, L19, L20 использован броневой цилиндрический высотой 12 мм и диаметром 10 мм. Подстроенный сердечник для этих же катушек имеет длину 12 мм, а диаметр 2,86 мм.

Рис. П-9. Распайка выводов катушек радиоприемников «Океан» и «Окоан-203»

Добротность катушек измеряется при установленном броневом сердечнике. Катушки тракта ПЧ AM помещены в алюминиевые экраны размером 19,5 X 10,5 X 10,5 мм, а тракта ПЧ ЧМ — 19,5 X 11,5 X 11,5 мм. Катушки в блоке УКВ аналогичны использованным в приемнике «Океан-205».

Рис. П-10. Распайка выводов катушки L1 блока УКВ радиоприемника «Океан-203»

В приемнике «Меридиан-202» все катушки (кроме входных и гетеродинных тракта AM) намотаны против часовой стрелки.

Обмотки катушек L3 и L5 блока УКВ расположены соответственно между витками катушек L4 и L6, а обмотка катушек L1З в блоке ПЧ-ЧМ — между витками L11. Катушки L1 — L1З блока ПЧ-ЧМ намотаны на ребристах каркасах (с фиксированным шагом намотки) размером 5,2 X 6,2 мм. Высокочастотные трансформаторы тракта ЧМ (блок ПЧ-ЧМ) имеют оригинальную конструкцию: конденсаторы связи и контурные катушки расположены непосредственно на каркасе катушек и вместе с ними закрыты общим алюминир-вым экраном размером 26,5 X 16,4 X 16,4 мм. Алюминиевый экран катушек L21 — L24 блока ВЧ-ПЧ-АМ имеет размеры 21,5 X 11,2 X 11,2 мм. Броневой цилиндрический сердечник для этих же катушек имеет высоту 12 мм и диаметр 10 мм, а подстроенный сердечник — соответственно 12 мм и 2, 86 мм.

Рис. П-11. Распайка выводов катушек блока УКВ радио» приемника «Океан-205» Рис. П-12. Распайка выводов катушек радиоприемников «Спидола-207» и «Спидола-230» Рис. П-13. Распайка выводов катушек радиоприемника «Меридиан-202»

В качестве дросселя (Др) в блоке ВЧ-ПЧ-АМ использован унифицированный типа Д1 — 0,1 — 2±5%, имеющий следующие параметры: индуктивность — 2 мкгн±Ъ%; добротность — не менее 30; сопротивление постоянному току 1,1 ом; масса — 1г. Форма дросселя — цилиндрическая; длина — И мм; диаметр 3,25 мм.

Распайка выводов всех катушек рассмотренных приемников приведена на рис. П-8 — П-13.

Характеристики согласующих и выходных трансформаторов приведены в табл. П-3. Вторичные обмотки всех выходных трансформаторов намотаны в два провода. Магнитопровод трансформаторов: Ш8 X 8 мм, материал — сталь типа Э47, лист 0,35 мм. Намотка катушек — рядовая многослойная.

Таблица П-3 Таблица П-3

Измерение тока холостого хода производится при напряжении 50 в с частотой 500 гц. Измерение коэффициента трансформации проводится при напряжении 10 в с частотой 500 гц для согласующих трансформаторов и соответственно 20 в, 500 гц — для выходных.

Для приемников «Спидола-207» и «Спидола-230» согласующий трансформатор (ТП-207) по своим характеристикам и конструкции аналогичен согласующему трансформатору «ВЭФ-201».

Рис. П-14. Распайка выводов согласующего (а) и выходного (б) трансформаторов радиоприемников типа «Спидола», «ВЭФ-12», «ВЭФ-201», ВЭФ-202», «Спидола-207» и «Спидола-230»

Распайка выводов трансформаторов приведена на рис. П-14.

В приемнике «Океан-205» для обеспечения возможности питания от сети неременного тока силовой трансформатор типа ТС-4-1. Первичная обмотка этого трансформатора имеет 4000 витков (отвод от 2310 витка) намотанных проводом ПЭВ-2, 0,11; вторичная обмотка: 300 витков, провод ПЭВ-1, 0,29. Тип намотки — рядовая, плотная. Сопротивление обмотки постоянному току: первичная — 727 ом, вторичная — 55 ом. Магнитопровод трансформатора: пакет ШЛ 25,5 X 16 мм; сталь типа Э310 — ЭЗЗО, толщина ленты 0,35 мм.

Основные виды сердечников

fthyh.pngТрансформаторы имеют различные сферы применения, технические характеристики, габариты. Они отличаются и по типу магнитопроводов. Конструктивно сердечники разделены на три основных вида:

Стержневой сердечник сконструирован в виде буквы П и состоит из двух стержней, соединённых ярмом. При необходимости защитить обмотки от внешних воздействий используют броневые магнитопроводы. Ярмо находится с внешней части и полностью закрывает, расположенный внутри стержень с обмоткой.

Сердечники классифицируют так же по способу сборки пластин:

  • наборка из штампованных пластин. К преимуществам магнитопроводов из листов относят возможность их изготовление из не очень прочных материалов;
  • навитые металлические ленты. Такие сердечники более полно используют магнитную энергию, но при этом имеют повышенный уровень потерь. Тороидальная намотка лент самая сложная, но энергетически наиболее выгодная.

ghcfgh.jpgИмеются различия в соединении стержней с ярмом. Их собирают двумя способами:

  • встык, когда все элементы собираются из пластин отдельно. Соединяются в единый сердечник на последнем этапе сборки трансформатора: после того, как уложены обмотки;
  • впереплёт. Такие магнитопроводы называют шихтованными. Они почти не имеют потерь в местах соединения.

Отличие монтажа кабельных линий на тросу от тросовой электропроводки.

а) способом крепежа; б) технологией; в) вводом в здания; г) не отличаются

Участок воздушной линией между опорами анкерного типа.

а) пролет; б) стрела провеса; в) анкерный участок; г) длина пролета.

17

.

Опоры, устанавливаемые в местах изменения трассы, а) анкерные; б) угловые; в) концевые; г) промежуточные.

Операции, выполняемые при прокладке воздушной линии в скальных грунтах,

а) роют; б) дробят; в) спец.приспособление; г) взрывают.

Обмотку низшего напряжения трансформатора делают из … сечения

а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают из …

а) железных стержней; б) алюминиевых листов;

в) листов электротехнической стали; г) стержней электротехнической стали

Вариант № 5 ПМ 01

Работа трансформатора основана на явлении …

а) вращающегося магнитного поля; б) взаимоиндукции;

в) взаимодействия токов в обмотках; г) возникновения вихревых токов.

Обмотка трансформатора, которую подключают к источнику переменного напряжения, называется…

а) первичной; б) вторичной; в) нагрузкой; г) потребителем.

Обмотку низшего напряжения трансформатора делают из … сечения

а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают из …

а) железных стержней; б) алюминиевых листов;

в) листов электротехнической стали; г) стержней электротехнической стали.

Трансформатор будет понижающим, если …

a)U1>U2;

б

) Е , = Е2;

b)U12 r

)U1 >E,

Передавать электроэнергию целесообразно при напряжении …

а) низком; б) высоком, в) при среднем; г) все варианты.

Понижающий трансформатор повысить напряжение сети …

а) может; б) не может; в) через трансформатор напряжения; г) Все варианты.

Расширитель трансформатора полностью заполнить минеральным маслом…

а) можно; б) нельзя в) от погодных условий; г) все варианты

Трансформаторы нашли широкое применение …

а) в линиях электропередачи; б) в технике связи;

в) в автоматике и измерительной технике; г) во всех перечисленных областях

Трансформатором называется электротехническое устройство, служащее для преобразования…

а) постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения;

б) переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты;

в) постоянного тока в переменный ток г) все варианты

11.Обмотка трансформатора, которую подключают к приёмнику переменного тока, называется:

а) первичной; б) вторичной; в) нагрузкой; г) потребителем.

12.Обмотку высшего напряжения трансформатора делают из … сечения,

а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают, из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга для того, чтобы…

а) увеличить потери электрической энергии; б) повысить потери на вихревые токи; в) уменьшить потери на вихревые токи; г) понизить электрическую энергию.

Основные части трансформатора …

а) обмотки, магнитопровод; б) преобразователь напряжения, обмотки; в) электромагнит, катушки; расширитель; г) обмотки, электроприёмник.

Потреблять электроэнергию целесообразно при напряжении …

а) высоком; б) низком, г) среднем; д) все варианты.

Повышаюищий трансформатор понизить напряжение сети …

а) может; б) если есть тр-р тока; в) не может г) все варианта

Ближе к стержню магнитопровода трансформатора располагается обмотка … напряжения

а) высшего; б) низшего, в) среднего; г) все варианты

Магнитопровод трёхфазного трансформатора имеет стержней …

а) один; б) два; в) три; г) четыре

19.Электропроводка, проложенная по поверхности стен, потолков и других строительных элементов снаружи зданий.

а) скрытая; б) наружная открытая; в) открытая; г) наружная скрытая.

Определите марку кабеля, где изоляция жилы изготовлена из ПВХ .

а) КРПТ; б) СГ; в)АПВБ; г) СП.

ПМ 01

Ответы вариант № 3

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 б а а в б г в в г в а в б б в в б а б б
ПМ 01

Ответы вариант № 1

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 4 2 5 5 3 3 1 1 1 5 4 1 3 2 4 1 3 4 4 2
ПМ 01

Ответы вариант № 5

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 б а а в а б в в г б а б в а г в а в б в
ПМ 01

Ответы вариант № 4

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 б а в г б а б в г б а г в б г в б г а в
ПМ 01

Ответы вариант № 2

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 4 3 1 4 5 3 4 2 1 5 4 3 1 2 2 3 5 5 1 3

Особенности импульсных нагрузок

Для приборов несущих импульсную нагрузку применяют специальные трансформаторы. Они способны преобразовать напряжение и силу тока при импульсных нагрузках и выдержать их разрушающее действие. Типы сердечников импульсных трансформаторов по форме не отличаются от других видов приборов.

Наиболее часто магнитопровод изготавливают в виде тора из феррита. На него наматываются обмотки особым способом: в первичной витку укладываются против часовой стрелки, а во вторичной – по часовой.

Такой трансформатор можно изготовить самостоятельно, необходимо только учесть требования сохранения импульса.

В каких случаях необходима склейка

Специалисты отмечают два признака того, что Ш-образные пластины расслоились, им требуется перемотка и склейка:

  • ощутимое нагревание первичной обмотки;
  • возникновение гула.

Непонятному шуму и повышению температуры в трансформаторе есть физическое объяснение.

Как уже говорилось выше, магнитопровод состоит из пластин, каждая из которых обладает ферромагнитыми свойствами. Когда по первичной обмотке протекает электрический ток, вокруг образуется магнитное поле, способствующее рождению энергии во вторичной обмотке. При неизменной частоте тока, напряжение может расти или падать.

Расчёт мощности преобразователя

Каждый трансформатор имеет технические характеристики, указанные в паспорте. Бывает необходимо провести самостоятельные расчёты обмотки и мощности если данные утеряны. Значение мощности важно для определения возможности использования конкретного преобразователя.kjjjk.png

Перед тем как определить мощность трансформатора по сечению сердечника, изучают тип магнитопровода. Если сердечник имеет Ш форму выполняют такие вычисления:

  • измеряют толщину набора пластин;
  • делают замер центральной части;
  • перемножаются полученные результаты.

После этого проводится расчёт по формуле:2016-02-24-11-47-39-%D0%A1%D0%BA%D1%80%D0%B8%D0%BD%D1%88%D0%BE%D1%82-%D1%8D%D0%BA%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0.png

где Sплощадь сечения, 1,33 коэффициент. Полученное значение покажет возможность установки данного трансформатора в прибор известной мощности. Если расчёты дали показатель меньше чем у аппаратуры, значит трансформатор использовать нельзя.

Область применения

У тороидальных трансформаторов есть многочисленные области применения, и среди них мы можем подчеркнуть, как наиболее распространенные следующие:

  1. Бытовая электроника.
  2. Медицинская электроника.
  3. Конвертеры.
  4. Системы электропитания.
  5. Аудиосистемы.
  6. Системы безопасности.
  7. Телекоммуникации.
  8. Низковольтное освещение.

Сегодня тороидальные трансформаторы применяют в различных сферах промышленности, и наиболее часто тороидальные трансформаторы устанавливают в источники бесперебойного питания, в стабилизаторы напряжения, применяют для питания осветительной техники и радиотехники, часто тороидальные трансформаторы можно увидеть в медицинском и диагностическом оборудовании, в сварочном оборудовании.

Состав и производство

Электротехническая сталь – это сплав железа и силицида железа (FeSi) в различных пропорциях:

  • горячекатаном сплаве до 3,3% FeSi (Э41, Э42, Э43);
  • в холоднокатаном сплаве до 4,5% FeSi (Э310, Э320, Э3ЗО).

Силицид выводит из железа кислород, снижающий магнитные свойства. Железо восстанавливается из окислов, образуется оксид кремния, который частично превращается в шлак. Одновременно цеменит (Fe3C) заменяется графитом. Иногда в процессе производства добавляется до 0,5% алюминия. Готовая продукция поставляется в виде тонких листов.

Сердечник трансформатора

Маркировка:

  • Э – электротехническая;
  • Первая цифра (содержание алюминия):
  • «1» – слаболегированная;
  • «2» – среднелегированная;
  • «3» – повышеннолегированная;
  • «4» – высоколегированная;
  • «А» – небольшие удельные потери;
  • 0 – холоднокатаная.

Горячекатаные сплавы в конце обработки подвергаются воздействию высокой температуры, позволяющей придать ей нужные параметры по толщине. Высокая температура способствует перестроению связей между молекулами, что влечет за собой снижение некоторых свойств.

У холоднокатаного сплава более высокая магнитная проницаемость, если она совпадает с направлением проката. Поперек показатель гораздо ниже, поэтому сердечник лучше производить так, чтобы линии смыкались, и использовать специальные методы сборки. Кроме того, холодная прокатка повышает механическую прочность и качество поверхности листов за счет образования кристаллографической текстуры. Ее качество зависят от степени обжатия, температуры обработки и толщины листа.

По этим причинам большинство производителей стараются выполняться сердечники из стали Э-3ЗОА, хотя ее себестоимость в 2 раза превышает себестоимость горячекатаного материала.

Сердечник трансформатора

Что такое трансформатор

Трансформатор – статическое устройство, имеющее две или более обмотки связанные индуктивно на магнитопроводе, предназначенное для преобразования одной величины напряжение и тока в другое посредством электромагнитной индукции, без изменения частоты.

Классификации

Трансформаторы классифицируются по ряду параметров, таким как:

  • Назначение. Применяются: для изменения напряжения, измерения тока, защиты электрических цепей, как лабораторные и промежуточные устройства.
  • Способ установки. В зависимости от размещения и мобильности трансформатор может быть: стационарным, переносным, внутренним, внешним, опорным, шинным.
  • Число ступеней. Устройства подразделяются на одноступенчатые и каскадные.
  • Номинальное напряжение. Бывают низко- и высоковольтными.
  • Изоляция обмоток. Наиболее часто используется бумажно-масляная, сухая, компаундная.

Помимо этого, преобразовательные устройства разнятся типами, каждому из которых присуща своя система классификации.

Силовой

Наибольшее распространение получил силовой трансформатор. Приборы с непосредственным преобразованием переменного напряжения, рассчитанные на большую мощность, востребованы различными областями электроэнергетики. Они применяются на линиях электропередач с напряжениями 35–1150 кВ, в городских электросетях, работающих с напряжением 6 и 10 кВ, в обеспечении конечных потребителей напряжением 220/380В. С помощью устройств осуществляется питание всевозможных электроустановок и приборов в диапазоне от долей до сотен тысяч вольт.

silovoj.jpgСиловой трансформатор

Измерительные

Трансформаторы тока (ТА) понижают ток до необходимых показателей. Схема их работы отличается последовательным включением первичной обмотки и нагрузки. В то же время вторичная обмотка, находящаяся в состоянии, близком к короткому замыканию, используется для подключения измерительных приборов, исполнительных и индикаторных устройств. С помощью ТА осуществляется гальваническая развязка, что позволяет при измерениях отказаться от шунтов.

TT.jpgВысоковольтный ТТ(слева) и низковольтный ТТ(справа)

С помощью трансформаторов напряжения (ТН), тоже самое что и ТА только по напряжению. Помимо преобразования входных параметров, электроаппаратура и её отдельные элементы получают защиту от высокого вольтажа.

tn.jpgВысоковольтный ТН(слева) и низковольтный ТН(справа)

Импульсный

При необходимости преобразования сигналов импульсного характера применяются импульсные трансформаторы (ИТ). Изменяя амплитуду и полярность импульсов, устройства сохраняют их длительность и практически не затрагивают форму.

Автотрансформатор

В автотрансформаторах обмотки составляют одну цепь и взаимодействуют посредством электромагнитной и электрической связи. В отличие от других типов преобразователей, устройства могут содержать всего 3 вывода, позволяющих оперировать с различными напряжениями. Приборы выделяются высоким коэффициентом полезного действия, что особо сказывается при незначительном перепаде входного и выходного напряжения.

1-i-3-faznyj.jpgОднофазный(слева) и трёхфазный(справа)

Не имея гальванической развязки, представители данного типа повышают риск высоковольтного удара по нагрузке. Обязательным условием работы устройств являются надёжное заземление и низкий коэффициент трансформации. Недостаток компенсируется меньшим расходом материалов при изготовлении, компактностью и весом, стоимостью.

Разделительный

Для разделительных трансформаторов взаимодействие между обмотками исключено. Устройства повышают безопасность электрооборудования при повреждённой изоляции.

Razdelitelnyj.jpgРазделительный трансформатор

Согласующий

Согласующие трансформаторы применяются для выравнивания сопротивлений между каскадами схем электроники. Сохраняя форму сигнала, они играют роль гальванической развязки.

Пик-трансформатор

С помощью пик-трансформатора синусоидальное напряжение преобразуется в импульсное. При этом импульсы меняют полярность с каждым полупериодом.

Сдвоенный дроссель

Особенностью сдвоенного дросселя является идентичность обмоток. Взаимная индукция катушек делает его более эффективным, по отношению стандартным дросселям. Устройства используются как входные фильтры в блоках питания, в звуко- и цифровой технике.

Sdvoennyj-drossel.jpgСдвоенный дроссель

Сварочный

Помимо вышеперечисленных, существует понятие сварочные трансформаторы. Специализированные приборы для сварочных работ понижают напряжение бытовой сети при одновременном повышении тока, измеряемого тысячами ампер. Регулировка последнего осуществляется разделением обмоток на сектора, что отражается на индуктивном сопротивлении.

Svarochnyj.jpgСварочный трансформатор

Расшифровка основных параметров

Разнообразие в конструкции и широкий диапазон параметров трансформаторов привели к необходимости их маркировки по специальному стандарту. Не имея под рукой технического описания, характеристики устройства можно выяснить по нанесённой на его поверхности информации, выраженной буквенно-цифровым кодом.

Маркировка силовых трансформаторов содержит 4 блока.

bloki-rasshifrovka.jpg

Скачать и посмотреть ГОСТ 15150 можно здесь(откроется в новой вкладе в PDF формате): Смотреть файл

Расшифруем первые три блока:

rasshifrovka.jpgРасшифровка маркировки: 1,2,3 блока

  1. Первая буква «А» прикреплена за автотрансформаторами. При её отсутствии буквы «Т» и «О» соответствуют трёхфазным и однофазным трансформаторам.
  2. Наличие далее буквы «Р» информирует об устройствах с расщеплённой обмоткой.
  3. Третья буква означает охлаждение, масляной естественной системе охлаждения присвоена литера «М». Естественному воздушному охлаждению выделена буква «С», масляное с принудительным обдувом обозначается «Д», с принудительной циркуляцией масла – «Ц». Сочетание «ДЦ» указывает на наличие принудительной циркуляции масла с одновременным воздушным обдувом.
  4. Литерой «Т» помечаются трёхобмоточные преобразователи.
  5. Последний знак характеризует особенности трансформатора:
  • «Н» – РПН(регулировка напряжения под нагрузкой);
  • пробел – переключение без возбуждения;
  • «Г» – грозозащищенный.

Что такое магнитопровод трансформатора и зачем он нужен?

Магнитопровод или сердечник трансформатора позволяет более эффективно преобразовывать напряжение, уменьшая при этом потери. Для изготовления сердечников используют специальную ферромагнитную сталь.

Виды сердечников трансформатора

Сердечники по строению разделяют на:

Стержневой сердечник имеет вид буквы П. Обмотки насаживаются на стержни, а сами стержни соединяются ярмом. Такая конструкция магнитопровода позволяет легко осматривать и ремонтировать обмотки. Поэтому такой тип характерен для средних и мощных трансформаторов.

Броневой сердечник Ш-образной формы. Обмотки находятся на центральном стержне. Броневые трансформаторы сложнее в производстве. И ремонтировать обмотки в них не так просто, как в стержневых.

Тороидальный сердечник имеет вид кольца с сечением прямоугольной формы. Обмотки наматываются прямо на него. Поэтому этот тип сердечников считается самым энергетически эффективным.

66-1-2.png

а – стержневой сердечник, б – броневой сердечник, в – тороидальный сердечник.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...