Из чего делают сердечник трансформатора

Магнитопровод силового трансформатора состоит из стальных пластин. Использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД и снижает нагрев.

Из чего делают сердечник трансформаторамагнитопроводы трансформаторов

Магнитопроводы вида 1, 2 или 3 получают методом штамповки.
Магнитопроводы вида 4, 5 или 6 получают путём навивки стальной ленты на шаблон, причём магнитопроводы типа 4 и 5 затем разрезаются пополам.

  • Виды магнитопроводов трансформаторов бывают:
  • 1, 4 – броневые,
    2, 5 – стержневые,
  • 6, 7 – кольцевые.

Правда, кольцевых штампованных магнитопроводов я никогда не видел.
Чтобы определить сечение магнитопровода, нужно перемножить размеры «А» и «В». Для расчётов в этой статье используется размер сечения в сантиметрах.

Из чего делают сердечник трансформатораТрансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами.
Из чего делают сердечник трансформатораТрансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами.
Из чего делают сердечник трансформаторамагнитопроводы трансформаторов

Стыковая конструкция

Из чего делают сердечник трансформатора

В такой конструкции сборка ярм и стержней осуществляется раздельно. Вначале на стержень монтируют обмотку, после этого крепят верхнее ярмо. Для изоляции пластин между стыкующимися элементами укладывают электрокартон.

После монтажа ярма, конструкция прессуется и стягивается с помощью вертикальных шпилек. Такой тип сборки применяется для шунтирующих и токоограничивающих реакторов. Зависит это, в основном, от габаритов установки.

При небольших размерах конечного изделия, такая сборка очень удобна, так как нужно лишь снять верхнее ярмо для монтажа обмоток.

Когда речь идет о применении такой конструкции в силовых трансформаторах, возникает потребность в громоздких устройствах для стяжки изделия. Поверхности стержней и ярм, подлежащих стыковке, должны быть механически обработаны. Это снижает магнитное сопротивление, но требует больших материальных затрат и времени. Поэтому для силовых трансформаторов применяется другой вид сборки – шихтовка.

Шихтованная конструкция

Из чего делают сердечник трансформатора

В такой конструкции ярма и стержни представляют собой переплет. Их разбивают на слои определенной толщины. Состоит каждый такой пакет из двух-трех листов стали. Каждый слой содержит пластины, часть которых должна заходить в ярмо. Необходимо следить за тем, чтобы пластины предыдущего слоя перекрывали стыки пластин соседнего элемента.

Преимуществом такого вида сборки являются:

  • небольшой вес конструкции;
  • малые зазоры в зонах стыков;
  • малый ток холостого хода;
  • повышенная механическая прочность.

Из недостатков можно выделить фактор более сложной сборки трансформатора.

Сначала необходимо произвести расшихтовку верхнего ярма на отдельные слои. Затем обмотки насаживают на стержни и повторяют шихтование. Это делает монтаж более трудоемким. Проводить его должен квалифицированный специалист, так как некачественная сборка может ухудшить технические параметры трансформатора.

Влияние некачественной сборки на характеристики изделия

Наиболее распространенным дефектом собранной конструкции может быть плохая стыковка ярма с пластинами стержня. Вследствие этого, появившиеся зазоры приведут к возрастанию тока холостого хода (Iхх) трансформатора. Также ухудшится магнитный поток.

Если при сборке изделия количество пластин, входящих в ярмо, будет менее требуемого, то это вызовет уменьшение поперечного сечения, что спровоцирует рост магнитной индукции и увеличение потерь на холостом ходу. Любые механические повреждения пластин магнитопровода, во время шихтовки, также вызовут ухудшение технических параметров трансформатора.

Конструкция магнитопроводов силовых трансформаторов

У броневых магнитопроводов сечения стержней прямоугольные, а стержневые и бронестержневые магнитопроводы имеют в сечении вид многоугольника, вписанного в окружность (рисунок 8, а, б). В этом случае обмотки имеют вид круговых цилиндров и вследствие ступенчатого сечения магнитопровода коэффициент заполнения сталью полости обмотки получается большим.

Такая конструкция с точки зрения расхода материалов, уменьшения габаритов и стоимости изготовления трансформатора, а также механической прочности обмоток является наиболее рациональной. Число ступеней магнитопровода увеличивается с увеличением мощности.

В мощных трансформаторах в сечении магнитопровода предусматриваются каналы для его охлаждения циркулирующим трансформаторным маслом (рисунок 8, б).

Из чего делают сердечник трансформаторарис 8, Формы сечения стержней трансформаторов, рис. 9 Формы сечения ярем трансформаторов

Для упрощения технологии изготовления ярем их сечение берется прямоугольным или с небольшим числом ступеней (рисунок 9). Форма сечения ярма и его сочленение со стержнем выбираются с учетом обеспечения равномерного распределения магнитного потока в сечении магнитопровода.

Площади сечения ярем выбираются так, чтобы индукция в них была на 10 – 15% меньше, чем в стержнях. Стяжка стержней трансформаторов средней (до 800 – 1000 кВ×А) и большой мощности показана на рисунках 10 и 11. Ярма трансформаторов стягиваются с помощью деревянных или стальных балок.

Для весьма мощных трансформаторов применяются и более сложные конструкции магнитопроводов.

Из чего делают сердечник трансформатораРис 10. Стяжка стержней трансформаторов средней мощности.

Стержни магнитопроводов во избежание распушения спрессовывают (скрепляют). Делают это обычно наложением на стержень бандажа из стеклоленты или стальной проволоки. Стальной бандаж выполняют с изолирующей пряжкой, что исключает создание замкнутых стальных витков на стержнях.

Бандаж накладывают равномерно, с определенным натягом. Для опрессовки ярм 3 и мест их сочленения со стержнями 1 используют ярмовые балки 2, которые в местах, выходящих за крайние стержни (рис. 18), стягивают шпильками.

Во избежание возникновения разности потенциалов между металлическими частями во время работы трансформатора, что может вызвать пробой изоляционных промежутков, разделяющих эти части, магнитопровод и детали его крепления обязательно заземляют.

Заземление осуществляют медными лентами, вставляемыми между стальными пластинами магнитопровода одними концами и прикрепляемыми к ярмовым балкам другими концами.
Из чего делают сердечник трансформатораМагнитопроводы трансформаторов малой мощности (обычно мощностью не более 1 кВ·А) чаще всего изготовляют из узкой ленты электротехнической холоднокатаной стали путем навивки. Такие магнитопроводы делают разрезными (рис. 1.9), а после насадки обмоток собирают встык и стягивают специальными хомутами.

Из чего делают сердечник трансформатораРисунок 12. Магнитопровод трансформатора небольшой мощности Рисунок 13. Раскрой листов (а) и укладка магнитопровода (б) трансформатора небольшой мощности

В однофазных трансформаторах весьма малой мощности (до 150 – 200 В×А) применяется броневая конструкция магнитопроводов. При этом стремятся к наибольшему упрощению их изготовления и сборки, а также к уменьшению отходов листовой стали.

Обычно штамповка листов магнитопровода производится по одному из вариантов, изображенных на рисунках 12 и 13.

В первом случае лист вырубается одним ударом штампа и имеет прорезь n; при сборке средний лепесток временно отгибается и вводится внутрь катушки обмотки, лепесток последующего листа вводится внутрь катушки с противоположного, торцевого, ее конца и так далее.

Во втором случае одновременно вырубаются Ш-образные листы Ш1 и Ш2 и ярмовые листы Я1 и Я2 (рисунок 13, а), из которых составляются два слоя листов магнитопровода (рисунок 13, б). При этом листы вводятся внутрь катушки также поочередно с одного и второго ее конца.

Магнитопроводы силовых трансформаторов собираются из листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм марок 1511, 1512, 1513 или 3411, 3412, 3413. Применение холоднокатаной стали в последние годы все больше расширяется.

Межлистовая изоляция осуществляется путем односторонней оклейки листов стали изоляционной бумагой толщиной 0,03 мм или двустороннего покрытия изоляционным масляным лаком.

Индукции в стержнях трансформаторов мощностью 5 кВ×А и выше находится в пределах 1,2 – 1,45 Т для горячекатаных сталей и 1,5 – 1,7 Т для холоднокатаных сталей у масляных трансформаторов и соответственно 1,0 – 1,2 Т и 1,1 – 1,5 Т у сухих трансформаторов.

Видео: Трансформатор. Ликбез по магнитопроводу

Сегодня поговорим о такой теме как сердечник трансформатора.

Магнитопроводы трансформаторов

Магнитопровод трансформатора

Магнитопровод представляет собой магнитную систему трансформатора, по которой замыкается основной магнитный поток. Одновременно магнитопровод служит основой для установки и крепления обмоток, отводов, переключателей и других деталей активной части трансформатора.

Магнитопровод собирают из отдельных тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга пленкой специального жаростойкого покрытия или лака. Жаростойкое покрытие обычно наносят непосредственно на металлургическом заводе, изготовляющем сталь; пленку лака — на трансформаторном заводе после резки (штамповки) пластин.

Магнитопроводы выполняют двух типов: стержневого и броневого.

В магнитопроводе стержневого типа (рисунок 1, а) вертикальные стержни 1 имеют ступенчатое сечение, вписывающееся в круг. На них расположены обмотки 2 цилиндрической формы. Части магнитопровода, не имеющие обмоток и служащие для образования замкнутой цепи, называют ярмами.

В броневом магнитопроводе (рисунок 1, б) стержни расположены горизонтально и имеют прямоугольное поперечное сечение. Соответственно этому и обмотки такого магнитопровода имеют прямоугольную форму.

Из-за очень сложной технологии изготовления броневую конструкцию применяют только для некоторых типов специальных трансформаторов; все силовые трансформаторы отечественного производства имеют стержневую конструкцию.

Читайте также:  Холодильник бирюса не отключается постоянно работает

Из чего делают сердечник трансформатора

а — стержневая; б – броневая; 1 — стержень; 2 – обмотки; 3 — ярмо Рисунок 1 — Основные типы конструкций магнитопроводов

По способу соединения стержней с ярмами различают стыковую и шихтованную конструкции стержневого магнитопровода.

При стыковой конструкции стержни и ярма собирают раздельно, насаживают обмотки на стержни, а затем сверху приставляют верхнее ярмо. Чтобы избежать замыкания пластин, между стыкующимися частями магнитопровода помещают прокладки из электрокартона. После установки верхнего ярма всю конструкцию прессуют и стягивают вертикальными шпильками.

Стыковая конструкция существенно облегчает сборку, так как для насадки обмоток достаточно снять верхнее ярмо.

Однако необходимость в громоздких стяжных устройствах, а также в механической обработке стыкующихся поверхностей стержней и ярм (что необходимо для уменьшения магнитного сопротивления) привела к тому, что для силовых трансформаторов стыковую конструкцию магнитопроводов не применяют. Чаще всего ее используют для токоограничивающих или шунтирующих реакторов.

При шихтованной конструкции стержни и ярма собирают в переплет, т. е. разбивают по толщине на слои (обычно по два или три листа), составленные из отдельных пластин так, чтобы в каждом слое часть пластин стержня заходила в ярмо.

При этом пластины одного слоя перекрывают стыки пластин смежного слоя.

Преимуществом шихтованной конструкции перед стыковой являются меньшая масса и большая механическая прочность, небольшие зазоры в местах стыков и меньший ток холостого хода трансформаторов.

Однако при шихтованной конструкции усложняется сборка трансформатора: для насадки на стержни обмоток приходится сначала расшихтовать верхнее ярмо по отдельным слоям, а затем после насадки обмоток вновь зашихтовать. Эта работа трудоемка и очень ответственна, так как при недостаточно тщательном ее выполнении могут резко ухудшиться характеристики трансформатора.

Если после зашихтовки окажутся увеличенными зазоры между пластинами ярма и стержня, это ухудшит условия для прохождения магнитного потока и увеличит ток холостого хода трансформатора.

Если по каким-либо причинам в ярмо будет уложено меньше пластин, чем это необходимо, уменьшится его поперечное сечение, следовательно, возрастет плотность магнитных силовых линий (магнитная индукция), увеличатся потери и ток холостого хода.

Если при расшихтовке или шихтовке ярма будут небрежно обращаться с пластинами (удары, механические повреждения, порча изоляции), то это также явится причиной ухудшения экономических характеристик трансформатора.

В последнее время в конструкции стержневых магнитопроводов внесены значительные изменения. Изменилась форма пластин, из которых собирается магнитопровод: вместо прямоугольных пластин часто применяют пластины, одна или две узкие стороны которых срезаны под углом (чаще всего 45°).

«Косой стык» в конструкции магнитопроводов позволяет заметно уменьшить потери холостого хода за счет некоторого усложнения в изготовлении.

На рисунке 2, а, б показаны пластины с косым стыком и магнитопровод однофазного трансформатора с косым стыком пластин после расшихтовки верхнего ярма, а на рисунке 3 — часть верхнего ярма (в процессе шихтовки) над крайним и средним стержнями трехфазного трансформатора мощностью 1000 кВА.

Из чего делают сердечник трансформатора

1 — магнитопровод; 2 — ярмовая балка; 3 — нижнее ярмо Рисунок 2 — Пластины магнитопровода с косым стыком (а) и магнитопровод однофазного трансформатора с косым стыком пластин после расшихтовки верхнего ярма (б)

Из чего делают сердечник трансформатора

а — над крайним стержнем; б — над средним стержнем; 1 — пластины крайнего стержня; 2 — верхнее ярмо; 3 — прессующее кольцо; 4 — пластины среднего стержня; 5 — устройство для подъема; 6 — обмотка ВН Рисунок 3 — Магнитопровод трехфазного трансформатора с косым стыком пластин

Обмотки стержневого магнитопровода имеют в горизонтальном сечении форму окружности. Для лучшего использования площади круга поперечное сечение стержней магнитопровода также стремятся приблизить к кругу.

Однако круглое сечение стержней потребовало бы большого числа различных по ширине пластин стали, что значительно усложнило бы технологию изготовления. Поэтому сечение стержней делают многоступенчатым.

Ярма магнитопровода трансформаторов I—III габаритов, выпускавшихся отечественными заводами еще совсем недавно, имели прямоугольную или Т-образную форму со ступенькой, обращенной в сторону «окна» магнитопровода.

В новых конструкциях форма сечения ярма (для лучшего распределения магнитного потока) повторяет форму сечения стержня, да и сами стержни стали «полнее»: количество ступеней (пакетов из пластин разной ширины) увеличилось, следовательно, увеличилось и сечение активной стали в площади круга.

На рисунке 4 показаны сечения Т-образного и многоступенчатого ярм магнитопроводов трансформаторов I— III габаритов.

Из чего делают сердечник трансформатора

а — Т-образного, б — многоступенчатого; 1 — верхнее ярмо, 2 — верхняя ярмовая балка, 3 — нижняя ярмовая балка, 4 — нижнее ярмо Рисунок 4 — Форма сечения ярм магнитопроводов трансформаторов I—III габаритов

Готовый магнитопровод должен обладать достаточной жесткостью.

Неравномерная и недостаточная опрессовка, недобор или перебор пластин в одном из стержней или в ярме вызывают повышенную вибрацию, что может привести к механическому разрушению деталей крепления магнитопровода.

Повышенная вибрация сопровождается шумом. Поэтому при сборке магнитопровода пластины стержней и ярм должны быть опрессованы и скреплены как бы в одно целое.

Существуют различные способы прессовки. В трансформаторах небольшой мощности стержни прессуют деревянными планками, вбиваемыми при сборке активной части трансформатора между цилиндром внутренней обмотки и стержнем магнитопровода. Эти планки расклинивают стержни относительно обмоток и опрессовывают их.

Для прессовки магнитопроводов более мощных трансформаторов широко применяют стяжку стержней металлическими шпильками.

До последнего времени в трансформаторостроении широко применялись конструкции магнитопроводов с отверстиями в активной стали.

Такие магнитопроводы стягивались горизонтальными шпильками, проходящими в отверстиях, выштампованных в каждой пластине.

Шпильки приходилось надежно изолировать от стали во избежание замыкания пластин, которое может вызвать увеличение вихревых токов, местный нагрев и «пожар в стали».

Однако конструкции магнитопроводов с отверстиями в активной стали стержней и ярм имеют существенные недостатки.

Отверстия штампуются на специальных прессах (эта одна из наиболее трудоемких операций при изготовлении магнитопроводов); вокруг каждого отверстия появляется зона механически деформированной стали (для снятия возникшего наклепа необходим отжиг пластин); отверстия уменьшают сечение и вызывают местное увеличение потерь холостого хода. Наконец, даже самая надежная изоляция шпилек, прессующих стержни и ярма магнитопровода, может с течением времени нарушиться с тяжелыми последствиями для трансформатора. Поэтому в последнее время получили широкое распространение конструкции так называемых бесшпилечных магнитопроводов. Существует довольно много конструкций бесшпилечных магнитопроводов, отличающихся способом прессовки стержней и ярм. Так, у трансформаторов мощностью 250—630 кВА стержни затягивают временными струбцинами еще в горизонтальном положении сразу после сборки. При насадке обмоток (как правило, намотанных на бумажно-бакелитовом цилиндре) струбцины снимают, а между цилиндром и магнитопроводом устанавливают деревянные планки и клинья, жестко прессующие пластины стержня.

У трансформаторов большей мощности стержни прессуют стальными бандажами или бандажами из стеклоленты. Чтобы избежать образования замкнутого витка, стальные бандажи выполняют с изолирующей пряжкой. Бандажи из стеклоленты наматывают с помощью специального устройства, позволяющего равномерно укладывать ленту с необходимым для запрессовки стержня натягом.

Для прессовки ярм используют или вынесенные за крайние стержни шпильки, стягивающие ярмовые балки (балки при этом делают механически очень прочными), или стальные полубандажи, охватывающие верхние и нижние ярма. В некоторых конструкциях вместо полубандажей ставят стальные шпильки, требующие, однако, некоторого увеличения окна магнитопровода.

На рисунке 5 показано ярмо магнитопровода, запрессованное стальными полубандажами. Полубандаж представляет собой стальную ленту 1 шириной 40—60 мм и толщиной 4—6 мм (обычно берут две ленты толщиной по 2—З мм).

К концам ленты приваривают стальные шпильки 2, пропускаемые через пластины 3 из прочного изоляционного материала (чаще всего для этих целей применяют стеклопластики). При затяжке гаек 4, наворачиваемых на шпильки, создается необходимое усилие запрессовки ярма.

Чтобы избежать замыкания пластин стали ярма полубандажом, под него подкладывают коробочку из электрокартона толщиной 2—3 мм.

Читайте также:  Температура плавления медной проволоки

Из чего делают сердечник трансформатора

1 — стальная лента, 2 – шпилька, 3 — пластина из стеклопластика, 4 — прессующая гайка Рисунок 5 — Ярмо магнитопровода, запрессованное полубандажами

Однако одни только полубандажи не могут создать усилий, достаточных для прессовки ярма. Для затяжки ярм обязательно применяют специальные стяжные устройства по торцам магнитопровода, вынесенные за активную сталь.

В трансформаторах мощностью 4000—6300 кВА это могут быть просто стальные шпильки, изолированные от возможного замыкания со стержнем бумажно-бакелитовыми трубками, в трансформаторах большей мощности — специальные «коробки», упирающиеся в активную сталь крайних стержней магнитопровода.

Для многих трансформаторов применяют прессовку обмоток нажимными кольцами.

Дело в том, что в процессе работы происходит постепенная усушка электрокартонных деталей обмоток, особенно если обмотки и активная часть трансформатора были недостаточно просушены при изготовлении.

Такая усушка приводит к уменьшению высоты и ослаблению запрессовки обмоток, что резко снижает динамическую прочность трансформатора при коротких замыканиях и может стать причиной его разрушения.

Нажимные кольца позволяют создать необходимые усилия запрессовки и, что особенно важно, подпрессовать обмотки, если при ревизии обнаружится ослабление их осевого крепления.

До последнего времени нажимные кольца делали из стали. В настоящее время их часто выполняют из различных пластических материалов, главным образом стеклопластиков.

На рисунке 6 показаны прессовка обмоток нажимными кольцами и конструкция прессующего устройства.

Из чего делают сердечник трансформатора

1 — верхнее ярмо, 2 — обмотка, 3 — прессующее кольцо, 4 — нажимной винт, 5 — ярмовая балка Рисунок 6 — Прессовка обмоток нажимными кольцами и конструкция прессующего устройства

Во время работы трансформатора между его обмотками и заземленными частями (например, баком) существует электрическое поле. Все металлические части трансформатора, находящиеся в этом поле, заряжаются, т. е. приобретают некоторый потенциал.

Между заряженными деталями и заземленным баком возникают разности потенциалов. Несмотря на малую величину, они могут оказаться достаточными для пробоя небольших изоляционных промежутков, разделяющих металлические части.

Пробои нежелательны, так как они ведут к разложению и порче масла и всегда сопровождаются характерным треском, что вызывает сомнения в исправности изоляции трансформатора. Поэтому магнитопровод и детали его крепления обязательно заземляют, т. е.

придают им всем одинаковый потенциал — потенциал бака (земли); возникающие при этом электрические заряды по заземлениям «стекают» с металлических деталей трансформатора в землю.

Заземляют ярмовые балки, все металлические крепления и детали, за исключением горизонтальных стяжных шпилек, потенциал которых всегда близок к потенциалу стали магнитопровода.

Заземление осуществляют с помощью медных лент, вставляемых между пластинами стали магнитопровода и закрепляемых другими концами на ярмовой балке.

Верхнюю и нижнюю балки связывают вертикальными стяжными шпильками, а с заземленным баком трансформатора — подъемной шпилькой.

Возможны различные схемы заземления металлических деталей: они зависят от конструкции магнитопровода, крепления активной части в баке, связи между отдельными деталями. В любом случае выполнение указаний о заземлении отдельных элементов конструкции трансформатора является обязательным.

Почему сердечник трансформатора собирают из отдельных пластин: нюансы

Сердечник трансформатора — главная деталь механизма.

От ее качества зависит то, как будет поступать электрический импульс в прибор, эффективность функционирования вторичных и первичных обмоток.

Большая часть людей знает примерную схему работы оборудования, назовет основные детали механизма. Но вопрос о том, почему сердечник трансформатора собирают из отдельных пластин не находит ответ.

Дело в том, что на пластику подается электрический импульс, и кажется, что нет разницы одна она установлена или несколько. Поэтому постараемся максимально доступно простом языком объяснить, для чего сердечник трансформатора собирают из тонких листов, почему это важно и как правильно выбираются коэффициенты длины, ширины, проводимости.

Характеристики сердечника: теория

Прежде чем ответить на вопрос, почему сердечник трансформатора набирается из пластин, нужно понять само устройство конструктивной детали. Предназначение механизма — концентрация магнитных потоков, поступающих в прибор.

В результате обработки значения получаются постоянными и соответствующими измерениям.

Без наличия сердцевины невозможно было бы рассчитывать технические характеристики прибора, в том числе и коэффициент погрешности, коэффициент полезного действия и другое.

Из чего делают сердечник трансформатора

Выполняются детали их специальной электротехнической стали ферритов, железа, пермаллоя, электриков ферритного вида — в зависимости от конкретного типа и переназначения техники.

Почему сердечники трансформатора делают из отдельных пластин — улучшение магнитных характеристик этих металлов и элементов.

Устройство изготовляется из цельным пластин, которые различной толщины. Делать в приборе можно различные вариации: от 0,5 до 0,35 миллиметров, но встречается и другой по толщине лист. Холоднокатаные в отличи от горячекатаных вариаций отличаются повышенными характеристиками магнитопровода, но для сборки устройства требуются специфические навыки работы.

Набираться могут из ленты, которая свернута спиралевидным образом, только тороидальные модели. Собирать так — значит разместить вторичную обмотку, при этом значительно понизиться индуктивное сопротивление внешней обмотки (стремится у нулевым значениям), что повысит точность работы.

Из чего делают сердечник трансформатора

Для чего магнитопровод трансформатора собирают из отдельных листов, если устройство имеет можно свыше ста вольтов и ампер и частоту функционирования 50 Гц — повышение качества работы и обеспечение бесперебойного поступления электроэнергии для обработки.

Устройства собирать нужно из тонких и отдельных пластин сердечника — это уменьшает вихревые потери.

Под действием на трансформатор магнитострикции они становятся деформированными, уменьшается коэффициент полезного действия, невозможно провести качественные расчеты мощности и иных технических характеристик.

По факту, удлинения листов должны быть симметричны квадрату индукции, при этом колебания были бы на частоте сети, удвоенной вдвое (так как берется квадрат показателе).

Но путем опытных расчетов выясняем, что механические колебания различные по значениям, так как шум содержит высшие гармоники. Становится ясно, почему сердечник трансформатора собирают из отдельных листов и почему используются только качественные металлы для его производства.

Из чего делают сердечник трансформатора

Практика

Узнав, как работает сердечник и поняв его основные технические характеристики, материалы изготовления и конструктивные особенности, можно понять и самостоятельно, почему сердечник современного трансформатора собирают из отдельных листов железа. Для того, чтоб понять это, нужно проследить о обратного. Если бы сердцевина оборудования была выполнена из сплошного цельного куска металла, то это привело бы к возникновению переменного магнитного поля.

Это в свою очередь пододвигает к образованию существенного магнитного поля около сердечника. Возникающие дополнительные токи не нужны для стабильной и качественной работы тс, они лишь затрудняют обработку данных вторичной и первичной обмотками.

Образованные дополнительные токовые потоки непременно приведут к существенным потерям электрической энергии.

Если бы использовался сплошной кусок металла, то:

  • возникали бы дополнительные токи;
  • уменьшалось сопротивление вторично и первичных обмоток;
  • нельзя проследить технические характеристики изделия, мощность, погрешность, КПД;
  • невозможность составить план работы, на который можно опираться при производстве;
  • устройство выходит из строя, так как испытает не только необходимые магнитные потоки, но и дополнительные постоянно;
  • наблюдаются потери энергетической мощности.

Из чего делают сердечник трансформатора

Для чего сердечник любого трансформатора собирают из тонких листов стали – становится понятно — для обеспечения стабильной  и бесперебойной работы. Но есть и другие причины того, почему сердечник трансформатора собирают из тонких железных листов стали:

  • есть возможность собрать аналитические данные;
  • в устройстве не возникает дополнительных токов;
  • функционирование без существенных энергетических потерь при работе;
  • срок службы;
  • удобство использования;
  • построение плана действий на производстве.

Изготовление из отдельных пластинок занимает больше времени и требует применения специфических знаний. Но без этого никак не обойтись. Для обеспечения стабильного функционирования и уменьшения потерь энергии используется число листов, изготовленных только из качественного и проверенного материала.

Читайте также:  Жало паяльника из латуни

Из чего делают сердечник трансформатора

РАДИОЛЮБИТЕЛЬ, №14, 1925 год. Междуламповые трансформаторы низкой частоты

«Радиолюбитель», №14, сентябрь, 1925 год, стр. 304-305

Междуламповые трансформаторы низкой частоты

И. Горон

(Продолжение; см. № 13 «Р. Л.»)

Сердечник. Сердечник может быть выполнен по одному из трех нижеописанных способов:

1. Из самой тонкой (0,3—0,4 мм.) белой жести вырезают по предварительно заготовленному шаблону листки по рис. 10 наверху. Вырезку нужно производить по возможности тщательно, заглаживая напильником все заусенцы и неровности. Всего придется нарезать 60—70 листиков.

Слегка выравняв, складывают листики стопкой в таком количестве, чтобы плотно зажатые, они свободно входили в катушку своим средним отростком; стопка зажимается в тиски, следя за тем, чтобы листики лежали ровно, не вылезая один за другой; в таком положении в стопке просверливаются по углам, на расстоянии 5 мм. от краев, два отверстия для стягивающих болтиков диаметром 4—5 мм. После этого листики разнимаются и мелким напильником заравниваются заусенцы на краях отверстия. Таким же образом обрабатывается вторая такая же стопка листиков — вторая половинка сердечника, который в собранном виде изображен на рис. 10 внизу.

Из чего делают сердечник трансформатора

Рис. 10. Сердечник трансформатора

Затем листики отжигаются до красна в печке, оставив их медленно стынуть в горячей золе. После этого их тщательно выглаживают молотком на наковальне или гладкой доске, стремясь, чтобы листики стали совершенно ровными и плоскими.

Затем все листики с одной стороны обклеиваются папиросной бумагой, что удобно сделать так: на стол кладут лист папиросной бумаги (гильзы), обмазывается кистью шеллачным лаком, на него рядами кладутся листики. Сверху на листики кладется доска с тяжелыми предметами, чтобы бумага хорошо прижалась и приклеилась.

После того, как шеллак высох, листики осторожно вырезываются ножницами из бумаги; острым ножом зачищается бумага над отверстиями в углах.

2. Более простой в изготовлении и легкий в сборке вид сердечника изображен на рис. 11. Таких листиков (рис. 11 наверху) придется заготовить штук 30. Способ изготовления их такой же, как и в предыдущем случае: вырезать из жести, просверлить отверстия на расстоянии 6 мм. от краев (обязательно в собранном виде, иначе при сборке отверстия не совпадут), отжечь, выравнять, оклеить бумагой.

Из чего делают сердечник трансформатора

Рис. 11. Более простая конструкция сердечника

При сборке эти листики закладываются средним отростком в катушку то с одной, то с другой стороны вперемежку, так что в собранном виде сердечник без катушки имеет вид, изображенный на рис. 11 внизу.

Этот сердечник удобен тем, что при его сборке можно обойтись, в крайнем случае, без стягивающих болтиков, закрепляя сердечник, после того как насажена катушка, крепкой бичевкой, стягивающей листики в нескольких местах. В этом случае можно не сверлить отверстий в углах.

3. Наконец, любитель, совершенно не имеющий механического оборудования, может сделать сердечник совсем просто — так наз. ежовый сердечник (рис. 12)

Из чего делают сердечник трансформатора

Рис. 12. Ежовый трансформатор

Из тонкой железной проволоки диаметром 0,3—0,5 мм. (лучше из более тонкой) нарезают куски длиной около 150 мм. в таком, примерно, количестве, чтобы ими можно было сплошь заполнить всю полость катушки.

После этого нарезанные куски отжигаются (остужать медленно, в горячей золе!), выравниваются и в теплом состоянии покрываются тонким слоем асфальтового лака. Этой проволокой плотно заполняется полость катушки; оставшиеся концы равномерно загибаются вокруг обоих концов катушки вперемежку.

Полученный «ежик» плотно обматывают изоляционной лентой (не проволокой!). Выводные провода катушки нужно провести в резиновых трубках или же обмотать изоляционной лентой.

Сборка и монтаж. О сборке ежового трансформатора все сказано в предыдущем параграфе.

Для тр-ра с сердечником по рис. 10 нужно заготовить:

4 ножки тр-ра из латунной полоски длиной 7 мм, шириной 10 мм и толщиной 1—2 мм по форме рис. 13 справа. На расстоянии 5 мм от верхнего края просверливается отверстие диаметром в 6 мм на расстоянии 45 мм от нее — просверливается второе отверстие.

4 болтика длиною 25—30 мм, толщиной 3 мм.; болтики на длине 18 мм обертываются пропитанной шеллачным лаком бумагой или изоляционной лентой так, чтобы толщина болтика после этого стала 4—5 мм. К каждому болтику нужно иметь одну гайку и 2 шайбочки.

2 планочки из эбонита толщиной 3—4 мм (рис. 13), на планочку кладется готовая ножка так, чтобы у них совпали верхние и левые края, намечают центры и просверливают отверстия диаметром 6 мм , через которые будут проходить стяжные болтики; у другого края, примерно посередине. укрепляются 2 клеммы на расстоянии 20 мм друг от друга. Также изготовляется вторая планочка.

Сборка производится следующим путем; в катушку с обоих сторон вставляют железные листики, следя, чтобы они все лежали оклеенной стороной в одном направлении, так что между 2-мя листиками железа всегда будет одна бумажная прокладка; нужно стараться всадить возможно больше листиков.

Из чего делают сердечник трансформатора

Рис. 13. Собранный трансформатор

Затем прилаживаются 4 ножки. Между ножками и сердечником нужно проложить бумажные прокладки, чтобы не было электрического соединения между ними.

Сверху ножек, с одной стороны, прилаживаются две эбонитовые планки с клеммами, вставляются в 4 отверстия болтики и равномерно затягивают гайки до тех пор, пока железные листики будут лежать везде одинаково плотно.

При этом нужно смотреть, чтобы поверхность стыка между половинками сердечника была плоская.

К 4 клеммам присоединяются выводы от катушки: первичная обмотка — к одной стороне, вторичная — к другой.

Нужно следить, чтобы болтики не касались железных листиков своей неизолированной частью.

Трансформатор с сердечником по рис. 11 собирается совершенно так же, только расстояние между отверстиями в ножках и эбонитовых планках будет не 45, а 48 мм, так как в листиках эти отверстия находятся на расстоянии 48 мм. друг от друга.

Как уже было указано выше, при этом сердечнике можно обойтись, в крайнем случае, без болтиков, планок и ножек, плотно стягивая сердечник бечевкой.

В виду того, что последнее время появилось в продаже готовое трансформаторное железо (готовые листики), можно ими воспользоваться для сердечника, изменив размеры катушки согласно его форме.

Все указанные здесь предосторожности при изготовлении катушки и сборке, остаются в силе и в этом случае.

Число витков можно оставить такое же, если основные размеры сердечника немногим отличаются от указанных здесь.

Подгонка в схеме.

После того, как трансформатор готов, его ставят в какую-нибудь усилительную схему, и во время приема меняют зазор (ослабив предварительно болтики) у стыка обоих половинок сердечника (по рис.

10), вставляя в зазор бумажки разной толщины. При этом, слушая в телефон, замечают то положение, при котором получится наибольшая громкость при наибольшей ясности передачи (наименьшее искажение).

В трансформаторе с сердечником по рис. 11 эту же подгонку производят, просто поджимая или ослабляя гайки на болтиках.

В ежевом трансформаторе подгонка на чистоту передачи производится путем отгибания части железных проволок. Отогнутая проволока, после установления наивыгоднейшего положения, откусывается.

В том случае, если тр-р, при включении в схему, вызывает вой в телефоне, нужно переменить концы сеточной обмотки, т.-е., тот провод вторичной обмотки, который раньше шел на сетку — теперь присоединяется к нити, а провод, который шел к нити — дается на сетку.

В двухкратных усилителях можно употреблять два таких одинаковых трансформатора. Более двух каскадов усиления низкой частоты делать не рекомендуется.

Входной тр-р может быть сделан с такими же размерами, как и междуламповый, но числа витков будут: в первичной — 2.000 витков, во вторичной — 10.000 витков.

Примечание: материалом для теоретической части этой статьи служили:

  • Morecroft — Тhе Principles of Radio Communication;
  • Kappelmayer — Niederfrequenzverstärker;
  • Баркгаузен — Электронные трубки.
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector