Принцип действия однофазного трансформатора. Сравнение величины основного магнитного потока и потоков рассеяния.



Основные элементы конструкции трансформатора, материалы изготовления

Основу любого трансформатора составляют магнитные и электрические цепи, т. е. сердечник (магнитопровод) и катушки. Неизбежными элементами его являются также конструктивные детали, служащие для крепления сердечника и установки трансформаторов в блоках аппаратуры,.и выводы катушек. В высоковольтных трансформаторах, в зависимости от способа выполнения изоляции, может появляться и дополнительный элемент—металлический бак (корпус). Особенности конструкций т. м. м. рассмотрим по их отдельным элементам.
Сердечники. Сердечники мощных трансформаторов набирают (шихтуют) из отдельных прямоугольных пластин трансформаторной стали.

Важным техническим показателем для сердечника является степень использования его полного сечения чисто активным магнитопроводящим материалом, т. е. коэффициент заполнения сердечника кс.
Наборные штампованные сердечники. Подобный сердечник шихтуется из пластин той или иной конфигурации, в зависимости от типа набираемого сердечника—броневого, стержневого, тороидального или трехфазного.

Виды штампованных пластин сердечников и их сборки: а, б— пластины с нормальным ярмом; в, г — пластины с уширенным ярмом; а — сборка вперекрышку; б — сборка в стык; в — разъем по ярму; г — разъем по стержню.
1 — Ш-образные пластины, 2 — замыкающие; 3 — отверстия под шпильки.

Конструкцию катушек определяют три основных фактора: способ укладки, размещения каждой обмотки трансформатора; взаиморасположение отдельных обмоток; способ выполнения изоляции. Определенную роль отри этом играет также и вид проводника обмоток.
Важным техническим показателем для катушки является степень использования ее активным материалом окна сердечника, т. е. коэффициент заполнения окна кок.
Проводники обмоток. В большинстве случаев в трансформаторах малой мощности применяют медные провода, поставляемые кабельной промышленностью с готовой витковой изоляцией провода. Провода, как правило, круглые. При больших сечениях могут применяться и провода прямоугольного сечения. В отдельных случаях, например для трансформаторов ультразвуковой частоты с большими токами или для накальных трансформаторов с особенно большими токами, приходится применять неизолированную медную ленту соответствующей толщины. Иногда применяется также тонкая медная фольга как для экранов между обмотками, так и для самих обмоток. Во всех этих случаях витковая изоляция (обычно волокнистые материалы) накладывается заблаговременно или в процессе намотки катушек. Марка провода или вид накладываемой изоляции выбирается в зависимости от условий работы трансформатора и предъявляемых к нему требований надежности Существуют два принципиально различных способа выполнения обмоток трансформаторов малой мощности Наиболее распространенный способ — это многослойная обмотка, непрерывно наматываемая до получения заданного числа витков и располагаемая вдоль всей длины стержня магнитопровода (или его части, отведенной для данной обмотки) Такие обмотки назовем цельными.
Разновидностью цельной обмотки является секционированная обмотка; обмотка при этом разбивается на ряд секций, каждая из которых занимает часть длины стержня, но все вместе они составляют единое конструктивное целое. Каждая секция выполняется обычным образом, между собой секции соединяются последовательно или параллельно.

Рис. 7. Виды обмоток т м. м по способу выполнения: а — цельная обычная обмотка; б — цельная секционированная обмотка; в — галетная обмотка.
1 — секция; 2 — галета.
Секционирование применяется обычно для высоковольтных обмоток. В этом случае секции друг от друга надежно изолируются.

По конструкции обмотки трансформатора – делятся на галетные, тороидальные и катушечные.

На принципиальных схемах сердечники с обмотками изображают следующим образом:

Принцип действия однофазного трансформатора. Сравнение величины основного магнитного потока и потоков рассеяния.

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного или постоянного тока в одну или несколько других систем (напряжений) , без изменения частоты.
Трансформатор осуществляет преобразование напряжения переменного или постоянного тока и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения — электроэнергетике, электронике и радиотехнике.
Конструктивно трансформатор может состоять из одной (автотрансформатор) или нескольких изолированных проволочных, либо ленточных обмоток (катушек) , охватываемых общим магнитным потоком, намотанных, как правило, на магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного магнито-мягкого материала.
Работа трансформатора основана на двух базовых принципах:
Изменяющийся во времени электрический ток создаёт изменяющееся во времени магнитное поле (электромагнетизм)
Изменение магнитного потока, проходящего через обмотку, создаёт ЭДС в этой обмотке (электромагнитная индукция)
На одну из обмоток, называемую первичной обмоткой, подаётся напряжение от внешнего источника. Протекающий по первичной обмотке переменный ток намагничивания создаёт переменный магнитный поток в магнитопроводе. В результате электромагнитной индукции, переменный магнитный поток в магнитопроводе создаёт во всех обмотках, в том числе и в первичной, ЭДС индукции, пропорциональную первой производной магнитного потока, при синусоидальном токе сдвинутой на 90° в обратную сторону по отношению к магнитному потоку.
В некоторых трансформаторах, работающих на высоких или сверхвысоких частотах, магнитопровод может отсутствовать.

 

 Сравнение величины основного магнитного потока и потоков рассеяния.

 

                        

На схеме замещения участки магнитопровода и участки воздушных зазоров представляются сопротивлениями. Магнитодвижущая сила катушки – источником потока.

Произведение числа витков катушки на ток называется намагничивающей силой или магнитодвижущей силой (I – намагничивающий ток, w – число витков). Единицу измерения магнитодвижущей силы в системе СИ – Ампер.

Магнитный поток Ф, целиком замыкающийся по магнитной цепи называетсяосновным потоком. А магнитный поток, замыкающийся частично по участкам магнитной цепи, а частично – в окружающей среде называют потоком рассеяния. Под потоком рассеяния понимают сумму потоков, которые замыкаются, минуя рабочий зазор. Потоки, возникающие между любыми точками магнитопровода, между которыми существует разность магнитного потенциала, называются потоком рассеяния. Поток, проходящий через рабочий зазор, называется рабочим потоком. Поток, возникающий при больших зазорах у краев полюсов, называется потоком выпучивания.

Магнитный поток определяется, как произведение индукции B на поперечное сечениеS участка магнитной цепи:

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 627;