Броневой трансформатор: типы, характеристика и схемы

Содержание
  1. Конструкция и особенности
  2. Характеристика
  3. Виды магнитопроводов
  4. Принцип работы
  5. Как сделать
  6. Технические характеристики, типы и формулы для броневого трансформатора
  7. Шихтовка — магнитопровод
  8. Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов
  9. Типы
  10. Ш
  11. ШЛ
  12. Классификация трансформаторов по конструктивным параметрам
  13. Особенности импульсных нагрузок
  14. Проверка резистора мультиметром
  15. Немного истории
  16. Что делает трансформатор
  17. Броневой магнитопровод
  18. Итог
  19. Интересные факты про трансформаторы
  20. Вопросы об устройстве трансформатора
  21. Неисправности трансформаторов
  22. Как проверить на целостность
  23. Безопасная проверка работы трансформатора
  24. Назначение и применение
  25. Как рассчитать
  26. Мощность вторичной обмотки
  27. Габаритную мощность
  28. Фактическое сечение стали
  29. Фактическая площадь сечения окна сердечника
  30. Величина номинального тока первичной обмотки
  31. Номинальный показатель тока в обмотках
  32. Сечение проводов обмоток
  33. Диаметр проводов обмоток без изоляции
  34. Число витков каждой обмотки
  35. Количество витков, приходящихся на каждый вольт
  36. Максимальную мощность, которую способен дать магнитопровод

Конструкция и особенности

Основное конструктивное отличие бронированного трансформатора (РН) от остальных однофазных легко прослеживается на рис. 1, б.

Базовые схемы

Рис. 1 — Схема однофазного трансформатора

На рисунках 1a и 1c показаны стержень (CT) и тороидал (TT) соответственно. Конструктивная схема СТ противоположна схеме БТ по расположению основных элементов относительно друг друга, а в первой, наоборот, сердечник покрыт обмотками. ВТ, по сравнению с ТТ, имеет меньше выводов для аналогичного количества обмоток, поскольку первичная обмотка ТТ должна быть распределена на две равные части между магнитопроводами.

В связи с этим в некоторых случаях с ТТ возникают трудности при размещении кабелей, однако, если сердечник представляет собой разрезную ленту, ТТ также будет иметь то преимущество, что он сможет обеспечить небольшой зазор в сердечнике и затянуть его две половинки.

Трансформатор

Характеристика

Само наличие таких деталей приводит к увеличению веса и объема. Бронеконструкция частично уменьшает габариты РН, а боковые ярмы выполняют функцию защиты обмоток от механических напряжений. Это чрезвычайно важно при небольших размерах, отсутствии кожуха и размещении вместе с другим оборудованием на схеме, а не отдельно. ТТ имеет наименьшее количество элементов, а это означает, что его габариты наименее подвержены росту, но в то же время он конструктивно наименее технологичен.

Технологические недостатки выражаются, во-первых, в необходимости последовательного выполнения сердечника и катушек (удлинении производственного цикла) и, во-вторых, в низкой производительности при намотке последних.

Кроме того, тороидальная намоточная машина значительно сложнее и дороже, чем традиционные традиционные намоточные машины, и ее нельзя использовать для намотки проволоки диаметром более 2 мм. Это сужает область действия TT ​​при высоких мощностях, в то же время на очень маленьких окнах сердечника этого может быть недостаточно для прохождения шаттла. Особенно сложно намотать трансформаторы тока с заданной частотой 50 Гц, когда необходимо много витков.

На фоне вышесказанного проявляется еще одно существенное преимущество БТ — это наиболее технологичное решение в условиях малой мощности, с литыми сердечниками. Кроме того, его превосходство над ТТ еще и в весе — нужна только одна катушка, а не две. В общем, разница между двумя катушками и одной всегда появляется первой, когда требуются небольшие трансформаторы.

Старый трансформатор

Виды магнитопроводов

По конструкции магнитопровода трансформаторы делятся на стержневые и бронированные.

Однофазный трансформатор бронеконструкции имеет стержень с обмотками и развитое ярмо, которое частично закрывает обмотки как «якорь».

Для преобразования или преобразования трехфазного тока можно использовать три однофазных трансформатора, обмотки которых соединены звездой или треугольником и подключены к трехфазной сети. Такое устройство называется трехфазным трансформаторным групповым или групповым трансформатором. Однако чаще используются трехфазные трансформаторы с общей для всех фаз магнитной цепью, поскольку такие трансформаторы более компактны и экономичны.

Идея формирования трехфазного линейного трансформатора. Если для трехфазных синусоидальных токов выполняется условие:

ia + ib + ic = 0.

Следовательно, для синусоидальных потоков трех трансформаторов выполняется условие;

А + Фb + Фc = 0.

Следовательно, если объединить три стержня в общий стержень, поток в этом стержне будет равен нулю, и этот стержень можно будет удалить. Тогда у нас получится трехфазный трехстержневой трансформатор. Конструкцию этого трансформатора можно упростить, разместив все три стержня в одной плоскости. Последний проект был предложен М.О. Толиво-Добровольским в 1889 году и получил распространение. Такой магнитопровод не является полностью симметричным, так как длина магнитных линий промежуточной фазы несколько меньше, чем у крайних, однако влияние этой асимметрии очень незначительно.

Трехфазный бронированный трансформатор можно рассматривать как три однофазных бронированных трансформатора, расположенных рядом или один над другим. В этом случае промежуточная фаза имеет обратную связь по отношению к крайним, так что в частях, контактирующих с магнитной системой, фазовые потоки складываются, а не вычитаются.

В бронированных трансформаторах коэффициент электромагнитной связи между обмотками немного выше, чем в стержневых, поэтому бронированные трансформаторы несколько совершеннее с электромагнитной точки зрения. Однако это преимущество не имеет особого значения. Поскольку бронированные трансформаторы имеют более сложную конструкцию, силовые трансформаторы бронированной конструкции в России не производятся.

С увеличением мощности трансформаторов возрастают их габариты и трудности железнодорожного транспорта. Поэтому в трансформаторах с емкостью Sn> 80 — 100 МВ × А на фазу и напряжением 220 — 500 кВ используется бронированная или многослойная конструкция. Эти чертежи получаются, если для трансформаторов типа, ярмо слева и справа добавить к одной стороне. При этом магнитный поток в ветвях верхнего и нижнего ярма и в случае, уменьшается вдвое. Сечение ярма может быть уменьшено во столько же раз, в результате чего уменьшается высота магнитопроводов.

В основном используются трехфазные трансформаторы с общей магнитной системой. Трехфазные группы однофазных трансформаторов используются, во-первых, при очень больших мощностях (Sn> 300 МВ × А), когда транспортировка трехфазного трансформатора становится очень трудной или невозможной, и, во-вторых, иногда при Sn> 30 МВ × А, при использовании однофазных трансформаторов снижается запас мощности на случай аварии или ремонта.

Принцип работы

Любой однофазный трансформатор работает по принципу передачи от входа (первичная обмотка) к выходу (выходным контактам вторичной обмотки) полного повторения входного напряжения по соотношению витков во вторичной и в вторичной обмотке первичные обмотки. При приложении U1 к первичному напряжению и подключении вторичной обмотки к нагрузке токи I1 и I2 в каждом из них получаются соответственно. Эти токи будут генерировать магнитные потоки F1 и F2, направленные друг к другу. Общий магнитный поток в магнитопроводе уменьшится, в результате чего уменьшатся индуцированные им электромагнитные поля E1 и E2.

Показание U1 останется прежним, а уменьшение E1 вызовет увеличение I1. С увеличением I1 F1 будет увеличиваться, чтобы компенсировать размагничивающий эффект F2. Равновесие восстанавливается при достижении предыдущего значения общей мощности.

Однофазный трансформатор

Как сделать

Изготовить тороидальный трансформатор под силу даже юным электрикам. Намотка и расчет не сложны. Предлагаем рассмотреть, как правильно намотать тороидальный магнитопровод для полуавтомата:

  1. Для намотки трансформатора на ферритовый сердечник можно использовать специальный станок. Это поможет значительно ускорить работу и снизить вероятность отрыва утюга. Может быть изготовлен как намотчик кабеля;
  2. Стоит отметить, что латры, необходимые для намотки, должны быть одинакового размера. При намотке следите за тем, чтобы между листами не было зазоров. Если у вашего силового трансформатора есть небольшие промежутки в магнитной цепи, их можно заполнить листами железа любого другого трансформатора, обрезанными до определенного размера;Из чего сделать сердечник для трансформатора
    Фото — расчет
  3. После окончания намотки утюга его кабели захватывают сваркой. Это предотвратит разматывание намотки. Достаточно буквально двух-трех сварных точек;
  4. Далее концы магнитопровода промазываются эпоксидным клеем. Предварительно края слегка закругляются;
  5. Сбоку усилителя оборачивается изоляция — это также может быть лист картона. Его можно закрепить скотчем. Повторяем действие на всех поверхностях магнитопровода;
  6. Теперь нужно обернуть изоляционную ленту из ткани вокруг картонного утеплителя. Он продается в магазинах, специализирующихся на электрооборудовании. Поверх этого слоя утеплителя можно намотать дополнительную липкую ленту;
  7. Теперь на кольцо наматывается провод выбранного сечения, специальная программа поможет рассчитать размер проводов и требуемые характеристики. В конце намотки все покрывается краской NC, кабель намотки должен оставаться свободным;Из чего сделать сердечник для трансформатора
    Фото — обмотка обмотка
  8. Далее необходимо заизолировать крашеной тканью или текстильной лентой, на которую наматывается вторая обмотка. Он тоже расписан. Осталось только обернуть последний утеплитель и защитить. Продолжайте действия до получения необходимого количества обмоток;Из чего сделать сердечник для трансформатора
    Фото — регистрация
  9. Вторичная обмотка уже намотана проводом большего сечения. Если вам нужен сетевой трансформатор для дуговой сварки, вам нужно добавить в конце определенное количество витков, помимо расчетных витков обмотки.

Учитывая, что на 1 виток приходится 0,84 Вольт, цепь обмотки тороидального трансформатора выполняется по следующему принципу:

Количество витков на первичной обмотке Вторичное напряжение, В
260 тридцать
271 31 год
282 28,8
294 27,6
309 26
334 24,4
359 22,6
389 20,9
419 19,4
434 18,7

Таким образом, вы легко можете сделать свой собственный тороидальный трансформатор на 24 В 220. Описанная схема может быть подключена как к дуговой, так и к полуавтоматической сварке. Параметры рассчитываются исходя из сечения провода, количества витков, размера кольца. Особенности этого устройства позволяют регулировать высоту звука. Среди преимуществ принципа монтажа: простота и удобство. Из минусов — большой вес.

Технические характеристики, типы и формулы для броневого трансформатора

По количеству фаз трансформатор можно разделить на однофазный (стержневой, бронированный, тороидальный — кольцевой) или трехфазный. В бронированных трансформаторах сердечник покрывает обмотки, а его магнитопровод, как и в сердечнике, состоит из нескольких пластин, которые нагружаются или наматываются полосой электротехнической стали при производстве с последующей пропиткой специальным составом, сушкой и резкой на специальных машинах.

Шихтовка — магнитопровод

Неисправности электрооборудования и методы их устранения: принцип работы трансформатора, хх и кз

Размеры, полученные путем расчета заполнения канавки, являются размерами чистой канавки, т.е размерами реальной канавки в собранном ламеллярном сердечнике с учетом неизбежных гребней, образующихся из-за допусков во время штамповки листов и ламинирования листов магнитопроводы.

По форме стыка стержневых пластин и ярм многослойные магнитопроводы изготавливают с прямыми, косыми и комбинированными стыками. Схемы наслоения магнитопроводов с различными соединениями показаны на рис. 2.12. Использование того или иного соединения зависит от типа стали, конструкции магнитной цепи и мощности трансформатора.

Подготовительные работы, предшествующие сборке бесштыревых магнитных цепей, описаны в § 6-4, c. Как и в случае обвязки магнитных сердечников шпилечной конструкции, активные стальные пластины располагаются слой за слоем по всему контуру магнитной системы.

Катушки поглощения контактора питаются от сети переменного тока и создают магнитное поле переменной полярности. При переменном магнитном поле возникает необходимость заряжать магнитопровод, что значительно усложняет конструкцию и снижает ее износостойкость.

Двухкамерные магнитопроводы мощных трансформаторов также выполняются с косым соединением. Для обеспечения перекрытия стыков пластины взаимно смещаются по длине при перемешивании магнитопровода, а затем один из острых углов пластин каждого слоя — усы выступают за основной контур магнитопровода. Во избежание травмирования рабочих под острым углом и предотвращения изгиба последнего при шнуровке магнитопровода усы, как правило, при изготовлении пластин обрезают.

Для мощных машин переменного тока (более сотен киловатт) часто используются сварные станины. Вторая торцевая стенка открыта и через нее перемешивается магнитный контур.

На первом конвейере собирается каркас с обмотками (когда магнитопровод смешивается непосредственно в обмотке), на втором конвейере привариваются отводы HV и BT и изолируются точки сварки, после чего готовая активная часть трансформатор идет на сушку. Этим же конвейером транспортируется трансформатор на склад готовой продукции. Снаружи конвейера устанавливаются выходы ВН и ВН, монтируется выключатель и регулируются резиновые уплотнения. Сборка активной части трансформатора осуществляется на пластинчатом конвейере, состоящем из двух рукавных роликовых цепей, на которых закреплены специальные приспособления. В них укладываются предварительно собранные обмотки всех трех фаз трансформатора.

У трансформаторов, которые находились в длительной эксплуатации и подвергались многократному ремонту, сопротивление изоляции между пластинами намного ниже, чем у новых или неотремонтированных. Это связано с тем, что при каждом ремонте, связанном с зачисткой и перемешиванием магнитной цепи (стержней и ярма), изолирующая пленка краски или папиросная бумага, покрывающая отдельные листы активных стальных пакетов магнитной цепи, частично стираются и уничтожен. Это обстоятельство необходимо учитывать при сравнении проведенных измерений с соответствующими данными заводских испытаний, указанными в протоколах.

На внутренней поверхности магнитопровода отформованы канавки формы, необходимой для размещения в них обмотки статора. Поскольку существует разброс в размерах отдельных зубцов из-за допусков при изготовлении штампа, когда магнитный сердечник смешивается, листы укладываются в стопку в одном и том же положении относительно друг друга вдоль отметки смешивания A, которая вырезать на внешней поверхности. Чтобы изолировать листы друг от друга, их окрашивают после размазывания. Если пластины изготовлены из стали 2013, они подвергаются термообработке, в результате чего снижаются потери в стали, а на поверхности создается изолирующий оксидный слой.

Схемы соединения обмоток трехфазных трансформаторов

В большинстве случаев обмотки трехфазных трансформаторов соединены звездой (Y) или треугольником (Δ).

Выбор схемы подключения обмоток зависит от ряда причин. Например, для сетей с напряжением 35 кВ и обмотку трансформатора выгоднее соединять в звезду и заземлять нулевую точку, так как в этом случае напряжение на выводах трансформатора и проводов ЛЭП, чем на землю всегда будет в √3 раза ниже линейного напряжения, что приводит к снижению стоимости изоляции. Лампы накаливания с более низким напряжением имеют более высокую светоотдачу, в то время как осветительные сети выгодно строить на более высоком напряжении. Таким образом, вторичные обмотки трансформаторов, питающих осветительные сети, обычно соединяются в звезду, а осветительные лампы включаются по фазному напряжению — между линейным и нулевым проводниками. В некоторых случаях при малом токе обмотки при соединении звездой обмотки дешевле, так как количество витков уменьшается в 3 раза, а сечение проводов также увеличивается в √3 раза, так как в результате что снижает трудоемкость выполнения намотки и стоимость обмоточного провода… С другой стороны, с точки зрения влияния высших гармоник и поведения трансформатора при несимметричных нагрузках рекомендуется для подключения одной из обмоток дельта-трансформатора.

В некоторых случаях применяется и зигзагообразное соединение обмоток (рисунок 1), когда фаза обмотки делится на две части, которые расположены на разных стержнях и соединены последовательно. В этом случае вторая половина обмотки подключается относительно первой в обратном направлении (рисунок 1, а), так как в этом случае электродвижущая сила (ЭДС) фазы будет в √3 раза больше (рисунок 1, б) чем с согласным включением (рис. 1, в). Однако при включении половины обмотки в обратном направлении ее и т.д. С. (√3 E1) все равно будет в 2 / √3 = 1,15 раза ниже, чем когда обе половинки находятся на стержне (2 E1). Таким образом, расход обмоточного провода при зигзагообразном соединении увеличивается на 15%. Следовательно, зигзагообразное соединение используется только в особых случаях, когда возможна неравномерная нагрузка фаз с наличием униполярных токов.

Типы

В рабочих условиях сердечник трансформатора постоянно подвергается воздействию переменного магнитного поля, которое вызывает образование вокруг него вихревых токов. Это приводит к нагреву магнитопровода, а значит, тратится полезная энергия. Процент потерь зависит от:

  • базовый материал;
  • частотная характеристика инверсии намагниченности;
  • максимальный показатель магнитной индукции.

Чем легче намагничивать металл, тем легче его намагничивать с обратным уменьшением потерь. Поэтому сердечники изготавливаются из стали с ярко выраженными магнитными свойствами. Явление вихревых токов в монолитных проводниках набирает максимальную скорость, так как материал имеет небольшое сопротивление. Чтобы уменьшить связанные с этим потери, это сопротивление увеличивают за счет сборки магнитопровода из стальных листов толщиной не более 0,5 мм с изоляцией в виде краски и хлопьев. Изолирующий слой предотвращает влияние вихревых токов на магнитный поток в сердечнике, что положительно сказывается на потерях. Сборка осуществляется по одной из двух технологий:

  • встык — собирается сам сердечник, затем на него кладутся обмотки, на завершающем этапе все скручивается (более простой способ, но потери больше);
  • переплетение (перемешивание) — пластины каждого последующего ряда перекрывают стыки предыдущего (повышенная потребность за счет меньших потерь).

Виды трансформаторов

Геометрия и тип магнитной цепи определяют типичные различия между трансформаторами. По типу магнитопровод может быть ленточным или пластинчатым. В свою очередь, его форма дает название и обозначение: бронемагнетики выполнены в форме W и обозначаются буквой W, стержень — в форме U и P, кольцевой — в форме O и O, i Три -фазные магнитопроводы образуют E-образные формы, а ортогональные обозначаются тремя буквами OPL. Буква L добавляется к магнитопроводам ленты в обозначении, например, ШЛ, ПЛ, ОЛ, ЭЛ.

Следовательно, бронированный трансформатор может быть типа ШЛ.

Ш

Самый распространенный вид БТ. Срединный стержень, пересекаемый общим потоком, замыкается двумя крайними стержнями. Сечение внешних стержней равно половине сечения центрального.

ШЛ

Ленточные бронированные магнитопроводы ШЛ (витая) также имеют следующие подтипы:

  • ШЛМ — с пониженным отношением I1 / I;
  • ШЛО — с расширенным окном;
  • SLP — с повышенным соотношением B / l;

Трансформатор

Классификация трансформаторов по конструктивным параметрам

Конструктивные параметры трансформатора определяют характеристики его сердечника и обмоток. Есть несколько особенностей, которые характеризуют различные конструктивные особенности.

1. Тип строительства. Одна из важнейших конструктивных особенностей, определяющая тип конструкции трансформатора. Определяющим фактором здесь является тип сердечника, который можно определить как:

— армированный сердечник, имеет три стержня, причем центральный стержень шире крайних и на нем расположены обмотки трансформатора, а боковые используются только для протекания магнитного потока;

— сердечник стержня состоит из двух стержней одинаковой ширины, на которых равномерно расположены обмотки;

— тороидальный сердечник, выполненный в виде тороида прямоугольного или (реже) круглого сечения с равномерным распределением обмоток по сердечнику.

По типу сердечника трансформаторы также имеют следующие названия: бронированные, стержневые и тороидальные трансформаторы соответственно. У каждого типа есть свои особенности, которые необходимо учитывать при проектировании трансформатора.

2. Вид на ядро. Эта особенность характеризует технологию изготовления сердечников трансформаторов. Можно выделить следующие категории:

— ламинированные сердечники или пагинация. Склеивание — это сборка сердечника трансформатора из формованных пластин той или иной конфигурации. Конфигурация формованных пластин, соответственно, следующая: W-образная, U-образная, E-образная и O-образная. Однако из-за невозможности изготовления формовочных пластин для трансформаторов большой мощности используется другой тип сердечника;

— ленточные сердечники. Сердечники этого типа формируются из кусков ленты, которые складываются или наматываются на станках. В зависимости от принципа сборки трансформатора бывают закрытые, разделенные и разделенные. Конструктивно ленточные сердечники отличаются от ламинированных только наличием закругленных углов;

— прессованные стержни. Судя по названию, такие сердечники изготавливаются прессованием из порошковых материалов, как половин сердечника, так и его неразъемного варианта. Потребность в прессованных сердечниках возникла в связи с необходимостью использования ферритовых порошковых материалов в качестве правильно сконструированных магнитных сердечников. Поскольку прессованием можно задавать практически любую форму, стержни изготавливаются во множестве конфигураций.

3. Способы охлаждения. Эти признаки определяют способ отвода тепла от работающего трансформатора:

— трансформаторы с естественным охлаждением;

— трансформаторы с принудительной подачей воздуха;

— трансформаторы с жидкостным охлаждением;

— трансформаторы с парожидкостным охлаждением;

4. Способы изоляции и защиты. Эти знаки определяют, как защитить трансформаторы от внешних воздействий и факторов окружающей среды:

— трансформаторы сухие открытые. Защищены от внешних воздействий только изоляцией проводов обмотки, изоляцией промежуточного слоя и каркаса обмотки;

— трансформаторы закрытые герметичные. Эти трансформаторы отличаются более высокими эксплуатационными характеристиками, устойчивы к тяжелым условиям эксплуатации (грязь, пыль, механические воздействия и т.д.);

— Трансформаторы конструкции, устойчивые к тропическим условиям. Защита этого типа трансформатора отличается особой устойчивостью к суровым условиям эксплуатации в районах с тропическим климатом.

Из чего сделать сердечник для трансформатора

Из чего сделать сердечник для трансформатора


Особенности импульсных нагрузок

Для устройств, несущих импульсные нагрузки, используются специальные трансформаторы. Они способны преобразовывать напряжение и ток при импульсных нагрузках и противостоять их разрушительному действию. Типы сердечников импульсных трансформаторов не отличаются по форме от устройств других типов.

Чаще всего магнитопровод делают в виде ферритового тора. Обмотки намотаны на него особым образом: в первичном витке они уложены стопкой против часовой стрелки, а во вторичном — по часовой.

Такой трансформатор можно изготовить самостоятельно, нужно только учитывать требования сохранения импульса.

Проверка резистора мультиметром

Немного истории

Благодаря английскому физику Майклу Фарадею в 1831 году человечество познало электромагнитную индукцию. Великому ученому не суждено было стать изобретателем трансформатора, так как в его опытах появился постоянный ток. Прототипом устройства можно считать необычную индукционную катушку француза Г. Румкорфа, подаренную научному миру в 1848 году.

В 1876 году русский инженер-электрик П. Н. Яблочков запатентовал трансформатор переменного тока с открытым сердечником. Своим современным внешним видом устройство обязано британцам братьям Хопкинсон, а также румынам К. Циперановскому и О. Блати. С их помощью на объекте появилась замкнутая магнитная цепь, которая сохранилась до наших дней.


Типы магнитопроводов

Что делает трансформатор

Трансформатор имеет множество полезных и важных функций:

  • Он передает электричество на расстояние. Он способен увеличивать переменное напряжение. Это помогает передавать переменный ток на большие расстояния. Поскольку провода также имеют сопротивление, требуется высокое напряжение от источника тока, чтобы преодолеть сопротивление проводов. Поэтому трансформаторы незаменимы в электрических сетях, где они повышают напряжение до десятков тысяч вольт. Распределительные трансформаторы также расположены рядом с электростанциями, вырабатывающими электроэнергию. Они повышают напряжение для передачи потребителям. А рядом с потребителями стоит понижающий трансформатор, понижающий напряжение до 220В 50Гц.
  • Силовая электроника. Трансформатор является частью блока питания. Он снижает входное сетевое напряжение, которое затем выпрямляется диодным мостом, фильтруется и подается на плату. Фактически, он используется практически во всех блоках питания и преобразователях.
  • Он питает радиолампы и электронно-лучевые трубки. Радиолампам требуется широкий диапазон напряжений. Это 12В и 300В и т.д.
  • Для этих целей делаются трансформаторы, понижающие и повышающие сетевое напряжение. Это достигается за счет наличия нескольких обмоток на одном сердечнике. Разновидностью ламп являются электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). Они используются в электронных микроскопах, где детальные изображения микроскопических поверхностей могут быть получены с помощью электронного луча. Они требуют высокого напряжения, порядка нескольких десятков тысяч киловольт. Это необходимо для ускорения электронного пучка в вакуумной трубке до высоких скоростей. Электрон в вакууме может увеличить скорость своего движения за счет увеличения напряжения. А здесь, кстати, используется импульсный трансформатор. Увеличьте напряжение с помощью ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Такие трансформаторы называются линейными (или строчными).

Применение трансформаторов в электронике
Такое название неспроста, поскольку такой преобразователь выполняет функцию строчной развертки. По сути, кинескоп — это электронно-лучевая трубка. Поэтому для работы телевизоров, в которых используется кинескоп, потребуется линейный трансформатор.

  • Преодолейте сопротивление. В усилителях звука важную роль играет согласование источника и потребителя. Поэтому существуют соответствующие трансформаторы, позволяющие передавать на нагрузку максимальную мощность. Если бы такого трансформатора не существовало, усилители на ногах, рассчитанные на 100 Вт, выдавали бы в нагрузку менее 50 Вт.
  • Например, выход усилителя составляет 2 кОм, а трансформатор соответствует импедансу и снижает напряжение для бесперебойной работы динамика. А на его вторичной обмотке сопротивление всего несколько десятков Ом.
  • Для безопасности. Трансформатор создает гальваническую развязку между сетью и источником питания. Это последняя линия безопасности в блоке питания, если что-то пойдет не так. Будет время взорвать предохранитель. Или катушки и магнитопровод расплавятся, но потребитель не получит нагрузку на сеть. Он физически не подключен к сети 220 В. Связь происходит только с помощью магнитного поля (взаимной индукции). А если трансформатор рассчитан на 100 Вт, он сможет выдавать только 100 Вт.

Таким образом, потребитель будет защищен от опасных сильных токов. Вот почему бестрансформаторные блоки питания считаются опасными.

  • Деталь оружия. В электрошокерах используются высокие напряжения. А трансформатор высокого напряжения помогает их форматировать. Он также используется в некоторых конструкциях пушек Гаусса.

Броневой магнитопровод

Режимы работы трансформатора ч.2

В соответствии с приведенными выше рекомендациями выбираем для трансформатора бронированный магнитопровод.

Зависимость магнитных характеристик от габаритов более выражена в бронированных магнитопроводах типа ШЛ.

Рассмотрим, например, ПФ с колебательными контурами, выполненными с использованием магнитопроводов, армированных карбонильным железом.

Выясним, насколько изменятся габариты и вес трансформатора, если использовать бронированный магнитопровод с полосовой пластиной из стали Е44 толщиной 0,2 мм.

Стержневой сердечник имеет большую площадь теплопередачи, однако бронированные магнитопроводы также могут использоваться в конструкции выходных трансформаторов. Материалами для магнитопроводов (печатных и лент) являются электротехническая сталь E46, E310, EZZO, а также пермаллой 45N, 50NXS и пермендюр. Для мощных выходных трансформаторов используются кабели из высокопрочного полиэтиленфлексного полиэтилена или PSD из стекловолокна. Трансформаторы имеют защитный металлический корпус или зажим-зажим. Крепятся так же, как и силовые трансформаторы.

Духовка с индукционным блоком, показанная на рис. 15-1, имеет однофазный трансформатор с бронированным магнитопроводом. Трансформаторы с магнитными стержнями также широко используются.

Стабильность во времени катушек с кольцевыми магнитопроводами не превышает характерных значений катушек с армированными магнитопроводами.

Следовательно, плотность тока во вторичной обмотке должна быть снижена на 30% для трансформаторов с бронированными магнитопроводами и на 15% для трансформаторов с основными магнитными цепями.

Для трансформаторов и индуктивностей используются два типа магнитопроводов: стержневые и якорные, показанные на рис. 5.9. При использовании армированного магнитопровода все обмотки трансформатора размещаются на катушке, которая размещается на центральном стержне. При использовании стержневого магнитопровода две катушки размещаются на двух стержнях. Бронированные сердечники используются в маломощных силовых и низкочастотных трансформаторах, поскольку использование катушки упрощает конструкцию и позволяет добиться максимального коэффициента заполнения окна магнитопровода медью.

Особенностью высоковольтных и высоковольтных трансформаторов является преимущественное использование магнитопроводов с сердечником, что отличает их от низковольтных трансформаторов, в которых часто используются бронированные магнитопроводы.

Значения коэффициентов связи для различных катушек показаны в таблице. 4.5. Наибольшие трудности возникают при достижении высоких коэффициентов связи между однослойными и многослойными катушками, а также когда необходимо обеспечить очень малую заданную величину связи между катушками с бронированными магнитопроводами.

Итог

Трансформаторы используются во многих местах. Их конструкция разная и для каждой задачи по-своему уникальна.

Интересные факты про трансформаторы

Трансформатор — самый эффективный преобразователь. Его КПД (КПД) может достигать 99% (силовые трансформаторы). Но для двигателя внутреннего сгорания (ДВС) КПД обычно не более 30%.

Наиболее производительным, но в то же время сложным в изготовлении является тороидальный трансформатор. Он эффективен благодаря расположению катушек и магнитной цепи. Это усложняет производственный процесс, особенно в промышленных масштабах.

Вопросы об устройстве трансформатора

-Почему расстояние между катушками минимизировано?
Это сделано для лучшего контакта с магнитными полями. Если зазор велик, КПД трансформатора будет низким.

— Можно ли сделать трансформатор без сердечника с такой же мощностью, как у сердечника?
Да, но тогда вам нужно увеличить количество оборотов, чтобы увеличить магнитный поток. Например, с сердечником обмотки могут иметь несколько тысяч витков. А без сердечника придется увеличивать магнитный поток за счет катушек. А количество витков будет несколько десятков тысяч. Это не только увеличивает размер катушек, но также снижает их эффективность и увеличивает вероятность перегрева.

-Могу ли я подключить понижающий трансформатор как повышающий?
Если у вас есть трансформатор, понижающий напряжение сети с 220 В до 12 В, вы можете подключить его как повышающий. То есть можно подать на него переменное напряжение 12 В на вторичную обмотку и получить повышение на первичной 220 В.

-Что произойдет, если на вторичную обмотку понижающего трансформатора будет подано сетевое напряжение?
Тогда обмотка сгорит. Его сопротивление, количество витков и сечение провода не рассчитаны на такие напряжения.

-Можете ли вы сделать трансформер своими руками в домашних условиях?
Да, вполне реально. И этим занимаются многие радиолюбители и электронщики. А некоторые даже зарабатывают на продаже готовой продукции. Но стоит помнить, что это долгая, трудная и непростая работа. Нам нужны качественные материалы. Это железо для трансформаторов, медные эмалированные провода различного сечения, изоляционные материалы.

Все материалы должны быть качественными. Если медный провод плохо изолирован, возможно короткое замыкание между витками, что неминуемо приведет к перегреву. И для начала нужно рассчитать все параметры будущего трансформатора. Это можно сделать с помощью различных программ, доступных в Интернете.
сделать трансформер своими руками возможно
К тому же это долгие часы сборки. Особенно если вы решили намотать тороидальный трансформатор.

Наматывать витки необходимо плотно и равномерно, записывать каждые десять, чтобы не запутаться и не изменить характеристики будущего преобразователя или блока питания.

-Что будет, если включить трансформатор без сердечника?
Поскольку трансформатор изначально рассчитывался с сердечником, он не сможет полностью преобразовать напряжение. То есть на вторичке что-то будет, но явно не те параметры. А если подключить нагрузку к обмоткам без сердечника, они быстро нагреваются и сгорают.

Неисправности трансформаторов

Основные отказы трансформатора включают:

  • Коррозия и ржавчина на сердечнике.
  • Перегрев и выход из строя изоляции.
  • Короткое замыкание между витками.
  • Деформация корпуса, обмоток и сердечника.
  • Попадание воды в обмотку.

Как проверить на целостность

Трансформатор можно проверить обычным мультиметром. Установите измеритель в режим измерения сопротивления и проверьте обмотки.

Они никогда не должны быть на обрыве. Если нигде нет обрывов, можно определить первичную и вторичную обмотки, измерив сопротивление. Первичная обмотка понижающего трансформатора будет иметь более высокое сопротивление, чем вторичная. Все это связано с количеством кругов. Чем больше количество витков и чем меньше диаметр провода, тем больше сопротивление обмотки.

Вы также можете найти паспорт на свой трансформатор. Указывает сопротивления обмоток и их параметры, которые нужно будет проверить мультиметром.

Безопасная проверка работы трансформатора

Если вы решили намотать трансформатор или проверить старый, обязательно подключите лампочку в разрыв цепи (последовательно!). Если что-то пойдет не так, свет включится и будет принимать ток на себя и сможет спасти неисправный трансформатор.

Назначение и применение

Бронированные трансформаторы не требуют трудозатрат и дешевы в производстве, а для сигнальных трансформаторов малой / средней мощности (до 100 Вт) обычно выбирают бронированный тип. Напротив, БТ наиболее чувствительны к звукоснимателям, а также обладают высокой индуктивностью рассеяния. Серии ШЛ и ШЛМ используются, когда нужен наименьший вес, номинальная мощность не более 100 Вт, частота 400 Гц (ШЛ) или 50 Гц (ШЛМ). Серия ШЛО используется в условиях низких напряжений на частотах от 1 до 5 кГц, а высоких — на частотах от 50 Гц до 5 кГц.

Советский ленточный малогабаритный трансформатор малой мощности — ТЭЦ — отличается низкими напряжениями на вторичных обмотках. ТПП прекрасно проявляют себя в схемах бытовой техники, в электронных устройствах и устройствах связи, в компьютерных системах, питаемых от промышленных и специальных сетей переменного тока напряжением 40, 115, 127 и 220 В и частотой 50 или 400 Гц от широкого диапазона напряжений и токов мощностью до 500 ВА.

Как рассчитать

Практически все расчеты следует начинать с основных измерений. На рисунках 2, c и 3 показаны величины, которые необходимо измерить на LV, на схематическом и визуальном отображении соответственно.

Измерение размера ядра по схеме

Рис. 2 — Измерение размеров жилы по схеме.

Измерение размера ядра по внешнему виду.

Рис. 3 — Замер габаритов сердечника по внешнему виду.

Мощность вторичной обмотки

P2 = 2 * Pgab — P1,

где Pgab — полная мощность (Вт), P1 — мощность первичной обмотки (Вт).

Габаритную мощность

Pgab = (n * Sñ * Sо * 4,44 * f * B * j * Km * Kñ) / ((1 + n) * 100),

где n — табличный КПД трансформатора, Sс — площадь поперечного сечения магнитопровода (см²), Sо — площадь поперечного сечения окна (см²), f — частота (равная 50 Гц), B — магнитная индукция (Тл), j — табличный показатель плотности тока в проводах катушки (А / мм2), Km — коэффициент заполнения окна магнитопровода медью, Kc — .. сталью.

Оранжевый трансформатор

Фактическое сечение стали

Sc = a * b,

где a — ширина стержня, b — толщина магнитопровода согласно рисунку 2 или 3.

Фактическая площадь сечения окна сердечника

Sо = h * c,

где h — высота окна, c — ширина окна согласно рисунку 2 или 3.

Величина номинального тока первичной обмотки

P1 = U1 * I1

где I1 — ток в первичной обмотке (А).

Номинальный показатель тока в обмотках

I = Sпр * j,

где Sпр — сечение провода (мм²).

Сечение проводов обмоток

Spr = 3,14 * R²,

где I — ток в обмотке (А), R — радиус провода (мм).

Диаметр проводов обмоток без изоляции

d = 2 * (I / (3,14 * j))

Число витков каждой обмотки

W1 = U1 / u1

W2 = U2 / u2,

где W1 — количество витков первичной обмотки, W2 — . вторичной обмотки, U1 — значение входного напряжения на первичной обмотке (В), U2 — выходное напряжение на вторичной обмотке (В), u1 — значение напряжение на одном витке первичной обмотки (В), u2 — . вторичной обмотки (В).

Количество витков, приходящихся на каждый вольт

w1 = W1 / U1

w2 = W2 / U2

Для одного и того же провода у нас одинаковые значения в обеих обмотках, а именно:

w1 = w2

Максимальную мощность, которую способен дать магнитопровод

Pmax = Sc²

Оцените статью
Блог о трансформаторах
Adblock
detector