Магнитопроводы трансформаторов

Магнитопроводы служат для того, чтобы обеспечить более полную связь между первичной и вторичной обмотками и увеличения магнитного потока. Выбор материала магнитопровода зависит от назначения и свойств трансформатора. Для трансформаторов питания широкое распространение получили холоднокатаные стали марок 3411-3424. В этих сталях при холодной прокатке кристаллы ориентируются вдоль направления проката, благодаря чему удается получить более высокую индукцию и меньшие потери. Для трансформаторов применяют три типа магнитопроводов: стержневой, броневой и кольцевой. По конструкции броневые сердечники подразделяют на сердечники, собранные из штампованных пластин, и ленточные.

Трансформаторы со стержневым магнитопроводом имеют неразветвленную магнитную цепь, на двух его стержнях располагают две катушки с обмотками. Такую конструкцию используют обычно для трансформаторов большей и средней мощности, так как наличие двух катушек увеличивает площадь теплоотдачи и улучшает тепловой режим обмоток. Трансформаторы с броневым сердечником имеют разветвленную магнитную цепь, обмотки в этом случае

размещают на центральном стержне магнитопровода. Такие магнитопроводы используют в маломощных трансформаторах.

Пластинчатые магнитопроводы собирают из отдельных штампованных Ш-образных или П-образных пластин толщиной 0,35-0,5 мм и перемычек. При сборке встык все пластины составляют вместе и соединяют перемычками. Магнитопровод в этом случае состоит из двух частей, что позволяет получить воздушные зазоры в магнитной цепи, необходимые для нормальной работы трансформаторов, у которых через обмотки помимо переменного тока протекает постоянный ток. При сборке внахлест пластины чередуются так, чтобы у соседних пластин разрезы были с разных сторон, что обеспечивает отсутствие воздушного зазора в магнитопроводе. При этом уменьшается его магнитное сопротивление, однако возрастает трудоемкость сборки. Для уменьшения потерь на вихревые токи пластины изолируют друг от друга слоем оксидной пленки, лаковым покрытием или склеивающей суспензией.

Ленточные магнитопроводы получают путем навивки ленты трансформаторной стали толщиной 0,1-0,3 мм, после чего «витой сердечник» разрезают и получают два С-образных сердечника, на один из которых устанавливают катушки с обмотками, а затем вставляют второй С-сердечник. Для получения минимального немагнитного зазора в магнитопроводе торцы сердечником склеивают пастой, содержащей ферромагнитный материал. Если необходим зазор, то в месте стыка двух сердечников устанавливают прокладки из бумаги и картона требуемой толщины. В случае броневого ленточного сердечника применяют одну катушку с обмотками и четыре С-образных сердечника. Ленточная конструкция сердечников позволяет механизировать процесс изготовления трансформаторов. При этом трудоемкость процесса установки сердечника в катушку снижается, а отходы материалов сокращаются. Потери в ленточных сердечниках меньше, чем в пластинчатых. Это объясняется тем, что в пластинчатых сердечниках магнитные силовые линии часть пути проходят перпендикулярно направлению проката, а в ленточных сердечниках линии поля расположены вдоль направления проката по всей длине магнитопровода.

Трансформаторы на тороидальных сердечниках наиболее сложные и дорогие. Основными преимуществами их являются очень незначительная чувствительность к внешним магнитным полям и малая величина потока рассеяния. Обмотки в трансформаторе наматывают равномерно по всему тороиду, что позволяет еще более уменьшить магнитные потоки рассеяния.