Сердечник трансформатора: характеристики основных видов - Все об электрике

Сердечник трансформатора: характеристики основных видов

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.

Конструктивные особенности

Магнитопроводы изготавливают в стыковом и шихтованном исполнениях. Конструкции различаются способом соединения сердечников с ярмами (частью стержней без обмоток).

Стыковое исполнение

Собирают части МП раздельно. На вертикальные сердечники устанавливают обмотки. Потом их скрепляют горизонтальным верхним ярмом с помощью шпилек. После этого монтируют нижнее ярмо. Удобна эта конструкция тем, что, удалив шпильки, сняв горизонтальную секцию, можно всегда сменить обмотки. Стыковая конструкция используется в шунтирующих токоограничивающих устройствах реакторов.

Шихтованные конструкции

Стержни и ярма выполнены в виде слоеных плит. Каждый пакет состоит из двух или трёх слоев стальных пластин. Соединения деталей осуществляются вхождением элементов в промежутки между слоями магнитопровода. Такой способ монтажа деталей МП называют шихтованием. Сложность формирования всей конструкции трансформатора обуславливает риск некачественной сборки прибора.

Как работает трансформатор напряжения?

Приборы преобразуют энергию источника в необходимый коэффициент напряжения. Работают исключительно при переменном напряжении с постоянной частотой. В основе работы – электромагнитная индукция как явление, срабатываемое при изменении во времени магнитного потока, порождении ЭДС в обмотках.

Работа трансформатора начинается в первичной обмотке, где сердечник создает магнитный поток. Далее задействуется переменный ток, намагничивает сердечник, повышает индуктивность первичной обмотки, препятствует нарастанию тока на выводах обмотки напряжения. Если первичная обмотка отдает магнитный поток, то вторичная принимает его, изменяет с определенной скоростью, пронизывая все ветки и создавая ЭДС.

принцип действия трансформатора

Напряжение на ветках в полной мере зависит от быстроты изменения магнитного потока в сердечнике. Хотя получается одинаковым на ветках первичной и вторичной обмотки благодаря прохождению через них одного и того же магнитного потока.

Он в свою очередь создает вокруг себя электрическое поле в сердечнике, некий вихрь с воздействием на электроны, начиная толкать их в определенную сторону.

Справка! Если сказать проще, то принцип работы трансформатора напряжения основан на возбуждении напряжения во второй обмотке за счет возникшего переменного тока в магнитопроводе.

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 транзисторов
  • Настройка и регулировка усилителя НЧ
  • Настройка и регулировка тракта ПЧ AM
  • Настройка и регулировка контуров гетеродина, УВЧ и входных цепей тракта AM
  • Особенности настройки тракта ЧМ
  • Особенности настройки радиоприемника «Меридиан-202»
  • Глава четвертая. Проверка основных параметров
      Общие положения (глава 4)
  • Проверка диапазона принимаемых частот и точности градуировки
  • Проверка реальной чувствительности и собственных шумов
  • Проверка избирательности (ослабления соседнего канала)
  • Проверка ширины пропускания, промежуточной частоты, ослабления сигналов зеркального канала и промежуточной частоты
  • Проверка номинальной выходной мощности и чувствительности тракта НЧ
  • Проверка тока покоя и дополнительные измерения
  • Глава пятая. Неисправности, методы их отыскания и устранения
      Общие положения (глава 5)
  • Ремонт печатных плат
  • Особенности ремонта узлов и деталей
  • Проверка приемника на прохождение сигнала и покаскадная проверка
  • Характерные неисправности
  • Приложения
      Характеристики 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.

    Читайте также:  Чему равен эпсилон нулевое

    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.

    Читайте также:  ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛОВ ОБОЛОЧЕК КАБЕЛЕЙ

    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 преимущества и недостатки

    При использовании тороидальных трансформаторов, поставляемых со свободными витыми выводами, можно добиться экономии до 64 % занимаемого объёма по сравнению с обычными трансформаторами с шихтованными сердечниками (очень часто легче подключить оборудование именно с помощью выводов из трансформатора, а не клеммников).

    Читайте также:  Для чего нужны выпрямительные диоды?

    Тороидальный (кольцевой) сердечник имеет идеальную форму, позволяющую изготовить трансформатор, используя минимальное количество материала. Все обмотки симметрично распределены по всей окружности сердечника, благодаря чему значительно уменьшается длина обмотки.


    Главные плюсы и минусы тороидальных трансформаторов.

    Это ведёт к уменьшению сопротивления обмотки и повышению коэффициента полезного действия. Возможна более высокая магнитная индукция, так как магнитный ток проходит в том же направлении, в каком ориентирована кремнистая сталь ядра во время прокатки. Также можно отметить плюсы:

    • низкие показатели рассеивания;
    • меньший нагрев;
    • низкий вес и размер;
    • компактен, удобен в установке в электроаппаратуре.

    Можно использовать более высокую плотность тока в проводах, так как вся поверхность тороидального сердечника позволяет эффективно охлаждать медные провода. Потери в железе очень низки – типическое значение составляет 1,1 Вт при индукции 1,7 Тл и частоте 50/60 Гц. Это обеспечивает очень низкий ток намагничивания, способствующий изумительной тепловой нагрузочной способности тороидального трансформатора.


    Тороидальный трансформатор

    Почему это самый популярный вид трансформаторов

    Любой специалист скажет, что тороидальная форма сердечника является идеальной для трансформатора по нескольким причинам: во-первых, экономия материалов на производстве, во-вторых, обмотки равномерно заполняют весь сердечник, распределяясь по всей его поверхности, не оставляя неиспользованных мест, в-третьих, поскольку обмотки имеют меньшую длину, КПД тороидальных трансформаторов получается выше в силу меньшего сопротивления провода обмоток.

    Экономия электроэнергии — еще один плюс в пользу тороидального трансформатора. Примерно на 30% больше энергии сохраняется при полной нагрузке, и примерно 80% на холостом ходу, в сравнении с шихтованными магнитопроводами иных форм. Показатель рассеяния у тороидальных трансформаторов в 5 раз меньше, чем у броневых и стержневых трансформаторов, поэтому их можно безопасно использовать с чувствительным электронным оборудованием.


    Обмотка тороидального трансформатора.

    Охлаждение обмоток — еще один важный фактор. Обмотки эффективно охлаждаются, будучи расположены в форме тороида, следовательно плотность тока может быть более высокой. Потери в железе при этом минимальны и ток намагничивания сильно меньше. В итоге тепловая нагрузочная способность тороидального трансформатора оказывается очень высокой.

    Будет интересно➡ Режим холостого хода для трансформаторов

    При мощности тороидального трансформатора до киловатта, он настолько легок и компактен, что для монтажа достаточно применить прижимную металлическую шайбу и болт. Потребителю всего то и нужно выбрать подходящий трансформатор по току нагрузки и по первичному и вторичному напряжениям. При изготовлении трансформатора на заводе рассчитывают площадь сечения сердечника, площадь окна, диаметры проводов обмоток, – и выбирают оптимальные габариты магнитопровода с учетом допустимой индукции в нем.

    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:

    • стержневые;
    • броневые;
    • тороидальные.

    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.

    Читайте также:  Как увеличить мощность с помощью трансформатора?

    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.

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

    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.

    Обзор типов магнитопроводов, и конструктивных и технологических особенностей

    Стр 1 из 5Следующая ⇒

    Для увеличения индуктивности катушек и изменения ее в неко­торых пределах применяют магнитопроводы — сердечники. Магнито-проводы предназначены для проведения магнитного потока, возбуж­даемого электрическим током, проходящим через обмотку катушки.

    а) б)

    Рис. 1.1. Ленточные магнитопроводы. а —

    броневой; б — стержневой;
    в —
    тороидальный.

    Магнитопроводы изготовляют из металлических и неметалличе­ских ферромагнитных материалов. Качество магнитопроводов опре­деляется свойствами магнитных материалов, конструкцией и приме­няемой изоляцией.

    Магнитопроводы для силовых, низкочастотных трансформаторов и дросселей могут быть навитыми из лент (рис. 6-1) или собранными из пластин (рис. 6-2). Те и другие магнитопроводы могут быть по форме П-образными, Ш-образными и О-образными.

    а)

    Рис. 1.2. Пластинчатые магнитопроводы. а

    — броневой; б — стержневой.

    В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре пластинчатые магнитопроводы вытесняются ленточными, так как последние отлича­ются следующими достоинствами: полностью используются магнитные свойства материала благодаря направлению магнитного потока вдоль проката; значительно ниже потери на вихревые токи, так как можно применять материал более тонкий; уменьшаются массы и габариты; отпадает необходимость в дорогостоящих штампах и прессах, в кре­пежных деталях (шпильках, скобах и изоляционных прокладках); снижается трудоемкость при изготовлении и расширяется возможность применения механизации и автоматизации производства.

    Ленточные магнитопроводы могут быть тороидальными неразрез­ными и разрезными, последние более удобны, так как можно применять катушки обычной конструкции. Разрезные магнитопроводы собирают с катушкой и стягивают хомутом или скобой. О-образные магнито­проводы получают навивкой ленты на оправку или сборкой штампо­ванных кольцевых пластин. Собранный 0-образный магнитопровод изолируют и укладывают на него тороидальную обмотку. В О-образ-ных магнитопроводах нет потока рассеяния и приложенное поле пол­ностью используется для трансформации энергии.

    Для катушек индуктивности и дросселей высокой частоты магни-топроводы формуют из магнитодиэлектриков или ферритов. Формы таких магнитопроводов могут быть самыми разнообразными, наиболее типичные из них представлены на рис. 6-3.

    Материалы магнитопроводов должны обеспечивать связь между первичной и вторичными обмотками трансформатора, эта связь зависит от магнитной проницае­мости. От материала зависят масса и габариты магнитопровода, для силовых транс­форматоров лучше применять материалы с большой рабочей индукцией В =

    Читайте также:  Что лучше медь или алюминий. Что выбрать: алюминиевый или медный кабель

    1 200 + + 1 500
    ее.
    Качество магнитного материала характеризуется потерями энергии, которые складываются из потерь на вихревые токи, гистерезис и последствие. Потери на вих-

    Рис. 1.3. Прессованные магнитопроводы.

    а

    и
    б —
    замкнутые магнитопроводы;
    в
    — ци­линдрический магнитопровод с отверстием;
    г
    — магнитопроводы шпулевидной формы;
    д —
    цилиндрические магнитопроводы (/ —- по­ловинки магнитопроводов;
    2
    — подстроечники с резьбой;
    3 —
    гладкий подстроечник;
    4
    — подстроечник с латунным стержнем).

    ревые токи зависят от удельного сопротивления. Для уменьшения потерь на вихре­вые токи вводят в сталь кремний, благодаря этому удельное сопротивление возра­стает, кроме того, потери уменьшаются с уменьшением толщины листа. Следует учитывать и экономические соображения: чем тоньше лист, тем выше его стоимость.

    Для ленточных и пластинчатых магнитопроводов применяют электротехни­ческую сталь и железо-никелевые сплавы.

    Электротехнические стали — кремнистые стали марок ЭП, Э12, Э13, Э21, Э22, Э41—Э48, Э310 и др. выпускаются в виде листов и лент толщиной от 0,08 до 0,5 мм.

    Кремния в сталь вводят до 4,8%, так как большое количество кремния резко повы­шает хрупкость стали. В обозначениях марок этих сталей в соответствии с ГОСТ: Э — электротехническая сталь, первая цифра показывает процентное содержание кремния, вторая — пдтери в материале, индукцию и магнитную проницаемость: 1 — нормальные, 2 — пониженные, 3 — низкие, 4 — нормальные потери при частоте 400
    гц,
    цифры 5, 6, 7 и 8 характеризуют магнитную проницаемость в различных полях. Третья цифра 0 указывает на специальную обработку стали. Такая обработка состоит из холодного проката с периодическим отжигом,

    В результате такой обработки кристаллы стали ориентируются по направле­нию проката! что приводит к анизотропии индукции, т. е. к односторонней ее напра­вленности.

    Электротехнические стали с ориентированными кристаллами называют тексту-рованными, они обладают лучшими магнитными свойствами, благодаря чему их применяют для магнитопроводов, работающих в слабых магнитных полях.

    Горячекатаные стали применяются для магнитопроводов трансформаторов и дросселей, работающих при низких частотах, так как с ростом рабочей частоты увеличиваются потери.

    Железо-никелевые сплавы или пермаллои представляют сплавы с высокой про­ницаемостью и низкой коэрцитивной силой, в состав которых входит никель и железо. Железо-никелевые сплавы по содержанию никеля делятся на низконикелевые, содер­жащие до 55%, и высоконикелевые — до 80%. Высоконикелевые отличаются более высокой магнитной проницаемостью. Недостатком пермаллоев являются высокая чувствительность к механическим воздействиям и скорости охлаждения после отжига. Для улучшения свойств этих сплавов в них добавляют молибден, хром, кремний (0,02—2,5%). Выпускают пермаллои в виде листов толщиной от 0,1—0,5 мм

    и лент толщиною от 0,05—0,35
    мм.
    В обозначение пермаллоев входят цифры, показывающие процент содержания никеля, буквы указывают название металлов, входящих в сплав: Н — никель, М — молибден, X •— хром, С — кремний, А — алюминий; П — обозначает прямую петлю гистерезиса.

    Например, высоколегированные сплавы 79НМ, 80НХС и низколегированные сплавы 38НС, и нелсгированные сплавы 45Н (сплавы, в которые входят только железо и никель), сплав 50НП с прямоугольной петлей гистерезиса.

    4. Получение заготовки для витого сердечника

    Так как большинство предприятий изготавливает магнитопроводы небольшими партиями и только для собственных нужд, то заранее предусмотреть потребность в ленте определенной ширины очень трудно. Для изготовления магнитопроводов чаще всего употребляют ленту следующих размеров (в мм):

    Толщина Ширина

    0,02—0,05…………………. ………. …….4; 5; 10; 15; 20 0,05—0,08…………………………. ………. …….4; 5; 6,5; 10; 15; 20; 25; 32 0,10—0,20…………………………. ……4;5; 10; 15; 20; 25 Ленту требуемой ширины нарезают на механических ножницах, чаще его многодисковых. На торцах ленты с обеих сторон по линии разреза разуются заусенцы, их снимают абразивными кругами, валиками или металлическими ножами.

    Наилучшим способом снятия заусенцев является электролитическое полирование ленты, которое не деформирует и не ухудшает ее магнитных свойств; при некоторых условиях магнитные характеристики лент даже улучшаются. Электрополирование торцов ленты производится на переменном токе промышленной частоты 50 Гц в фосфорно-серно-хромовом электролите при следующем режиме:

    Температура электролита………………. …… ..25° С

    Плотность тока на ленте. ………….. …………………………75—100 а/дм2

    Напряжение на ванне……………………………………………… …8—20 В

    Время пребывания каждой точки ленты в ванне…………….20—30 сек

    Ленту, сматываемую с бобины, протягивают сначала через ванну электрополирования, погружая одним торцом в электролит на глубину 1-1,5 мм, затем через промывочную камеру и сушилку (обдувка подогретым до 60° С сжатым воздухом) и наматывают, на другую бобину. После работки одного торца ленты бобины с лентой переворачивают на 180° и обрабатывают второй торец. Установка позволяет полировать параллельно бобин лент.

    1Следующая ⇒

    Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? — задался я вопросом…

    Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право…

    ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры…

    Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор…

    Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

    Что нужно для намотки устройства

    Работает тороидальный трансформатор принципиально так же, как и трансформаторы с другими формами сердечников: он понижает или повышает напряжение, повышает или понижает ток — преобразует электроэнергию.

    Но тороидальный трансформатор отличается при той же передаваемой мощности меньшими размерами и меньшим весом, то есть лучшими экономическими показателями. Основное, что должен знать и главное понимать человек, который мотает трансформатор:

    • длина провода (количество витков) это напряжение;
    • сечение проводника – это ток, которым можно нагружать его;
    • если число витков в первичной цепи малое, то это лишний нагрев провода;
    • если габаритная мощность недостаточная (потребляется больше возможного), это опять-таки тепло;
    • перегрев трансформатора приводит к снижению надёжности.

    Для намотки понадобится трансформаторное железо в форме тора, лакопровод (на обмотку трансформатора нужен обмоточный провод). Также пригодится скотч малярный (бумажный), клей ПВА, тканевая изолента или киперка и кусочки провода в изоляции.


    Схема расчета конструкции трансформатора.

    Перед намоткой необходимо подготовить железо к намотке. Если посмотрите на углы трансформатора, то уведите что они под углом 90 градусов, в этих точках будет изгибаться провод и будет облущиваться лак, что б этого не было необходимо обработать углы напильником скруглив их максимально. Минимальный радиус окружности 3мм.

    Небольшая хитрость, при обработке углов напильником необходимо избегать зализывания стали, дабы слои между собой оставались не замкнутыми! Для этого следует производить движения напильником вдоль направления трансформаторной ленты. После обработки рекомендую просмотреть углы на замыкание слоев и доработать их мелким напильником.

    Чтобы изолировать сердечник от обмотки необходимо его изолировать ТКАНЕВОЙ изолентой (или киперкой пропитанной парафином-воском). Лучше использовать изоленту шириной около 25мм, тогда будет максимальное покрытие металла в один слой, что позволяет экономить место в окне. Конец намотки не заклеиваем.

    Будет интересно➡ Масляные трансформаторы – что это такое, устройство и принцип работы

    Лакопровод

    Лакопроводом называют электрический проводник изоляция которого сделана из лака (намоточный или обмоточный провод). Бывает разных марок ПЭВ, ПЭВ-2, ПЭТ-155 и другие. Рекомендую использовать ПЭВ-2, насыщенный оранжевый цвет. Также очень хорошо себя показал провод очень тёмный с виду (ПЭЛ), цвета гнилой вишни, такой имеет толстый слой изоляции, что позволяет его использовать для трансформаторов высоковольтников (более 500В).

    Читайте также:  Многофункциональный циклический таймер

    Выводы обмоток необходимо «усилить» при помощи дополнительной изоляции. Для этих вещей очень хорошо подходит ПВХ-изоляция (советская белая), но ещё лучше подходит изоляция из провода необходимого сечения.

    Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.


    Готовая намотка с лакопроводом.

    Применять термоусадку можно, но лучше использовать ПВХ или изоляцию потому как первая имеет свойство изгибаться в одном месте что нам очень ненужно мы от этого пытаемся защитится дабы провод не отломался.

    Для того, чтобы стянуть изоляцию рекомендую взять провод, который имеет дополнительную изоляцию в виде нитки, обмотанную вокруг проводника. В этом случае нить не дает сильной связи между ПВХ и медью и позволяет стянуть изоляцию. Чтоб было проще стягивать провод нужно немного перегибать (под 45 градусов).

    Для того чтоб легче было считать витки их лучше группировать по 5 или 10 витков. Натягивать провод необходимо не чётко перпендикулярно к касательной, а слегка наклонено в сторону намотки, как будто внутренняя часть намотки идёт впереди наружной. Таким образом намотки провод при натяжке будет сам прижимается к другим уже уложенным виткам.

    Очень хорошо будет если в ходе намотки будете использовать бумагу для выпечки (пергамент) нарезанную на такие же полосочки и после обмотанной. В итоге транс необходимо будет пропитать, а реально сварить на паровой бане смеси 50:50 соответственно парафин/воск.

    Главная особенность тороидального трансформатора — небольшой общий объем устройства, доходящий до половины в сравнении с другими типами магнитопроводов. Шихтованный сердечник вдвое больше по объему чем тороидальный ленточный сердечник при той же габаритной мощности. Поэтому тороидальные трансформаторы удобнее устанавливать и подключать, и уже не так важно, идет ли речь о внутреннем или о наружном монтаже.

    Технические характеристики

    Важной характеристикой являются коэффициенты трансформации. Они показывают зависимость выходного напряжения от соотношения витков в обмотках. Коэффициент трансформации является базовым параметром при расчете.

    Другая важная характеристика трансформатора – его КПД. В некоторых аппаратах этот показатель составляет 0,9 – 0,98, что характеризует незначительные потери магнитных полей рассеяния. Мощность P зависит от площади S сечения магнитопровода. По значению S, при расчетах параметров трансформатора, определяют количество витков в катушках: W = 50 / S.

    На практике мощность выбирают исходя из предполагаемой нагрузки, с учетом потерь в сердечнике. Мощность вторичной обмотки Pн= Uн× Iн, а мощность первичной катушки Pс= Uс× Iс. В идеале Pн = Pс (если пренебречь потерями в сердечнике). Тогда k = Uс / Uн = Iс / Iн , то есть, токи в каждой из обмоток имеют обратно пропорциональную зависимость от их напряжений, следовательно, и от количества витков.

    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.


    Чтобы 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.

    Как проверить устройство

    Необходимые материалы для тестирования тороидального трансформатора: схема цепи с указанием того, как подсоединен трансформатор и (цифровой электронный мультиметр тестер или аналоговый мультиметр тестер).

    Первый шаг заключается в том, что трансформатор необходимо визуально осмотреть и проверить, нет ли от него запаха. Перегрев может привести к неисправности трансформатора, если есть следы ожогов или внешняя часть обмотки видна снаружи, трансформатор должен быть заменен и нет никакой необходимости для дальнейших испытаний, которые будут проводиться.


    Проверка тороидального трансформатора.

    Точно так же, запах гари является свидетельством того, что трансформатор перегревается. Если никаких дополнительных повреждений не видно за исключением запаха, дальнейшие испытания могут быть проведены, чтобы определить, является ли трансформатор в рабочем состоянии или нет.

    Информация о входном и выходном напряжении, как правило, четко обозначена на трансформаторе, но самым безопасным вариантом является получение схемы цепи от производителя продукта.

    Инструкция пошаговой проверки

    Напряжение, которое подается на первичную обмотку, должно быть четко указано на схеме цепи и корпуса трансформатора. Аналогичным образом, выходное напряжение, подаваемое на вторичной обмотке должно быть четко указано на схеме цепи и корпуса трансформатора. Вы должны знать входное и выходное напряжения для того, чтобы проверить, правильно ли работает трансформатор.

    Будет интересно➡ Как устроен силовой трансформатор и где его применяют?

    Трансформатор не способен преобразовывать переменное напряжение, в напряжение постоянного тока. Для преобразования напряжения переменного тока используются диоды и конденсаторы.

    Для тех, кому понравилось, материал в тему: что такое трансформаторы тока.

    Схема цепи покажет, как выходное напряжение трансформатора преобразуется из переменного тока, в напряжение постоянного тока. Вам потребуется эта информация, чтобы определить, следует ли завершить измерения, проводимые с помощью мультиметра тестера в режиме переменного тока или в режиме постоянного тока. Начните проведение теста путем подключения питания и коммутации к изделию. Далее следуйте инструкции:

    1. Переключите цифровой мультиметр тестер (с экраном) или аналоговый мультиметр тестер в режиме напряжения переменного тока.
    2. Для того, чтобы подтвердить правильность входного напряжения для трансформатора, проверьте напряжение, прикоснувшись красный щуп к положительному полюсу, а черный зонда к отрицательной клемме трансформатора основного входа.
    3. Если значения напряжений слишком низкие, значит это может быть из-за проблем с трансформатором или схемами.
    4. Необходимо удалить трансформатор от входной цепи и проверить входную мощность, представленную схемой. Если показания находятся в линии, то трансформатор неисправен и если показания остаются неизменными, то схема неисправна.
    5. Чтобы проверить выходное напряжение сначала нужно определить, является ли выходное напряжение в сети переменного или постоянного тока.
    6. Установите цифровой или аналоговый мультиметр тестер в нужный режим для проверки.

    Если конденсаторы и диоды используются для преобразования выходного напряжения от сети переменного тока в напряжении постоянного тока, то слишком низкое чтение может быть вызвано неисправным трансформатором или неисправными конденсаторами и диодами. В видеоролике об устройстве будет рассказано подробнее.

    Извлеките тороидальный трансформатор с выходной схемой и проверьте выходное напряжение трансформатора. Не забудьте изменить режим мультиметра тестера к напряжению сети переменного тока. Если выходное напряжение в линии, трансформатор работает правильно, то проблема будет тогда с конденсаторами и диодами.

    Тороидальные трансформаторы, которые излучают постоянный жужжащий звук скоро выйдут из строя и должны быть заменены. Всегда помните об осторожности, не касайтесь схемы при выполнении тестов. Случайный контакт со схемой, которая находится под напряжением может привести к травмам.

    Читайте также:  Выбор трансформатора для светодиодных лент 12 вольт

    Устройство трехфазного силового трансформатора

    Основными частями трансформатора являются магнитопровод и обмотка. Магнитопровод собирается из листов электротехнической стали толщиной 0,3-0,5мм. Изоляция листов представляет собой покрытие лаковой пленкой листа стали с обеих сторон. Магнитопровод разделяется на стержни и ярмо. Стержень это вертикальная часть магнитопровода, на которую насаживается обмотка. Ярмо – это горизонтальная часть, которая замыкает магнитный поток.

    снятие колокола силового трансформатора

    Трехфазные трансформаторы чаще всего выполняются с тремя стержнями (стержневой тип), на которых располагаются три обмотки. Соединение стержней и ярма бывает двух видов – стыковое и шихтованное. Стыковое соединение – ярмо и стержни крепятся соединительными деталями, при этом удобно снимать обмотки. При шихтованном соединении – ярмо и стержни собираются листами стали внахлест, в этом случае уменьшается магнитное сопротивление магнитопровода за счет уменьшения воздушного зазора. Также механическая прочность шихтованного соединения выше, чем у стыкового соединения.

    Обмотки трансформатора выполняют из медного проводника круглого или квадратного сечения. Изоляцией выступает кабельная бумага или хлопчатобумажная пряжа.

    силовой трехфазный трансформатор со снятым колоколом

    Магнитопровод с баком заземляют, для безопасности на случай обрыва обмотки.

    В масляных трансформаторах магнитопровод с обмоткой опускают в бак, залитый трансформаторным маслом. Масло отбирает тепло от обмоток. Характеристики масла выше, чем у воздуха, следовательно, габариты масляного трансформатора и сухого трансформатора одной мощности более выигрышны у масляного трансформатора.

    При изменении климатических условий уровень масла может меняться. Происходит это не в баке трансформатора, а в специальном расширителе, который представляет собой сосуд на крышке бака, сообщающимся с ним.

    При ненормальных режимах, таких как короткие замыкания, может изменяться давление масла, из-за выделения газов в масле. Для сброса этого давления на трансформаторах используют выхлопную трубу. На верхней части трубы находится стеклянная пластина. При повышении давления пластина разлетается, и давление выходит из трансформатора.

    На мощных трансформаторах предусмотрено газовое реле. При повышении давления из-за выброса газов (например, при коротких замыканиях внутри трансформатора) происходит срабатывание реле и идет сигнал на отключение выключателя. После чего трансформатор отключается от сети.

    Соединение обмоток с сетью происходит через ввода трансформатора. Они бывают различной конструкции: с главной изоляцией фарфоровой покрышки, конденсаторные проходные изоляторы, с бумажно-масляной, полимерной, элегазовой, маслобарьерной изоляцией.

    В трансформаторах встречается возможность изменять число витков обмоток (группы соединения обмоток). Для этих целей используются ПБВ (переключатель числа витков без возбуждения) и РПН (регулирование числа витков под нагрузкой).

    Источники

    • https://ues-company.ru/praktika/kolcevoj-transformator-2.html
    • https://amperof.ru/teoriya/magnitoprovod.html
    • https://remont220.ru/osnovy-elektrotehniki/1109-transformator/
    • https://RadioLisky.ru/sovety-novichkam/plastina-serdechnika-transformatora.html
    • https://kamuflyzh.ru/o-materialah/magnitoprovod-transformatora-eto.html
    • https://www.asutpp.ru/transformator-prostymi-slovami.html
    • https://pomegerim.ru/elektricheskie-mashiny/vidy-transformatorov-princip-raboty.php

    [свернуть]

    Related Posts