Какие основные элементы входят в конструкцию трансформатора. Какие бывают типы магнитопроводов трансформаторов. Как осуществляется охлаждение трансформаторов. Какие особенности имеют трансформаторы для преобразовательных устройств.
Основные элементы конструкции трансформатора
Трансформатор представляет собой сложное электротехническое устройство, состоящее из множества конструктивных элементов. Рассмотрим основные из них:
- Магнитопровод — сердечник из ферромагнитного материала, по которому замыкается магнитный поток
- Обмотки — проводники, намотанные на магнитопровод
- Изоляция — электроизоляционные материалы между обмотками и другими частями
- Бак — корпус трансформатора, заполняемый маслом
- Вводы — изоляторы для подключения обмоток к внешней сети
- Система охлаждения — радиаторы, вентиляторы и др.
Магнитопровод и обмотки образуют активную часть трансформатора, которая непосредственно участвует в процессе преобразования энергии. Остальные элементы относятся к вспомогательным частям.
Типы магнитопроводов трансформаторов
Магнитопровод является ключевым элементом трансформатора, определяющим его характеристики. Существует несколько основных типов конструкции магнитопроводов:
Стержневой магнитопровод
Состоит из вертикальных стержней, на которые наматываются обмотки, и горизонтальных ярем, замыкающих магнитный поток. Это наиболее распространенная конструкция для силовых трансформаторов большой мощности.
Броневой магнитопровод
Имеет центральный стержень с обмотками, окруженный боковыми ярмами. Обеспечивает лучшую защиту обмоток и применяется в трансформаторах малой и средней мощности.
Тороидальный магнитопровод
Выполнен в виде замкнутого кольца, на которое наматываются обмотки. Отличается минимальными потерями и применяется в специальных трансформаторах.
Трехфазный магнитопровод
Состоит из трех стержней с обмотками, объединенных общими ярмами. Используется в трехфазных трансформаторах.
Системы охлаждения трансформаторов
Эффективное охлаждение критически важно для нормальной работы трансформатора. Рассмотрим основные типы систем охлаждения:
Естественное воздушное охлаждение
Применяется в сухих трансформаторах малой мощности. Тепло рассеивается через поверхность бака в окружающий воздух.
Масляное охлаждение
Активная часть погружена в трансформаторное масло, которое отводит тепло. Различают:
- М — естественная циркуляция масла и воздуха
- Д — принудительная циркуляция воздуха и естественная масла
- МЦ — принудительная циркуляция масла и естественная воздуха
- ДЦ — принудительная циркуляция масла и воздуха
Водяное охлаждение
Применяется в мощных трансформаторах. Вода циркулирует по трубкам в обмотках и сердечнике, эффективно отводя тепло.
Особенности трансформаторов для преобразовательных устройств
Трансформаторы, используемые в составе преобразователей напряжения и частоты, имеют ряд особенностей:
- Повышенная рабочая частота (до десятков кГц)
- Специальные материалы магнитопровода (ферриты, аморфные сплавы)
- Секционирование обмоток для снижения индуктивности рассеяния
- Усиленная изоляция из-за высоких перенапряжений
- Эффективные системы охлаждения для отвода повышенных потерь
Эти особенности позволяют трансформаторам эффективно работать в составе современных преобразовательных устройств.
Классификация трансформаторов по мощности
В зависимости от мощности трансформаторы для преобразовательных устройств можно разделить на следующие группы:
- Малой мощности — до 10-50 Вт
- Средней мощности — 50-500 Вт
- Большой мощности — свыше 500-1000 Вт
От мощности зависят габариты, масса, конструктивное исполнение и области применения трансформаторов. Как правило, с увеличением мощности усложняется конструкция и система охлаждения.
Классификация трансформаторов по рабочей частоте
По диапазону рабочих частот трансформаторы для преобразовательных устройств подразделяются на:
- Низкочастотные (50/60 Гц) — для работы в сетях переменного тока
- Повышенной частоты (400-10000 Гц) — для преобразователей частоты
- Высокочастотные (свыше 10 кГц) — для импульсных источников питания
С повышением частоты уменьшаются габариты магнитопровода, но возрастают потери и требования к изоляции обмоток.
Особенности конструкции высоковольтных трансформаторов
Трансформаторы на высокое напряжение (свыше 1000 В) имеют ряд конструктивных особенностей:
- Усиленная изоляция обмоток и вводов
- Увеличенные изоляционные промежутки
- Экранирование обмоток для выравнивания электрического поля
- Специальная конструкция вводов с емкостными делителями напряжения
- Системы контроля частичных разрядов в изоляции
Эти меры обеспечивают надежную работу высоковольтных трансформаторов в течение длительного срока службы.
Общие сведения о конструкции трансформаторов
Електроенергетика мережi, обладнання
- Деталі
- Категорія: Практика
- трансформатор
- інструкція
Современный трансформатор представляет собой сложное устройство, состоящее из большого числа различных конструктивных элементов, каждый из которых оказывает определенное влияние на его работу. Основными элементами трансформатора являются магнитопровод и обмотки. Магнитопровод вместе с насаженными на него обмотками называют активной частью трансформатора, остальные элементы — неактивными, вспомогательными частями.
В большинстве трансформаторов I—III габаритов регулирование напряжения происходит при обесточенном, т. е. при отключенном от сети, трансформаторе. Это осуществляется специальным устройством — переключателем. Для присоединения обмоток трансформатора к сети служат вводы, состоящие из токоведущей части (стержня, трубы), фарфорового изолятора и опорного фланца.
Вводы устанавливают на крышке или стенке бака; при этом их нижняя часть находится внутри бака, в масле, а верхняя — вне бака, в воздухе.
Активную часть трансформатора вместе с отводами и переключающим устройством (иногда ее называют выемной частью) помещают в бак, который служит резервуаром для масла. Основные части бака — стенки, крышка и дно. На стенках бака укрепляют охладительные устройства трансформатора. Крышку бака используют для установки вводов, выхлопной трубы, расширителя, термометров и других деталей. К дну бака крепят тележку, позволяющую перевозить трансформатор с небольшой скоростью в пределах подстанции.
При изменениях нагрузки и температуры окружающего воздуха меняется температура масла, а, следовательно, его объем. Чтобы при всех возможных колебаниях температуры масло всегда полностью заполняло бак, предусматривают пространство, в которое бы поступало масло при увеличении своего объема. Для этой цели служит расширитель, устанавливаемый выше уровня крышки и соединяемый с баком маслопроводом.
Для контроля за нормальной работой трансформатора и предупреждения аварий служат контрольные и защитные устройства. К контрольным устройствам относят маслоуказатель, термометры или термосигнализаторы (для измерения температуры масла), к защитным — газовое реле, пробивной предохранитель и выхлопную трубу.
На рисунке 1 показан трехфазный трансформатор III габарита, в разрезе бака которого видна активная часть 1 и элементы ее конструкции. На верхних ярмовых балках 4 закреплены деревянные планки 6, поддерживающие линейные отводы 7 и регулировочные ответвления 2. Линейные отводы ВН соединены с вводами ВН, а регулировочные ответвления — с переключателем 8. Активная часть трансформатора помещена в баке 17 с охладительными трубами 16, расположенными по всему периметру бака.
К дну бака прикреплена тележка с катками 18, на крышке бака расположены вводы ВН и НН, выхлопная труба 11 и расширитель 14. В маслопровод 12, соединяющий бак с расширителем, вставлено газовое реле 13, а на торце расширителя помещен указатель 15 уровня масла.
1 — активная часть; 2 — регулировочные ответвления; 3 — обмотки ВН; 4— верхняя ярмовая балка; 5 — магнитопровод; 6 — деревянная планка; 7 — линейный отвод ВН; 8 — переключающее устройство; 9 — ввод ВН; 10 — ввод НН; 11 — выхлопная труба; 12 — маслопровод; 13 — газовое реле; 14 – расширитель; 15 — указатель уровня масла; 16 — охладительные трубы; 17 – бак; 18 — каток тележки
Рисунок 1 Трехфазный трансформатор III габарита.
- Попередня
- Наступна
Трансформатори
Близьки публікації
- Особенности конструкции сухих трансформаторов
- Эксплуатация силовых трансформаторов
- Испытания электрооборудования трансформаторных подстанций
- Трансформаторы для испытания изоляционных конструкций
- Испытание измерительных трансформаторов
Copyright © 2007 — 2023 Електроенергетика При цитуванні — посилання є обов`язковим (в інтернеті — активне гіперпосилання).
Наверх
Особенности конструкций трансформаторов, используемых в преобразова-тельных устройствах
В настоящее время в составе источников вторичного электропитания используются силовые трансформаторы различной конструкции, которые предназначены для преобразования входного однофазного или трехфазного напряжения в одну или несколько систем вторичных напряжений требуемой величины.
Силовые трансформаторы, используемые в различных источниках вторичного электропитания, могут быть классифицированы по следующим основным параметрам [1, 2].
По уровню мощности такие трансформаторы разделяются на устройства малой мощности (менее 10–50 Вт), средней мощности (50–500 Вт) и высокой мощности (более 500–1000 Вт).
По частоте трансформаторы для преобразовательных устройств принято разделять на трансформаторы промышленной частоты (50 Гц), трансформаторы повышенной частоты (до 10000 Гц) и трансформаторы высокой частоты (свыше 10000 Гц). На рис. 1 показан пример трансформатора питания ТПП 322-220-50 мощностью 200 Вт, рассчитанного на частоту 50 Гц и предназначенного для питания различной радиоэлектронной аппаратуры, полупроводниковых преобразователей и т.
д.
Рис. 1. Однофазный трансформатор ТПП-322-220-50
На рис. 2 показан вариант однофазного высокочастотного трансформатора (номинальные частоты, при которых может применяться данное устройство, составляют 2400–10000 Гц) марки ТЗ4-800 [5], используемого в составе источника питания для электротехнологических установок с индукционным нагревом, который позволяет преобразовать выходное напряжение полупроводникового преобразователя величиной Uвх = 400–800 В до пониженного напряжения с коэффициентом трансформации kт = 3–24, которое используется, например, для питания катушки закалочного индуктора из одного или нескольких витков. Трансформатор может использоваться при номинальной мощности до 800 кВА (при частоте 2400 Гц и номинальном первичном напряжении 800 В).
Рис. 2. Однофазный высокочастотный закалочный трансформатор ТЗ4-800
По величине номинального напряжения обмоток высшего напряжения трансформаторы разделяются на устройства низкого напряжения (при величине напряжений обмоток до 1000 В), трансформаторы высокого напряжения (напряжение обмоток выше 1000 В), а также высокопотенциальные трансформаторы, у которых напряжения на обмотках не превышают 1000 В, однако междуобмоточные напряжения могут превышать 1000 В [2].
По числу фаз трансформаторы для источников вторичного питания разделяются на однофазные, трехфазные и многофазные (число фаз больше трех). Наибольшее распространение в источниках питания для полупроводниковых преобразователей и радиоэлектронной аппаратуры при малой и средней мощности получили однофазные трансформаторы.
В рассматриваемых областях применения в трансформаторах могут использоваться следующие конструкции сердечников: стержневые, броневые, тороидальные, трехфазные. В стержневых сердечниках обмотки наматываются на два боковых стержня, а верхнее и нижнее ярма предназначены для замыкания магнитного потока. В броневых сердечниках обмотки наматываются на стержне в центре магнитопровода, по бокам которого располагаются ярма, замкнутые со стержнем. Магнитопровод тороидальной конструкции представляет собой кольцо, на которое наматываются обмотки (на все кольцо или на его части). В трехфазных магнитопроводах обмотки трех фаз выполнены на трех стержнях, которые замкнуты ярмами для проведения магнитного потока (рис.
3) [2, 4]. Рассмотренный трансформатор ТПП-322-220-50 выполнен на стержневом магнитопроводе.
а) б) в) г)
Рис. 3. Типы сердечников трансформаторов:
а – броневой; б – стержневой; в – тороидальный; г – трехфазный
По типу охлаждения рассматриваемые трансформаторы выполняются с воздушным (рис. 1) (естественным или принудительным от вентилятора) охлаждением или с принудительным водяным охлаждением за счет протекающей в полостях обмоток (выполненных из медных трубок с изоляцией) воды (рис. 2). Водяное охлаждение сердечников обеспечивается за счет протекания воды через трубки, механически соединенные с специальными радиаторными пластинами, размещенными в сердечнике [3] и отводящими от него тепло (рис. 4).
Рис. 4. Способ водяного охлаждения сердечников трансформаторов при помощи радиаторных пластин и трубок
дизайнов, тем, шаблонов и графических элементов для загрузки на Dribbble
Посмотреть Оптимус Прайм
Оптимус Прайм
Посмотреть Оптимус Прайм
Оптимус Прайм
-
Посмотреть коллекцию игрушек
Коллекция игрушек
Посмотреть Оптимист Прайм
Оптимист Прайм
Посмотреть логотип научно-фантастической игры — Протокол идентификации меха 🤖🦾
Логотип научно-фантастической игры — Протокол идентификации меха 🤖🦾
Посмотреть автоботов
Автобот
Посмотреть десептиконов
Десептикон
Посмотреть винтажный Оптимус
Оптимус Винтаж- Посмотреть Оптимус Прайм! 😝
Оптимус Прайм! 😝
Посмотреть шмеля
Шмель
Шмель
Посмотреть Оптимус Праймал
Оптимус Праймал
Посмотреть Трансформеры
Трансформаторы
- Посмотреть Прайм Гандам
Прайм Гандам
Посмотреть концепцию веб-сайта Стива Яблонски
Концепция веб-сайта Стива Яблонски
Посмотреть Трансформеры
Трансформаторы
Посмотреть Трансформеры Прайм
Трансформеры Прайм
Посмотреть концепцию веб-сайта Стива Яблонски — О нас
Концепция веб-сайта Стива Яблонски — О нас
Посмотреть ОПТИМУС крупным планом
ОПТИМУС Крупный план
Посмотреть ОПТИМУС ПРАЙМ
ОПТИМУС ПРАЙМ
Просмотр значков известных роботов
Знаменитые значки роботов
Посмотреть значки трансформеров
Иконки-трансформеры
Посмотреть Оптимус Прайм
Оптимус Прайм
- Посмотреть проект XYZ
Проект XYZ
Зарегистрируйтесь, чтобы продолжить или войдите в систему
Загрузка еще…
Transformer Design — Etsy.
