Тема 14 Дроселя і трансформатори. Технологія виробництва

     План:

       1. Визначення трансформатору.

2. Магнітопровод.

3. Базові принципи дії трансформатору.

4. Види трансформаторів.

5. Дроселі.

6. Техніка безпеки.

Трансформатор

     Трансформатор – електромагнітний пристрій змінного струму (I~), призначений для зміни напруги (U), узгодження опорів електричних ланцюгів, поділу ланцюгів джерела та навантаження по постійному струму   (I-), а також для зміни стану ланцюга відносно корпусу (рис.105).

     Основною частиною трансформатору є магнітопровід з м'якого магнітного матеріалу та розташованими в ньому обмотками.

     Трансформатори живлення (силові) використовуються в різних пристроях для отримання різних напруг. Бувають підвищувальні та знижуючі.

     Трансформатор ОСБ1-ХХХ (однофазний, сухий, багатоцільового призначення).

Потужності – 0,063; 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1,0; 1,6; 2,5кВ*А (рис.101).

Рисунок 105 – Трансформатор силовий ОСБ 0,16 (потужністю 0,16кВА);ТС-180-2;ОСО

 

    Трансформатор, включений в мережу змінного струму частоти 50÷60Гц з U_ном до 660В використовуються для живлення ланцюгів керування, місцевого освітлення, сигналізації або автоматики.

     Позначення:

     O – однофазний; С – сухий; Б – багатоцільового призначення;

     Х – номінальна потужність кВ*А; 1 – номер моделі;

     ХХ (УЗ; УХЛЗ; ТЗ) – вид кліматичного виконання за ДСТУ (15150-69).

     Температура навколишнього середовища у виконанні:

               УЗ – –45⁰до +40 ⁰С               УХЛЗ – –60⁰ до +40 ⁰С

                                    ТЗ – –10⁰ до +50 ⁰С

 

Магнітопроводи

 

      Магнітопроводи – зменшення втрат на вихрові струми, набираються з штампованих пластин й навиваються зі смуг електротехнічної сталі або залізонікелевих сплавів, магнитом'яких феритів (рис.106).

 

 

 

Рисунок 106 – Магнітопроводи типів: Б14, Б-18, Б-22, Б-30, Б-48 на ферритах з магнітною проникністю 700нм, 1500НМ2 (3), 2000НМ (1)

         

По конструкції магнітопроводи та трансформатори ОСБ діляться на:

     • броньові (до 1,0кВ*А), тобто обмотки розташовуються на центральному стрижні, що спрощує конструкцію, забезпечує більш повне використання вікна та частково створює захист обмотки від механічних впливів (рис.108);

• стрижневі магнітопроводи (вище 1,0кВ*А) – зменшення товщини намотування створює індуктивність розсіювання трансформатору, тому що обмотки розташовуються на двох стрижнях. А також зменшується витрата проводу й збільшується поверхня охолодження, що важливо для потужних трансформаторів (рис.108).

• кільцеві (тороідальні) дозволяють найбільш повно використовувати магнітні властивості матеріалу, забезпечують слабке зовнішнє магнітне поле, застосовуються рідко, внаслідок складності намотування. Відносяться до кручених (стрічкових) магнітопроводів (рис.107).

Рисунок 107 – Трансформатори з витими кільцевими магнітопроводами

• виті (стрічкові) магнітопроводи характеризуються використанням матеріалів різної товщини (до декількох мікрометрів). Ці трансформатори застосовуються: при підвищеній частоті; кращим, ніж у пластинчастих магнітопроводів, використанням магнітних властивостей матеріалів (холодно-картонних сталей); дещо підвищеними втратами, внаслідок повітряних зазорів на стиках; меншою вартістю виготовлення.

Рисунок 108 – Трансформатори з витим стрижневим (1) та броньовим (2) магнітопроводами

       Штамповані пластини, на які робиться намотування, частіше бувають форми Ш і Г – подібні. (Ш-подібні для броньових; Г-подібні для стрижневих).

   Для збірки магнітопровіду з Ш-подібної пластини додають перемички. Ліквідація зазору шляхом складання магніту в перекришку (рис.109). У магнітах трансформаторів і дроселів, по обмотках яких протікає постійний струм (дроселі фільтрів живлення), роблять немагнітний зазор. При цьому пластини збирають в одну сторону. Між пакетами пластин та перемичок поміщають прокладку з листового діелектрика необхідної товщини.

 

 

 

Рисунок 109–

Магнітопровід з штампованих                    Виті (стрічкові) магнітопро-

пластин: а) Ш-подібний (броньовий);    води:

б) стрижневий                                              а / броньовий; б / кільцевої  

                                                                   (тороїдальний)  

 

Для зменшення втрат на вихрові струми пластини ізолюють тонким шаром лаку (з одного боку) або оксиду, який утворюється при випалюванні.

Після складання магнітопровід стягують планками або куточками за допомогою шпильок або спеціальними обжимками. Шпильки повинні бути ізольовані від пластин, стяжні елементи одночасно служать для кріплення трансформатору або дроселя на шасі.

     Каркаси, на які намотуються обмотки трансформаторів, пресують з пластмаси, склеюють з картону або збирають з окремих деталей, виготовлених з гетинаксу, прессшпану, текстоліту або електрокартону.

     Обмотки ділять на: циліндричні та галетні. Циліндричні обмотки виробляються шарами або в повал на каркас при намотуванні (простота виготовлення).

     Для збільшення електроміцності обмотки використовують міжшаровою ізоляцію (між кожним шаром, або через декілька): стрічки з паперу, лавсану, фторопласту (враховуючи необхідну електроміцність, теплостійкість та вартість). Міжшарова ізоляція ідентична міжобмотувальної, яка складається з декількох шарів стрічки.

     Галетна обмотка дорожче циліндричної, але має більш високу електроміцність, малу власну ємність та індуктивність розсіювання. Ремонтується шляхом заміни галет.

Для намотування трансформаторів використовують мідні (Cu) дроти; діаметр дроту визначається щільністю струму, опором намотування, зручністю намотування та надійностю. Для трансформаторів ОСБ1 частіше використовують емалеву ізоляцію (марки ПЕВ, ПЕЛ, тощо).

Виводи намотування виконують таким самим проводом, що й намотування, а якщо діаметр малий, то виводи виконують як окрему деталь (тобто відрізок гнучкого багатодротового ізольованого проводу) припаяного до початку (кінця) проводу намотування.

     Далі намотування захищається від зовнішніх впливів навколишнього середовища шляхом нанесення захисної тканинної або паперової стрічки.

     Готовий трансформатор зміцнюється хомутом із сталевої смуги товщиною 0,8мм, у нижній частині встановлюють підставу, яка одночасно служить кріпленням трансформатора до встановлення.

     У верхній частині встановлюють клемники, до яких кріпляться відводи з намотування.

U_ном намотування вказується на колодках виводів над контактними затискачами, при цьому позначення " U₁ " відповідають початку первинної обмотки, " O " – початком вторинних обмоток.

Трансформатори в зборі просочуються вологостійким електроізоляційним лаком. Тип, частота, символ умовного позначення нестійкості до короткого замикання та рік виготовлення вказуються на верхній поверхні трансформатору.