Конструкция трансформаторов

Трансформаторы используются в радиоэлектронной аппаратуре, работающей в самых разнообразных условиях: в стационарных и наземных подвижных объектах, на борту кораблей, самолетов и ракет, на космических объектах.

Устройство трансформатора

Устройство трансформатора.

В процессе эксплуатации трансформаторы подвергаются различным механическим воздействиям (ускорениям, вибрации, ударам); они используются в весьма тяжелых климатических условиях: при изменении температуры окружающей среды в широких пределах (от —65 до +250°С), при высокой относительной влажности воздуха (до 98% при температуре до 40°С) и при пониженном атмосферном давлении (до 5 мм рт. ст.).

Конструкция трансформаторов должна обеспечивать их надежную работу в течение всего заданного срока службы.

Поэтому к конструкции предъявляют следующие основные требования: механическая прочность, нагревостойкость, влагостойкость и электрическая прочность.

Схема включения трансформатора

Схема включения трансформатора.

Кроме того, в зависимости от назначения аппаратуры, в которой применяются трансформаторы, последние должны иметь или наименьшую массу, или наименьший объем, или наименьшую стоимость. Эти технико-экономические требования существенно влияют на конструкцию трансформаторов.

И, наконец, еще одно важное требование — технологичность конструкции трансформаторов, т. е. возможность изготовления их с применением наиболее экономичных технологических процессов.

Главные части конструкции, определяющие электромагнитную основу трансформатора, - сердечник (магнитопровод) и обмотки с изоляцией.

Магнитопроводы предназначены для создания замкну­того пути для магнитного потока с возможно меньшим магнитным сопротивлением. Поэтому они изготовляются из материалов, обла­дающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных полях и имеющих малые потери на перемагничивание и вихревые токи.

Для магнитопроводов трансформаторов промышленной и повы­шенной рабочей частоты используются магнитомягкие материалы: электротехнические трансформаторные стали, стали с повышенной магнитной проницаемостью, никелевые и кобальтовые сплавы (пер­маллой, перминвар, пермендюр и др.). Для магнитопроводов высоко­частотных трансформаторов используются магнитодиэлектрики, ферриты различных составов (альсиферы, оксиферы и др.).

Основные размеры магнитопровода зависят от расчетной мощ­ности трансформатора, максимальной индукции и рабочей частоты и определяются в процессе расчета трансформатора.

Трехфазный трансформатор

Трехфазный трансформатор.

Обмотки предназначены для создания электрических цепей на первичной и вторичной сторонах трансформатора и для преобра­зования совместно с матнитопроводом электрической энергии в электромагнитную (эту функцию выполняет первичная обмотка) и обратно — из электромагнитной в электрическую (это преобразова­ние выполняет вторичная обмотка).

Для изготовления обмоток используется широкая номенклатура обмоточных проводов и большое количество разнообразных изоля­ционных материалов.

Обмоточные провода представляют собой проволоку круг­лого или прямоугольного сечения, покрытую изоляцией, предо­храняющей от межвиткового замыкания, либо тонкую ленту, фольгу.

Основным материалом для изготовления обмоточного провода является медь, так как она имеет малое удельное сопротивление. В последнее время стал применяться алюминий, как менее дефицит­ный и имеющий малый удельный вес. Чтобы уменьшить вес сварочного аппарата, обмотки можно намотать алюминиевым проводом.

Отечественная промышленность выпускает круглую проволоку с эмалевой изоляцией, например: для работы при температуре до 105°С — ПЭЛ, ПЭВ-1, ПЭВ-2 с диаметром по меди от 0,05 до 2,44 мм; для работы при температуре +120°С — ПЭВТЛ-1 и ПЭВТЛ-2 с диаметром по меди 0,06 - l,56 и 0,06 - 2,44 мм соответственно; для работы при температуре +220°С — ПНЭТ — имид на основе полиимидов с диаметром по меди от 0,125 до 1,38 мм, Производят также провода с волокнистой (ПСД, ПСДК и др.) и эмалево-волокнистой (ПЭЛШО, ПЭПЛО и др.) изоляцией.

Медную фольгу изготовляют толщиной от 0,015 до 0,05 мм при ширине ленты от 20 до 150 мм. Алюминиевую фольгу изготовляют толщиной от 0,005 до.0,2 мм при ширине ленты от 10 до 600 мм. Медную фольгу покрывают изоляционным лаком, а алюминиевую — оксидируют.

http://youtu.be/XdyKMgLJWTE

Существует 2 принципиально различных способа изготовления обмоток. Первый способ состоит в том, что провод в виде цельной многослойной обмотки располагают на гильзе или катушке вдоль всей длины стержня магнитопровода или его части. При втором способе обмотку выполняют в виде совокупности отдельных эле­ментов (галет), каждый из которых представляет собой законченную конструкцию. Галеты нанизывают на стержень сердечника одна за другой и соединяют между собой электрически последовательно­параллельно для обеспечения требуемых токов и напряжений. Галеты могут быть изготовлены из фольги, что является весьма перспективным.

Совокупность обмоток и системы изоляции (междувитковой, междуслоевой, междуобмоточной и внешней) представляет собой катушку трансформатора.

Кроме магнитопровода и обмоток, трансформаторы содержат ряд дополнительных элементов: детали для сборки отдельных частей сердечника и крепления собранного трансформатора; детали для подключения трансформатора к схеме; детали для охлаждения маг­нитопровода и катушек; внешняя электроизоляция, влагозащита и механическая защита.

http://youtu.be/M_iDkOIaFy4

Конструкции этих дополнительных элементов определяются типом магнитопровода и катушек и условиями окружающей среды.

КОММЕНТАРИИ
  • Добавить комментарий

Top