Уточненное число витков первичной и вторичной обмоток

    

            W ₁ = W ₀ (U ₁ + Δ U ₁);      W_i = W ₀ (U_i + Δ U_i);                                      (24)

 

5. Потери в меди обмоток определяются по формуле:

               

                                                                            (25)

 

6. КПД трансформатора определяется по формуле:

                                                                                  (26)

где P _тр = P _с + P _к

 

7. Уточненное значение тока первичной обмотки определяется по формуле (13)

 

8. Масса меди каждой из обмоток, г:

                          G = γ _м · l_wi · W_iqi                                                                                      (27)

9. Коэффициент заполнения окна магнитопровода медью:

 

                                                                                                                    (28)

10. Масса изоляции обмоток, г:

                       

                                                                                                 (29)

 

где:      ;

              

           k_из = 0,7 – коэффициент укладки изоляции;

            γ_из= 1г/см²

11.  Масса трансформатора:

 

                   G _т = G _с + G _к + G _из                                

             

РАЗМЕЩЕНИЕ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА.

 

По виду размещения обмоток на магнитопроводе электромагнитные компоненты, в первую очередь трансформаторы питания, подразделяются на броневую констструк­цию, когда обмотки размещаются на среднем стержне Ш-образного магнитоnpовода (рис. 11, а), и стержневую конструкцию, когда обмотки размещаются на одном или двух стержнях П-образного магнитоnpовода (рис.11, б). Броневая конструкция трансформатора характеризуется от­носительно меньшим потоком рассеяния и пред­почтительна для маломощных трансформаторов. Наименьшим потоком рассеяния характеризуется трансформатор на кольцевом магнитоnpоводе или сердечнике. Для улучшения потокосцепления меж­ду обмотками их следует распределять равномер­но по всей окружности сердечника (даже если число витков в обмотке очень мало). Трансформа­торы на кольцевых магнитоnpоводах (сердечни­ках) преимущественно пpименяются в статических пpeoбразователях напряжения источников вторич­ного электропитания, работающих с частотой пре­образования электроэнергии в десятки и сотни килогерц.

Обмотки трансформаторов пpомышленного из­готовления выполняются в основном на литых каркасах из трудновоспламеняемой пластмассы, каркасы трансформаторов старых конструкций выполнялись из электрокартона. Выводы обмо­ток могут быть выполнены гибкими проводами или специальными контактами, впрессованными в щечки каркаса. Первой на каркасе (ближе всего к магнитопроводу) обычно располагается пер­вичная обмотка 3 (рис.11 ,a-г), затем вто­ричные 4.

        

 

     

Рис. 11. Расположение обмоток в катушке трансформатора

 

Рис.12. Элементы каркаса для обмоток трансформатора.

Между первичной и вторичной обмот­ками прокладывается слой межобмоточной изо­ляции 6 (тонкий электрокартон, лакоткань, стек­лолакоткань). Часто между первичной и вторич­ной обмотками размещается электростатический экран, выполняемый в виде одного слоя намотан­ной виток к витку обмотки или в виде одного витка из фольги. Присоединение одного из кон­цов подобной экранирующей обмотки к шасси или общему проводу аппаратуры позволяет зна­чительно ослабить уровень наводок и помех, проникающих через межвитковую и межобмо­точную емкости трансформатора из первичной электросети в радиоэлектронную аппаратуру и наоборот. В многовитковых обмотках с относи­тельно высоким рабочим напряжением для пре­дотвращения западания витков верхних слоев в нижние, что приводит к уменьшению пробивного напряжения обмотки, между слоями проклады­вают межслоевую изоляцию 5 из трансформа­торной или конденсаторной бумаги (рис.11 а-г). Обмотки в катушке могут располагаться одна над другой (цилиндрическое расположение, рис. 11, в) или одна сбоку относительно дру­гой (секционированное расположение, рис.11 ,г). При цилиндрической намотке потокосцепление между обмотками лучше, а поток рассеяния меньше. В последнее время (особенно в зарубеж­ных изделиях) широко применяются секциониро­ванные катушки, более оптимальные для автоматизированного производства компонентов и обеспечивающие снижение выхода катушек из строя из-за продавливания изоляции проводов первичной обмотки при намотке вторичной про­водом большого диаметра. Сравнительно редко применяется бескаркасная намотка на гильзы (рис.11 ,д,е), в которой витки закрепляются специальной укладкой межслоевой изоляции; по­добные обмотки более трудоемки и не имеют особых преимуществ перед каркасными обмот­ками. В ряде случаев может быть изготовлен сборный каркас из шести элементов (рис.12 а-д), вырезаемых из гетинакса, текс­толита или стеклотекстолита. D-толщина электроизоляционного материала, из которого изготовляются детали каркаса.

Ниже приводятся краткие технические харак­теристики основных электроизоляционных ма­териалов, используемых при изготовлении элект­ромагнитных компонентов: межслоевой и меж­обмоточной изоляции, каркасов, изоляции вы­водов обмоток, герметизирующих и заливочных материалов. Электроизоляционные материалы должны сохранять свои характеристики в тече­ние всего срока работоспособности изделия. Сле­дует учитывать, что с течением времени свойства многих электроизоляционных материалов ухуд­шаются: они становятся ломкими, снижается их пробивное напряжение и пр. Этот процесс на­зывается старением, с повышением рабочей тем­пературы он ускоряется.

В соответствии с ГОСТ 8865–70 электроизо­ляционные материалы для электрических машин, трансформаторов и аппаратов по нагревостой­кости подразделяются на семь классов, обозна­чаемых латинскими буквами:

Y– до 90°С ­ волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка и натурального шелка, не пропитанные специаль­ными электроизоляционными веществами;

А – до 105°С – те же материалы, пропи­танные;

Е – до 120°С – синтетические материалы, пленки, волокна; 

В – до 1З0°С – материалы на основе слюды, асбеста, стекловолокна с органическими связующими и про­питывающими составами; 

F– до 155°С те же материалы с синтетическими связующимии пропитывающими составами; 

Н– до 180°С – те же материалы с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами; 

С– свыше 180°С – слюда, кера­мические материалы, фарфор, стекло, кварц, применяемые без связующих составов или с неорганическими и элементоорганическими составами.

Бумага конденсаторная КОН–1 и КОН–2 выпускается толщиной от 4 до 30 мкм и имеет пробивное напряжение 300…600 В. Бумага элек­троизоляционная трансформаторная выпускает­ся в соответствии с ГОСТ 24874 – 81.

Электрокартон электроизоляционный марки ЭВ и ЭВТ (ГОСТ 2824–75) выпускается рулонный толщиной 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,5 мм и листовой толщиной 1; 1,25; 1;75; 2; 2,5; 3 мм (последний только марки ЭВ). Электри­ческая прочность рулонного электрокартона в плоском состоянии 10…13 кВ/мм, по линиям перегиба снижается до 8...10 кВ/мм.

Лакоткань электроизоляционная (ГОСТ 2214–78) по нагревостойкости соответствует клас­су А (до + 105°С). Применяются марки ЛХМ (толщиной 0,15; 0,17; 0,2; 0,24; 0,3 мм), ЛХБ (0,17; 0,2; 0,24 мм), ЛШМ (0,08; 0,1; 0,12; 0,15 мм), ЛШМС (0,04; 0,05; 0,06; 0,1 мм), ЛКМ (0,1; 0,12; 0,15 мм), ЛКМС (0,1; 0,12; 0,15 мм). Буквы в марках означают: Л– лакоткань, Х–хлопчато­бумажная, Ш–шелковая, К– капроновая, М – на основе масляного лака, Б – на основе битумно­масляного лака, С – специальная с повышенными диэлектрическими свойствами. Пробивное на­пряжение лакоткани до перегиба: толщиной 0,04 мм – 400 В, 0,05 мм-1200 В, от 0,06 до 0,24 мм – 3... 9,2 кВ. После перегиба лакоткани толщиной свыше 0,08 мм пробивное напряжение снижается в 1,5…2 раза. Гарантийный срок хране­ния лакоткани 6 месяцев, после этого срока применение лакоткани разрешается только после проведения испытаний на соответствие требова­ниям стандарта.

Стеклолакоткань электроизоляционная (ГОСТ 10156 – 78) соответствует классам А, Е, В, F, Н (до + 180°С). Находят применение марки: ЛСМ–I05/l20 (толщиной 0,15; 0,17; 0,2; 0,24 мм), ЛСЛ–I05/l20 (0,15; 0,17; 0,2 мм), ЛСЭ–I05/130 (0,12; 0,15; 0,17; 0,2; 0,24 мм), ЛСБ–I05/130 (0,12; 0,15; 0,17; 0,2; 0,24 мм), ЛСП–IЗ0/155 (0,08; 0,1; 0,12; 0,15; 0,17 мм), ЛСК–155/180 (0,05; 0,06; 0,08; 0,1; 0,12; 0,15; 0,17; 0,2 мм), ЛСКЛ–155 (0,12 и 0,15 мм). Буквы и цифры в марках означают: С – стеклянная, Э – на основе эскапонового лака, П – на основе полиэфирно – эпоксидиого лака, К­ – на основе кремнийорганического лака, Л – липкая, остальные – как описано выше. Среднее пробивное напряжение стеклолакоткани до перегиба составляет: толщиной 0,05 мм – l,5 кВ, 0,06 мм­ – 2,8 кВ, 0,08 мм – 3,6 кВ, от 0,1 до 0,24 мм­ – 4,8...10,8 кВ. После перегиба или растяжения стеклолакоткани толщиной свыше 0,08 мм про­бивное напряжение снижается в 1,5…2 раза. Га­рантийный срок хранения 6 месяцев, по истече­нии срока применение стеклолакоткани возмож­но только после того, как испытанием будет установлено соответствие ее параметров требо­ваниям стандарта.