Сердечник трансформатора собирают из: Изготовление трансформаторов: пошаговая инструкция

Содержание

Изготовление трансформаторов: пошаговая инструкция

Трансформатор представляет собой прибор, изменяющий характеристики напряжения. Изготовление трансформаторов требует большого объема знаний. Данные аппараты могут служить как для повышения, так и для уменьшения вольтажа. Приборы обладают достаточно высокой эффективностью и широко применяются в различных сферах.

Сфера применения

Устройства используются не только в производственных отраслях, но и в повседневной жизни. Основные направления их промышленного применения:

  • передача и распределение электроэнергии в отдаленные точки;
  • подача электропитания на различные виды оборудования;
  • организация процесса электросварки;
  • подача питания на электротермические установки.

К последним относятся плавильные печи, плазменные реакторы. Широко трансформаторы используются в телерадиотехнике: телевизорах, радиоприемниках, DVD-плейерах, магнитофонах, усилителях. Зачастую их используют в бытовых приборах: в электро и СВЧ-печках, вытяжных шкафах, кондиционерах.

Невозможно обойтись без преобразователя в зарядных устройствах ноутбуков, мобильных телефонов и прочих гаджетов.

Преобразователь своими руками

Чтобы собственноручно изготовить аппарат понадобятся определенные знания. Работа требует изучения всей технологической цепочки. Но прежде надо определиться:

  • Какой нужен преобразователь: повышающий / понижающий.
  • Напряжение, подаваемое на входную обмотку.

Определившись с целью, надо приобрести необходимые материалы. Вам потребуются:

  • Электроизолирующая лента высокого качества.
  • Сердечник из специального металла. При необходимости изымается из вышедших из употребления усилителя, телевизора, радиоприемника.
  • Провода, покрытые термостойким лаком / эмалью.

Для навивания проволоки надо сделать несложный механизм.

Изготовление механизма

Приготовьте деревянное / металлическое / пластиковое полотно 10 х 40 см. Шурупами зафиксируйте на нем 2 бруска 6 х 6 см на расстоянии друг от друга в 30 см. Дрелью сделайте 2 отверстия по 0,8 см, вставьте в них стержни для размещения катушки. На одном конце необходимо наличие резьбы. Закрепите гайкой Г-образный элемент. Ручка механизма готова.

При изготовлении механизма для наматывания надо учитывать размеры катушек. Тороидальные устройства наматываются вручную. В зависимости от требуемой мощности преобразователя мотаем необходимое число витков. Когда нужен аппарат для повышения вольтажа с 12 до 220, соответственно, мощность увеличится с 90 до 150 Вт. Ферромагнитный тороидальный сердечник извлекается из вышедшей из употребления телерадиоаппаратуры.

Число витков на 1 В в приведенном примере равно 5. Параметры обмоток вычисляются таким образом: N1 = U1 Х 5 = 60 и N2 = U2 Х 5 = 1100.

Рассчитываем силу тока: I1 = Pmax : U1 = 12,5 А и I2 = Pmax : U2 = 0,7 А.

Изготовление каркаса

Этот элемент изготавливается из любого диэлектрика. Если сердечник тороидальный, то понадобятся 2 катушки. Для Ш – образного достаточно одной. Стержнеобразный сердечник надо обмотать диэлектриком. Следом приступайте к намотке. По завершении – изолируйте ее так называемым «сэндвичем» из спецленты и 2-х слоев бумаги. Далее наматывается следующая обмотка. Контакты выводятся за ограничители катушек.

Если используется ферромагнитный сердечник, для тела катушки изготовьте трубки с закраинами. Из картона или пластика вырежьте ограничители, наденьте их на трубку. Тело катушки выполняется в виде трубки.

Изготовление обмоток

Фиксируем каркас в намоточном механизме и начинаем процесс:

  • Изолируем тело катушки, используя ткань с особой пропиткой.
  • Начало провода выводим за ограничитель каркаса, аккуратно производим намотку.
  • Второй конец выводим за ограничитель на расстояние 5 мм от первого вывода.

На оба конца надевается диэлектрическая трубка.

Сборка повышающего трансформатора

Первым делом собираем сердечник. Для этого рассчитываем толщину пакета Ш-образных пластин. Надеваем катушки на сердечник. Изготовление трансформатора завершено. Для тестирования подключается ИП 12 В. На вторичной обмотке должно появиться напряжение 220 В.

Важно! После подачи напряжения надо оставить трансформатор включенным на несколько часов. Это необходимо для того, чтобы узнать, не перегревается ли он.

Электронный прибор для преобразования напряжения

Газоразрядным источникам света люди все чаще предпочитают светодиодные. В устаревших приборах остались электронные трансформаторы. Они предназначались для розжига.

Из таких преобразователей можно изготовить блоки питания (далее – БП) высокой мощности, которые пригодятся для питания светодиодных сборок, дрели, перфоратора, шуруповерта, электролобзика.

Устройство электронного преобразователя

Уже довольно давно привычные массивные приборы для трансформирования электроэнергии стали меняться на электронные. Устройства обладают следующими достоинствами:

  • надежность;
  • компактность;
  • простота;
  • невысокая стоимость.

Кроме того, они легко поддаются доработке и усовершенствованию. Эти характеристики значительно расширяют область их применения. Все такие преобразователи имеют единую базовую схему, отличия малозначительны. За основу взят симметричный автогенератор. Главные составляющие схемы: выпрямитель, силовой и согласующий транзистор, сопротивления, конденсаторы.

Рассматривая схему преобразователя, следует отметить, что однонаправленный ток из выпрямителя попадает на транзисторы автогенератора. Эти элементы синтезируют энергию в силовой преобразователь. Все радиодетали подобраны таким образом, чтобы получить на выходе необходимый параметр. Если запустить такой прибор без нагрузки, автогенератор не заработает, напряжение на выходе будет нулевым.

Сборка прибора

Электронный преобразователь можно приобрести или извлечь из имеющихся галогенных или люминесцентных светильников. Но прибор можно легко сделать своими рукам. Рассмотрим процесс изготовления электронных трансформаторов.

Требуемые комплектующие

Вам понадобятся такие элементы:

  • Модельная пластина.
  • Выпрямитель с обратным напряжением не ниже 400 В и током не менее 3 А.
  • Плавкая вставка, рассчитанная на силу тока до 5 А.
  • Симметричный триггерный диод DB3.
  • Элемент сопротивления 500 кОм.
  • Сопротивления 2,4 Ом, 0,5 Вт – 2 шт.
  • Двухполярные транзисторы MJE13009 – 2 шт.
  • Пленочные конденсаторы 600 В, 100 нФ – 3 шт.
  • Тороидальные элементы из феррометалла – 2 шт.
  • Проволока с диэлектрическим покрытием сечением 0,5 мм².
  • Кабель в ПВХ трубке 2,5 мм².
  • Элемент охлаждения транзисторов.

Большинство из перечисленных компонентов каждый начинающий электронщик легко извлечет из сломанных БП и из энергосберегающих светильников. Собирается электронный трансформатор довольно просто.

Последовательность действий

Вначале следует приобрести монтажную плату, на которой будут располагаться все компоненты. Лучше купить зеленую, с двусторонней металлизацией. Детали следует выбирать с длинными выводами, чтобы не возникло проблем при сборке. Если использовать элементы б/у, надо сделать визуальный осмотр на предмет выявления внешних повреждений, проверить их работоспособность.

Согласующий и силовой трансформаторы надо сделать самостоятельно. Первый тип преобразователя следует наматывать тонким проводом. Чтобы обмотки не разъединились, их надо фиксировать скотчем. Число витков в обмотках такое:

  • I – 7;
  • II – 7;
  • III – 3.

Силовой трансформатор имеет 2 обмотки. Для первичной понадобится сделать 90 витков проволокой 0,5 мм². Для вторичной – 12 витков проводом 2,5 мм².

Пользуйтесь для пайки паяльниками нового поколения с регулируемой мощностью. Это сведет к минимуму вероятность сжечь термочувствительные элементы.

Сбор схемы надо вести от мелких компонентов к более крупным. Если первым делом установить большие элементы, они станут помехой при пайке маленьких.

Все соединения компонентов должны соответствовать электросхеме. Ножки полупроводниковых приборов направьте в отверстия на модельной пластине, сформируйте в требуемую сторону. Когда не достает длины контакта, напаивается недостающий кусок проволоки.

По окончанию работ трансформаторы зафиксируйте на плате специальным клеем или эпоксидной смолой, либо с помощью хомута. Завершив сборку, подсоедините к выходным клеммам прибор с активным сопротивлением и удостоверьтесь, что изделие функционирует.

Изготовление адаптера

Довольно часто источник питания электроинструмента ломается. Можно приобрести новый аккумулятор, который стоит недешево. Сделанный на основе трансформатора адаптер в виде блока питания поможет сэкономить.

Необходимые компоненты

Для переделки электронного преобразователя в БП надо купить детали:

  • Монтажная плата.
  • Элемент для предохранения от перегрева NTC 4 Ом.
  • Сопротивление 6,8 Ом, 5 Вт – 2шт.
  • Сопротивление 500 Ом, 2 Вт.
  • Емкость с параметрами 100 мкФ, 400 В.
  • Емкость с параметрами 100 мкФ, 63В.
  • Пленочный конденсатор 100 нФ.
  • Выпрямительный прибор КД213Б – 4 шт.
  • Металлическая пластина для охлаждения диодов.
  • Тороидальный элемент из феррометалла.
  • Медная проволока 1,2 мм².

Подготовив все необходимые компоненты можно приступать к переделке электронного трансформатора в БП.

Алгоритм действий

Необходимо последовательно выполнить следующие шаги:

  • Выход выпрямителя шунтируйте емкостью 400 В, 100 мкФ. Для снижения тока зарядки емкости добавьте элемент для предохранения от перегрева NTC 4 Ом в разрыв цепи. Если этим пренебречь, при подсоединении к сети выпрямитель выйдет из строя.
  • Замените вторичную обмотку согласующего трансформатора шунтом. Домотайте на силовой трансформатор 2 витка, на согласующий – 1. Для соединения витков впаяйте два параллельно соединенных сопротивления на 6,8 Ом.
  • Накрутите на ферромагнитный стержень 24 витка медной проволоки, зафиксируйте его термоусадочной трубкой или скотчем. Получился дроссель.
  • На монтажной пластине оставшиеся элементы соберите соответственно схеме, присоедините путем пайки сборку к соответствующим выводам трансформатора. Подберите корпус и зафиксируйте в нем конструкцию. Блок питания готов к эксплуатации.

После завершения процесса включите БП в сеть и протестируйте. Прибор должен выдавать 12 В.

Отличие монтажа кабельных линий на тросу от тросовой электропроводки.

а) способом крепежа; б) технологией; в) вводом в здания; г) не отличаются

Участок воздушной линией между опорами анкерного типа.

а) пролет; б) стрела провеса; в) анкерный участок; г) длина пролета.

17.Опоры, устанавливаемые в местах изменения трассы,

а) анкерные; б) угловые; в) концевые; г) промежуточные.

Операции, выполняемые при прокладке воздушной линии в скальных грунтах,

а) роют; б) дробят; в) спец. приспособление; г) взрывают.

Обмотку низшего напряжения трансформатора делают из … сечения

а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают из …

а) железных стержней; б) алюминиевых листов;

в) листов электротехнической стали; г) стержней электротехнической стали

Вариант № 5 ПМ 01

Работа трансформатора основана на явлении …

а) вращающегося магнитного поля; б) взаимоиндукции;

в) взаимодействия токов в обмотках; г) возникновения вихревых токов.

Обмотка трансформатора, которую подключают к источнику переменного напряжения, называется…

а) первичной; б) вторичной; в) нагрузкой; г) потребителем.

Обмотку низшего напряжения трансформатора делают из . .. сечения

а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают из …

а) железных стержней; б) алюминиевых листов;

в) листов электротехнической стали; г) стержней электротехнической стали.

Трансформатор будет понижающим, если …

a)U1>U2; б) Е , = Е2; b)U12 r)U1>E,

Передавать электроэнергию целесообразно при напряжении …

а) низком; б) высоком, в) при среднем; г) все варианты.

Понижающий трансформатор повысить напряжение сети …

а) может; б) не может; в) через трансформатор напряжения; г) Все варианты.

Расширитель трансформатора полностью заполнить минеральным маслом…

а) можно; б) нельзя в) от погодных условий; г) все варианты

Трансформаторы нашли широкое применение . ..

а) в линиях электропередачи; б) в технике связи;

в) в автоматике и измерительной технике; г) во всех перечисленных областях

Трансформатором называется электротехническое устройство, служащее для преобразования…

а) постоянного тока одного напряжения в постоянный ток другого напряжения;

б) переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты;

в) постоянного тока в переменный ток г) все варианты

11.Обмотка трансформатора, которую подключают к приёмнику переменного тока, называется:

а) первичной; б) вторичной; в) нагрузкой; г) потребителем.

12.Обмотку высшего напряжения трансформатора делают из … сечения, а) медного провода большого; б) медного провода малого;

в) алюминиевого провода большого; г) алюминиевого провода малого.

Сердечник трансформатора собирают, из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга для того, чтобы. ..

а) увеличить потери электрической энергии; б) повысить потери на вихревые токи; в) уменьшить потери на вихревые токи; г) понизить электрическую энергию.

Основные части трансформатора …

а) обмотки, магнитопровод; б) преобразователь напряжения, обмотки; в) электромагнит, катушки; расширитель; г) обмотки, электроприёмник.

Потреблять электроэнергию целесообразно при напряжении …

а) высоком; б) низком, г) среднем; д) все варианты.

Повышаюищий трансформатор понизить напряжение сети …

а) может; б) если есть тр-р тока; в) не может г) все варианта

Ближе к стержню магнитопровода трансформатора располагается обмотка … напряжения

а) высшего; б) низшего, в) среднего; г) все варианты

Магнитопровод трёхфазного трансформатора имеет стержней …

а) один; б) два; в) три; г) четыре

19. Электропроводка, проложенная по поверхности стен, потолков и других строительных элементов снаружи зданий.    

а) скрытая; б) наружная открытая; в) открытая; г) наружная скрытая.

Определите марку кабеля, где изоляция жилы изготовлена из ПВХ .

а) КРПТ; б) СГ; в)АПВБ; г) СП.

                         

ПМ 01

Ответы вариант № 3

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 б а а в б г в в г в а в б б в в б а б б

            

ПМ 01

Ответы вариант № 1

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19      20 4 2 5 5 3 3 1 1 1 5 4 1 3 2 4 1 3 4 4 2

 

ПМ 01

Ответы вариант № 5

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 б а а в а б в в г б а б в а г в а в б в

ПМ 01

Ответы вариант № 4

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 б а в г б а б в г б а г в б г в б г а в

 

ПМ 01

Ответы вариант № 2

№вопроса ответ
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 4 3 1 4 5 3 4 2 1 5 4 3 1 2 2 3 5 5 1 3

                           

Как разобрать и собрать средечник трансформатора, ш-образный, витой стрежневой

броневой стержневой трансформатор

Наиболее легко  разобрать трансформаторы на витых броневых и стержневых магнитопроводах, так как их сборка и разборка занимает считанные минуты.

Однако при сборке требуется точное сопряжение отдельных частей магнитопровода. Поэтому при разборке, обязательно пометьте сопрягаемые части магнитопровода, чтобы в последствие их можно было правильно собрать трансформатор.

При производстве витых броневых и стержневых магнитопроводов, лента наматывается на шаблон, а затем весь пакет разрезается. Половинки сердечника маркируются так, чтобы при сборке можно было восстановить положение сердечника имевшее место до разрезания.

Чтобы предотвратить вибрации и гудение, можно во время сборки склеить половинки магнитопровода клеем на основе эпоксидной смолой. Небольшое количество клея нужно нанести на зеркальные сопрягающиеся части магнитопровода.

Если после разборки магнитопровода, на нём остались остатки старой эпоксидной смолы, то их можно удалить при помощи самой мелкой наждачной шкурки (нулёвки).

При промышленной сборке, в смолу добавляют в качестве наполнителя ферромагнитный порошок.

При нескольких сборках и разборках трансформатора на витых броневых сердечниках, могут переломиться лапки стягивающего хомута.

предохранение от поломки лапок стягивающего хомута

Чтобы этого не произошло во время тестирования, можно стянуть магнитопровод 8-10-тью слоями изоляционной ленты.

Стержневые витые и штампованные магнитопроводы трансформаторов

Стержневые витые и штампованные магнитопроводы могут иметь как один каркас поз.2, так и два каркаса поз.1 с обмотками расположенными симметрично.

Первичные и вторичные обмотки двухкаркасных трансформаторов следует распределять равномерно на оба каркаса.

От взаимного положения каркасов, зависит относительная фазировка обмоток.

  1. Самодельный кольцевой трансформатор
  2. Промышленный неразборный кольцевой трансформатор.
  3. Кольцевой витой магнитопровод

Кольцевые магнитопроводы не требуют сборки-разборки, так как сами и являются каркасом для обмоток.

броневой штампованный тра

Виды магнитопроводов, сердечников трансформаторов

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

магнитопроводы 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.

Трансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами.Трансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами.Трансформаторы с витыми кольцевыми магнитопроводами.

Стыковая конструкция

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

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).

рис 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.

Рис 10. Стяжка стержней трансформаторов средней мощности.   Рисунок 11. Стяжка стержней трансформаторов большой мощности 1 – деревянная планка; 2 – изоляционный цилиндр; 3 – деревянный стержень 1 – стальная шпилька; 2 – трубка из бакелизированной бумаги; 3 и 5 – шайбы из электротехнического картона; 4 – стальная шайба

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.

Магнитопроводы 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.

Рисунок 12. Магнитопровод трансформатора небольшой мощностиРисунок 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.

Магнитопровод — Ремонт силовых трансформаторов

Магнитопровод представляет собой прямоугольную конструкцию, состоящую из трех вертикальных стержней, связанных верхним и нижним ярмами.

Магнитопроводы собирают из штампованных пластин толщиной 0,35 или 0,5 мм электротехнической стали: горячекатаной, холоднокатаной текстурованной или холоднокатаной малотекстурованной.

Горячекатаной называется сталь, прокатанная в нагретом состоянии на горячих валках прокатного стана, а холоднокатаной — прокатанная в холодном состоянии на холодных валках прокатного стана.

Для уменьшения потерь от вихревых токов пластины активной стали магнитопровода изолируют друг от друга электроизоляционным лаком (преимущественно лаками № 302 и 202) или специальной бумагой толщиной 0,033 мм.

Лаковая изоляция представляет собой пленку толщиной 7 — 25 мк, обладающую высокой электрической и механической прочностью, а также маслостойкостью и влагостойкостью. Эти свойства лаковая изоляция приобретает после того, как пластины стали с нанесенным на них лаковым покрытием запекут в конвейерных печах при 450 — 500 °С.


Стержневой магнитопровод

Стержневой магнитопровод двухобмоточного силового трансформатора мощностью 1800 ква: 1 — стержень магнитопровода, 2 и 12 — верхнее и нижнее ярма, 3 — ярмовые балки верхнего ярма, 4 и 5 — горизонтальная и вертикальная прессующие шпильки ярма, 6 — изолирующая прокладка, 7 — отверстия для подъемных шпилек, 8 — горизонтальная прессующая шпилька стержня магнитопровода, 9 — изоляционная трубка, 10 — стальная пластина, 11 — деревянная планка, 13 — ярмовые балки нижнего ярма.


Стержни магнитопроводов силовых трансформаторов мощностью до 750 ква собирают без горизонтальной стяжки шпильками, а более мощных трансформаторов — с горизонтальной стяжкой стержней 1 шпильками 8.

Верхнее 2 и нижнее 12 ярма плотно и равномерно спрессованы при помощи ярмовых балок 3 и 13 и горизонтальных прессующих шпилек 4. В ярмовых балках 3 имеются отверстия 7, которые предназначены для закрепления в них шпилек при подъеме сердечника для ревизии или ремонта.

Когда вынимают сердечник из бака вся нагрузка, создаваемая массой активной стали и обмоток, воспринимается ярмовыми балками. Чтобы придать большую прочность всей конструкции, верхние ярмовые балки механически связывают вертикальными шпильками 5.

При помощи этих шпилек осуществляют также вертикальную прессовку обмоток, в результате чего обмотки приобретают большую механическую прочность и устойчивость против электродинамических усилий, возникающих в обмотках при резких возрастаниях нагрузки и сквозных коротких замыканиях.

Чтобы устранить местные нагревы магнитопровода и снизить потери от вихревых токов, горизонтальные прессующие и стяжные шпильки, вертикальные шпильки и ярмовые балки надежно изолируют отчактивной стали и друг от друга.

Изоляцию этих деталей осуществляют при помощи бумажно-бакелитовых трубок и электрокартонных прокладок. На рисунке показана изоляция ярмовой балки от активной стали электрокартонной прокладкой 6, а вертикальной шпильки — бумажно-бакелитовой трубкой 9, надетой на шпильку.

Магнитопровод и обмотки составляют сердечник, так называемую выемную часть трансформатора. Сердечник устанавливают на дно бака. Чтобы предать сердечнику устойчивость и рассредоточить нагрузку на дно бака, к нижним ярмовым балкам магнитопроводов мощных трансформаторов прикрепляют деревянные планки 11 из дуба или бука и стальные пластины 10.

«Ремонт электрооборудования промышленных предприятий»,
В.Б.Атабеков

Намотка импульсного трансформатора своими руками

Часть 1

Пролог

И все таки меня пригласили! Теперь дело со статьями пойдет более оперативно.

Темой следующей части изначально я хотел сделать схемотехнику какого нибудь блока, а чего ждать? Но тут вспомнил свою школьную молодость и саму великую проблему с которой сталкивался — как изготовить неведомое для меня на тот момент зверя устройство — импульсный трансформатор.

Прошло десять лет и я понимаю, что у многих (и не только начинающих) радиолюбителей, электронщиков и студентов возникают такие трудности — они попросту их боятся, а как следствие стараются избегать мощных импульсных источников питания (далее ИИП).

После этих размышлений я пришел к выводу, что первая тема должна быть именно про трансформатор и ни о чем другом! Хотелось бы еще оговориться: что я подразумеваю под понятием «мощный ИИП» — это мощности от 1 кВт и выше или в случае любителей хотя бы 500 Вт. Рисунок 1 — Вот такой трансформатор на 2 кВт для Н-моста у нас получится в итоге

Великая битва или какой материал выбрать?

Когда-то внедрив в свой арсенал импульсную технику думал, что трансформаторы можно делать только на доступном всем феррите. Собрав первые конструкции первым делом решил выставить их на суд более опытных товарище и очень часто слышал такую фразу: «Ваш феррит гавно не самый лучший материал для импульсника».

Сразу я решил узнать у них какую же альтернативу можно ему противоспоставить и мне сказали — альсифер или как его еще называют синдаст.

Для начала надо определиться что должен уметь почти идеальный материал для трансформатора:

1) должен быть магнитомягким, то есть легко намагничиваться и размагничиваться:

Рисунок 2 — Гистерезисные циклы ферромагнетиков: 1) жесткий цикл, 2) мягкий цикл 2) материал должен обладать как можно большей индукцией насыщения, что позволит либо уменьшить габариты сердечника, либо при их сохранение повысить мощность. НасыщениеЯвление насыщения трансформатора состоит в том, что, несмотря на увеличение тока в обмотке, магнитный поток в сердечнике, достигнув некоторой максимальной величины, далее практически не изменяется. В трансформаторе режим насыщения приводит к тому, что передача энергии из первичной обмотки во вторичную частично прекращается. Нормальная работа трансформатора возможна лишь тогда, когда магнитный поток в его сердечнике изменяется пропорционально изменению тока в первичной обмотке. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы сердечник не был в состоянии насыщения, а это возможно лишь тогда, когда его объём и сечение не меньше вполне определённой величины. Следовательно, чем больше мощность трансформатора, тем большим должен быть его сердечник. 3) материал должен иметь как можно меньшие потери на перемагничивание и токи Фуко 4) свойства материала не должны сильно изменяться при внешнем воздействии: механические усилия (сжатие или растяжение), изменение температуры и влажности. Феррит — является полупроводником, а значит обладает собственным высоким электрическим сопротивлением. Это означает, что на высоких частотах потери на вихревые токи (токи Фуко) будут достаточно низкими. Получается как минимум одно условия из списка выше у нас уже выполнено. Идем дальше… Ферриты бывают термостабильными и не стабильными, но этот параметр не является определяющим для ИИП. Важно то, что ферриты работают стабильно в температурном диапазоне от -60 и до +100 оС и это у самый простых и дешевых марок. Рисунок 3 — Кривая намагничивания на частоте 20 кГц при разных температурах

И наконец-то самый главный пункт — на графике выше мы увидели параметр, который будет определять практически все — индукция насыщения. Для феррита она обычно принимается 0,39 Тл. Стоит запомнить, что при разных условиях — этот параметр будет меняться. Он зависит как от частоты, так и от температуры работы и от других параметров, но особый акцент стоит сделать на первых двух.

Вывод: феррит ништяк! отлично подходит для наших задач.

1) альсифер работает в чуть большем широком спектре температур: от -60 и до +120 оС — подходит? Еще лучше чем феррит! 2) коэффициент потерь на гистерезис у альсиферов постоянный лишь в слабых полях (при малой мощности), в мощном поле они растут и очень сильно — это очень серьезный минус, особенно на мощностях более 2 кВт, так что тут проигрывает.

3) индукция насыщения до 1,2 Тл!, в 4 раза больше чем у феррита! — главный параметр и так обгоняет, но не все так просто… Конечно это достоинство никуда не уйдет, но пункт 2 ослабляет его и очень сильно — определенно плюс.

Вывод: альсифер лучше чем феррит, в этом дядьке мне не соврали.

Результат битвы: любой прочитав описание выше скажет альсифер нам подавай! И правильно… но попробуйте найти сердечник из альсифера и чтобы с габаритной мощностью 10 кВт? Тут обычно человек приходит в тупик, оказывается их и нету особо в продаже, а если и есть, то на заказ напрямую у производителя и цена вас испугает.

Получается используем феррит, тем более если оценивать в целом, то он проигрывает очень незначительно… феррит оценивается относительно альсифера в «8 из 10 попугаев». Хотел я обратиться к своему любимому матану, но решил этого не делать, т.к. +10 000 знаков к статье считаю избыточным. Могу лишь посоветовать книгу с очень хорошими расчетами авторства Б. Семенова «Силовая электроника: от простому к сложному». Смысла пересказывать его выкладки с некими добавлениями смысла не вижу

Итак, приступаем к выполнению расчета и изготовлению трансформатора

Первым делом хочется сразу вспомнить очень серьезный момент — зазор в сердечнике. Он может «убить» всю мощность или добавить еще так на 30-40%. Хочу напомнить, что делаем мы трансформатор для Н-моста, а он относится к — прямоходовым преобразователям (forward по-буржуйский). Это значит, что зазор в идеале должен быть 0 мм.

Как-то раз, обучаясь курсе на 2-3 решил собрать сварочный инвертор, обратился к топологии инверторов Kemppi. Там я увидел в трансформаторах зазор 0,15 мм. Стало интересно для чего же он.

Подходить к преподавателям не стал, а взял и позвонил в российское представительство Kemppi! А что терять? На моей удивление меня соединили с инженером-схемотехником и он рассказал мне несколько теоретических моментов, которые позволили мне «выползти» за потолок в 1 кВт.

Если в кратцезазор в 0,1-0,2 мм просто необходим! Это увеличивает скорость размагничивания сердечника, что позволяет прокачать через трансформатор большую мощность. Максимальный эффект от такого финта ушами зазора достиг в топологии «косой мост», там введение зазор 0,15 мм дает прирост 100%! В нашем Н-мосту эта прибавка скромнее, но 40-60% думаю тоже не дурно.

Для изготовления трансформатора нам понадобится вот такой набор: Рисунок 4 — Ферритовый сердечник Е70/33/32 из материала 3С90 (чуть лучший аналог N87) Рисукок 5 — Каркас для сердечника Е70/33/32 (тот что больше) и дроссель D46 из распыленного железа Габаритная мощность такого трансформатора составляет 7,2 кВт. Такой запас нам нужен для обеспечения пусковых токов в 6-7 раз больше номинальных (600% по ТЗ). Такие пусковые токи правда бывают лишь у асинхронных двигателей, но учесть необходимо все! Неожиданно «всплыл» некий дроссель, он понадобится в нашей дальнейшей схеме (аж 5 штук) и поэтому решил показать как и его наматывать.

Далее необходимо посчитать параметры намотки. Я использую программу от известного в определенных кругах товарища Starichok51. Человек с огромными знаниями и всегда готовый учить и помогать, за что ему спасибо — в своей время помог встать на путь истинный. Называется программа — ExcellentIT 8.1.

Привожу пример расчета на 2 кВт:Рисунок 6 — Расчет импульсного трансформатора по мостовой схеме на 2 кВт повышающий

Как производить расчет:

1) Выделено красным. Это вводные параметры, которые обычно выставляются по умолчанию: а) максимальная индукция. Помните для феррита она 0,39 Тл, но у нас трансформатор работает на достаточно высокой частоте, поэтому программа выставляет 0,186 сама.

Это индукция насыщения в саааамых плохих условиях, включая нагрев до 125 градусов

б) частота преобразования, она задается нами и чем она определяется на схеме будет в следующих статьях. Частота эта должна быть от 20 до 120 кГц.

Если меньше — мы будет слышать работу транса и свист, если выше, то наши ключи (транзисторы) будут иметь большие динамические потери. А IGBT ключи даже дорогие работают до 150 кГц

в) коэф. заполнения окна — важный параметр, ибо место на каркасе и сердечнике ограничено, не стоит его делать больше 0,35 иначе обмотки не влезут

г) плотность тока — этот параметр может быть до 10 А/мм2. Это максимальный ток, который может протекать через проводник. Оптимальное значение 5-6 А/мм2 — в условиях жесткой эксплуатации: плохое охлаждение, постоянная работа на предельной нагрузке и прочее. 8-10 А/мм2 — можно ставить если у вас устройство идеально вентилируется и стоит over 9000 несколько куллеров.

д) питание на входе. Т.к. мы рассчитываем трансформатор для DC->DC 48В в 400В, то ставим входное напряжение как в расчете. Откуда цифра взялась. В разряженном состоянии аккумулятор отдает 10.5В, дальше разряжать — снижать срок службы, умножаем на количество батарей (4 шт) и получаем 42В. Возьмем с запасом 40В. 48В берется из произведения 12В * 4 шт. 58В берется из соображения, что в заряженном состоянии батарея имеет напряжение 14,2-14,4В и по аналогии умножаем на 4. 2) Выделено синим. а) ставим 400В, т.к. это запас для обратной связи по напряжению и для нарезки синуса необходимо минимум 342В б) номинальный ток. Выбираем из соображения 2400 Вт / 220(230) В = 12А. Как видите везде я беру запас не менее 20%. Так поступает любой уважающий себя производитель качественной техники. В СССР такой запас был эталонный 25% даже для самых сложных условий. Почему 220(230)В — это напряжение на выходе уже чистого синуса. в) минимальный ток. Выбирается из реальных условий, этот параметр влияет на размер выходного дросселя, поэтому чем больше минимальный ток, тем меньше дроссель, а значит и дешевле устройство. Я опять же выбрал худший вариант 1А, это ток на 2-3 лампочки или 3-4 роутеров. г) падение на диодах. Т.к. у нас на выходе будут диоды быстродействующие (ultra-fast), то падение на них 0.6В в худших условиях (превышена температура). д) диаметр провода. У меня некогда купленная катушка меди 20 кг на такой случай и как раз с диаметром 1 мм. Тут ставим тот, который у вас есть. Только более 1,18 мм ставить не советую, т.к. начнет сказываться скин-эффект Скин-эффектСкин-эффект — эффект уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды. В результате этого эффекта, например, переменный ток высокой частоты при протекании по проводнику распределяется не равномерно по сечению, а преимущественно в поверхностном слое. Если говорить не как гугл, а моим колхозным языком, то если взять проводник большого сечения, то он не будет использоваться полностью, т.к. токи на большей частоте протекают по поверхности, а центр проводника будет «пустой» 3) Выделено зеленым. Тут все просто — топология у нас планируется «полный мост» и выбираем ее. 4) Выделено оранжевым. Происходит процесс выбора сердечника, все интуитивно понятно. Большое количество стандартных сердечников уже есть в библиотеки, как и наш, но если что можно и добавить путем ввода габаритов. 5) Выделено фиолетовым. Выходные параметры с расчетами. Отдельным окном выделил коэф. заполнения окна, помните — не более 0,35, а лучше не более 0,3. Так же даны все необходимые значения: количество витков для первичной и вторичной обмотки, количество проводов ранее заданного диаметра в «косе» для намотки. Так же даны параметры для дальнейшего расчета выходного дросселя: индуктивность и пульсации напряжения.

Теперь необходимо рассчитать выходной дроссель. Нужен он чтобы сгладить пульсации, а так же чтобы создать «равномерный» ток. Расчет проводится в программе того же автора и называется она DrosselRing 5.0. Расчет для нашего трансформатора приведу:

Рисунок 7 — Расчет выходного дросселя для повышающего DC-DC преобразователя В данном расчете все проще и понятнее, работает по тому же принципу, выходные данные: количество витков и количество проводов в косе.

Стадии изготовления

Теперь у нас есть все данные для изготовления трансформатора и дросселя.

Главное правило намотки импульсного трансформатора — все без исключения обмотки должны быть намотаны в одну сторону!

Стадия 1: Рисунок 8 — Процесс намотки вторичной (высоковольтной) обмотки

Мотаем на каркас необходимое число витков в 2 провода диаметром 1 мм. Запоминаем направление намотки, а лучше отмечаем маркером на каркасе.

Стадия 2:

Рисунок 9 — Изолируем вторичную обмотку Изолируем вторичную обмотку фторопластовой лентой толщиной 1 мм, такая изоляция выдерживает не менее 1000 В. Так же дополнительно пропитываем лаком, это еще +600В к изоляции. Если нету фторопластовой ленты, то изолируем обычным сантехническим фумом в 4-6 слоев. Это тот же фторопласт, только 150-200 мкм толщиной.

Стадия 3:

Рисунок 10 — Начинаем мотать первичную обмотку, распаиваем провода на каркас Намотку проводим в одну сторону со вторичной обмоткой!

Стадия 4:

Рисунок 11 — Выводим хвост первичной обмотки Доматывает обмотку, изолируем ее так же фторопластовой лентой. Желательно еще и пропитать лаком.

Стадия 5:

Рисунок 12 — Пропитываем лаком и распаиваем «хвост». Намотка обмоток окончена Стадия 6: Рисунок 13 — Завершаем намотку и изоляцию трансформатора киперной лентой с окончательной пропиткой в лаке Киперная лентаКиперная лента — хлопчатобумажная (реже шёлковая или полушелковая) тесьма из киперной ткани шириной от 8 до 50 мм, саржевого или диагонального переплетения; суровая, отбельная или гладкокрашеная. Материал ленты отличается высокой плотностью за счет переплетения, он толще, чем у своего ближайшего аналога — миткалевой ленты — из-за использования более толстых нитей. Спасибо википедии.

Стадия 7:

Рисунок 14 — Так выглядит законченный вариант трансформатора

Зазор 0,15 мм устанавливается в процессе склеивания, путем вкладывания между половинками сердечника подходящей пленки. Лучший вариант — пленка для печати. Сердечник склеивается клеем моментом (хорошим) или эпоксидной смолой. 1-й вариант на века, 2-й позволяет в случае чего разобрать трансформатор без повреждений, например, если понадобится домотать еще обмотку или добавить витков.

Намотка дросселя

Теперь по аналогии необходимо намотать дроссель, конечно мотать на тороидальном сердечнике сложнее, но такой вариант будет компактнее. Все данные у нас имеются из программы, материал сердечника распыленное железо или пермаллой. Индукция насыщения у данного материала 0,55 Тл.

Стадия 1:

Рисунок 15 — Обматываем кольцо фторопластовой лентой Эта операция позволяет избежать случая с пробоем обмотки на сердечник, это бывает редко, но мы же за качество и делаем для себя!

Стадия 2:

Рисунок 16 — Наматываем нужное количество витков и изолируем В данном случае количество витков не уместится в один слой намотки, поэтому необходимо после намотки первого слоя произолировать и намотать второй слой с последующей изоляцией.

Стадия 3:

Рисунок 17 — Изолируем после второго слоя и пропитываем лаком

Эпилог

Надеюсь моя статья научит вас процессу расчету и изготовлению импульсного трансформатора, а так же даст вам некоторые теоретические понятия о его работе и материалах из которого он изготавливается.

Постарался не нагружать данную часть излишней теорией, все на минимуму и сосредоточиться исключительно на практических моментах.

И самое главное на ключевых особенностях, которые влияют на работоспособность, таких как зазор, направления намотки и прочее.

Продолжение следует…

Часть 3

Источник: https://habr.com/post/358318/

Небольшой ликбез по намотке импульсных трансформаторов. — Лада 2109, 1.6 л., 1988 года на DRIVE2

Как видно из пред идущего блога я собираю слабенький усилитель на 100ват, и многие просили поподробнее рассказать как мотать эти трансформаторы)Обьект намотки кольца 45х28х8 проницаемость Н1500М в моем случае 4ре штуки.

Обьясняю почему… Забиваем в программу кольцо 45х28х8 и видим что габаритная мощность его одного всего 500 жалких ничтожных ватт… а выход прост берем 2 кольца притираем их друг к другу чтоб небыло зазоров и без клея скремляем их вкруговую изолентой.ВСЕ!Далее в проге вбиваем уже кольцо 45х28х16 и видим габаритную мощность 1000ватт.

Далее пишем проге че хотим то собственно от него в моем случае хочу 85 вольт и 1кВт.Выбираем как будет выпрямляться под свои нужды и тыкаем рассчитать.

  • Получаем резззззз и собственно берем проволку медную и вперед к намотке смотрим ниже=)

Затарился кольцами и деталями на пн

Вот так они будут располагаться

Притираем 2 кольца и скрепляем изолентой без клея!

Обматываем кольца (кто чем хочет хоть скотчем) в моем случае стекловолокно

По программе нам нужно 4 витка первичной обмотки. Берем кусок проволоки наматываем 4ре витка отмеряем длинну выводов отрезаем сматываем и по этой длинне наматываем на каком либо каркасе нужное нам число жил

отрезал померял

для каждоко кольца наматывал на оправку по две косы по 26 жил в каждой. Далее снимаем 26 жил с оправки немножко их скручиваем и матаем 4ре витка одной и рядышком 4ре витка другой

Сново обматываем туалетной бумагой

в итоге получаем такую картину намотана первичка епли 2 часа

Далее по верх мотаем вторичку снача делаем один виток замеряем его длинну 8,5см умножаем на число витков в моем случае 33 делаем оправку на 2,8 метра длинной в моем случае это 2 самореза между столами.

наматываем сразу 6 жил потом мультиком сфазируем. Делим 33 на 4 и примерно чюхаем на четверть кольца запихиваем 8 витков. наматываем 33 витка скрепляем в конце кто соплями кто приморозит я стекловолокном.

Источник: https://www.drive2.ru/l/6421531/

Расчет и намотка импульсного трансформатора

Сегодня я расскажу о процедуре расчета и намотки импульсного трансформатора, для блока питания на ir2153.

Моя задача стоит в следующем, нужен трансформатор c двумя вторичными обмотками, каждая из которых должна иметь отвод от середины. Значение напряжения на вторичных обмотках должно составить +-50В. Ток протекать будет 3А, что составит 300Вт.

Расчет импульсного трансформатора.

Для начала загружаем себе программу расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT и запускаем её.

Выбираем схему преобразования – полумостовая. Зависит от вашей схемы импульсного источника питания. В статье “Импульсный блок питания для усилителя НЧ на ir2153 мощностью 300Вт” схема преобразования –полумостовая.

Напряжение питания указываем постоянное.  Минимальное = 266 Вольт, номинальное = 295 Вольт, максимальное = 325 Вольт.

  • Тип контроллера указываем ir2153, частоту генерации 50кГц.

Стабилизации выходов – нет.Принудительное охлаждение – нет.

Диаметр провода, указываем тот, который есть в наличии. У меня 0,85мм. Заметьте, указываем не сечение, а диаметр провода.

Указываем мощность каждой из вторичных обмоток, а также напряжение на них.Я указал 50В и мощность 150Вт в двух обмотках.

  1. Схема выпрямления – двухполярная со средней точкой.

Указанные мною напряжения (50 Вольт) означают, что две вторичных обмотки, каждая из которых имеет отвод от середины, и  после выпрямления, будет иметь +-50В относительно средней точки. Многие подумали бы, что указали 50В, значит, относительно ноля будет 25В в каждом плече, нет! Мы получим 50В вкаждом плече относительно среднего провода.

  • Далее выбираем параметры сердечника, в моем случае это “R” – тороидальный сердечник, с размерами 40-24-20 мм.

Нажимаем кнопочку “Рассчитать!”. В результате получаем количество витков и количество жил первичной и вторичной обмоток.

  1. Намотка импульсного трансформатора.
  2. Итак, вот мое колечко с р

Общее использование — простые трансформаторы

Пропустить ссылки

  • Перейти к основной навигации
  • Перейти к содержанию
  • Перейти к нижнему колонтитулу
Простые трансформаторы
  • Документация
  • Учебники
  • Около
Переключить поиск Переключить меню
    Переключить меню
    • Начиная
      • Установка
      • Обновление
      • Обычное использование
      • Советы и хитрости
    • Текстовая классификация
      • Особенности классификации
      • Классификационные модели
      • Форматы данных
      • Двоичная классификация
      • Мультиклассовая классификация
      • Регрессия
      • Классификация пар предложений
      • Классификация нескольких этикеток
    • Признание именованных сущностей
      • Особенности NER
      • NER Модель
      • Форматы данных NER
      • NER Минимальный старт
    • Ответ на вопрос
      • Особенности ответа на вопрос
      • Вопрос-ответ Модель
      • Форматы данных для ответов на вопросы
      • Вопрос Ответ Минимальный старт
    • Языковое моделирование
      • Особенности моделирования языков
      • Модель языкового моделирования
      • Форматы данных моделирования языка
      • Минимальный запуск языкового моделирования
    • Модель T5
      • T5 Особенности
      • T5 Модель
      • Форматы данных T5
      • T5 Минимальный запуск
    • Seq2Seq
      • Особенности Seq2Seq
      • Seq2Seq Модель
      • Форматы данных Seq2Seq
      • Seq2Seq Минимальный запуск
    • Разговорный AI
      • Особенности разговорного ИИ
      • Модель разговорного AI
      • Разговорные форматы данных AI
      • Разговорный AI, минимальное начало
    • Текстовое представление

    Первый возможный взгляд на трансформаторы Kingdom Core Class Rattrap

    Магазин. Seibertron.com YouTube Facebook Twitter Pinterest Instagram Мое пространство LinkedIn Подкаст RSS Магазин Отправить новости Связаться с нами Переведите войти в систему Присоединиться Seibertron.com — лучший фанатский сайт Трансформеров
    • Новости
      • Все новости
      • Новости игрушек трансформеров
      • Трансформеры Бамблби Новости кино
      • Новости комиксов Трансформеры
      • Трансформеры Cartoon News
      • Twincast / Подкасты
      • Отправить новость
      • RSS-каналы
    • Игрушки
      • Раздел игрушек-трансформеров
      • Посмотреть новости игрушек Трансформеров
      • Галерея игрушек Трансформеры »
        • Посмотреть все галереи (А — Я)
        • Новейшие галереи игрушек
        • Самые популярные галереи игрушек
      • Игрушечные прицелы »
        • Отдел наблюдений за игрушками
        • Последние наблюдения по местоположению
        • Форум по наблюдению за игрушками
        • товаров, которые вы смотрите
        • Расположение магазинов по розничным сетям
        • Расположение магазинов
      • Поколения
      • Вселенная Кино
      • Трансформеры Prime
      • Форум игрушек
      • Форум Коллекций
      • Форум «Купить, Продать» или Обменять
      • Игрушки-трансформеры Amazon
      • Объявления о трансформерах eBay
      • Магазин с Seibertron. com
    • маг.
      • Покупайте на Seibertron.com
      • Посмотреть наши товары »
        • Новинки
        • Лучшие продажи
        • По алфавиту (A — Z)
        • Сначала самая низкая цена
        • Наибольшая цена для первых
      • Магазин Seibertron на eBay
      • Посмотреть наш отзыв
    • Форумы
      • Посмотреть все форумы
      • Трансформеры Игрушки Форумы
      • Боевики в прямом эфире Forum
      • Купить, продать или обменять
      • Трансформеры Форум мультфильмов и комиксов
      • Конгрессы и мероприятия
      • Трансформеры Общие обсуждения
      • Трансформеры Видео Форум
      • Форум по обзору игрушек-трансформеров
      • Форум по наблюдению за игрушками
      • Форум по видеоиграм
      • Общие обсуждения
      • Non-TF Toy Обсуждение
      • Форумы Heavy Metal War
      • Китбасес, Художественная литература и произведения искусства
      • Форумы по ролевым играм
      • Правила и рекомендации ПЕРЕСМОТРЕНО!
    • Мультфильмы и комиксы
      • Раздел мультфильмов и комиксов
      • Форум по мультфильмам и комиксам
      • Cartoon News

    Консультации — инженер-проектировщик | КПД трансформатора: минимизация потерь трансформатора

    Кеннет Л.Ловорн, ЧП, Lovorn Engineering Assocs., Питтсбург 12 июня 2013 г.

    В 2002 году NEMA выпустило Стандарт TP-1 в поддержку рекомендаций Министерства энергетики США по более энергоэффективным электрическим устройствам. Этот стандарт был основан на предыдущем исследовании Агентства по охране окружающей среды США, показавшем, что типичный трансформатор сухого типа при нормальных условиях эксплуатации был нагружен примерно до 35% от номинальной мощности, указанной на паспортной табличке. Поэтому в ТП-1 установлена ​​таблица минимальных значений КПД для трансформаторов различных размеров при работе с линейными нагрузками (см. Таблицу 1).Этот КПД действительно невероятен, так как он составляет от 97% до 98,8%. TP-1 не сообщает вам, что очень маловероятно, что вы когда-либо увидите такую ​​эффективность в реальных установках. Кроме того, TP-1 не сообщает вам, что использование этих очень эффективных трансформаторов существенно повлияет на вашу электрическую конструкцию.

    Из-за различий между эффективностями, показанными в TP-1, и тем, что на самом деле происходит с реальными трансформаторами в реальных приложениях, подход, который вы применяете в своей электрической конструкции, может значительно отличаться при попытке спроектировать электрическую систему с минимальными потерями.В этой статье предлагаются предложения относительно того, как вы подходите к своим электрическим схемам для поддержания минимальных потерь в системных трансформаторах (см. Рисунок 1). Он также покажет области, в которых у вас будут большие потери, чем в TP-1, независимо от того, какое направление дизайна вы выберете.

    Линейность

    ТП-1 разработан с использованием линейных нагрузок. Однако в сегодняшней деловой среде большинство нагрузок нелинейны (богаты гармоническим содержанием). Компьютеры, люминесцентные светильники, принтеры, лифты или частотно-регулируемые приводы для двигателей генерируют гармоники.Применение гармонически богатой нагрузки к трансформаторам может удвоить или утроить их общие потери. Например, трансформатор 75 кВА, который обычно имеет потери 2% при нагрузке 35%, на самом деле имеет потери от 4% до 6%. Следовательно, нагрузка 26 кВА (35% от 75 кВА) будет иметь потери в сумме более 1,5 кВт.

    Потери в сердечнике и катушке

    Потери в трансформаторе представляют собой комбинацию потерь в сердечнике и катушке. Потери в сердечнике состоят из потерь, вызванных возбуждением многослойного стального сердечника.Эти потери практически постоянны от холостого хода до полной нагрузки, и для типичного трансформатора с повышением температуры 150 ° C составляют около 0,5% от номинальной мощности трансформатора при полной нагрузке. Потери в катушке также называются нагрузочными потерями, поскольку они пропорциональны нагрузке на трансформатор. Эти потери в катушке составляют разницу между потерями в 0,5% сердечника и составляют от 1,5% до 2% от общей нагрузки.

    Обычно общие потери для трансформатора 75 кВА составляют около 1000 Вт при нагрузке 35% или 1,3%. Фактические потери при полной нагрузке трансформатора могут составлять более 3000 Вт для линейных нагрузок и 7000 Вт для нелинейных нагрузок.Это составляет 4% и 9,3% соответственно — значительно больше, чем в таблице NEMA TP-1 для минимального КПД трансформатора 75 кВА. Хотя общая концепция потребности в более энергоэффективных трансформаторах довольно хороша, инженеры могут пожелать быть очень осторожными при выборе трансформатора, когда ожидаемые условия эксплуатации не соответствуют базовым критериям, которые использовались при разработке таблицы TP-1.

    При выборе трансформаторов с более низкими номинальными температурами, то есть с повышением температуры на 115 и 80 ° C вместо стандартных трансформаторов с повышением температуры на 150 ° C, потери в сердечнике и нагрузке изменятся.Чтобы уменьшить повышение температуры, сердечник увеличивают в размерах. Это увеличивает потери в сердечнике, но снижает потери нагрузки, поэтому, в соответствии с ожидаемой рабочей точкой, общие потери могут быть выше или ниже, чем у стандартного трансформатора. Из-за меньших потерь в сердечнике общие потери трансформатора на 150 ° C меньше, чем общие потери трансформатора на 80 ° C до примерно 60% нагрузки. При нагрузке трансформатора выше 60% общие потери меньше, чем у трансформатора на 150 C того же размера (см. Рисунок 2).

    Хорошим компромиссом между потерями в сердечнике и нагрузкой является повышающий трансформатор на 115 С. Хотя потери в сердечнике несколько выше, чем у трансформатора на 150 ° C, они меньше, чем потери в сердечнике трансформатора 80 ° C. Соответственно, потери нагрузки меньше, чем у трансформатора 150 C, что позволяет снизить общие потери, чем у трансформатора 150 C при нормальных условиях эксплуатации (см. «Знать данные о потерях, нагрузка при выборе трансформаторов»).

    Трансформаторы распределительные и ТП-1

    Трансформаторы с первичным напряжением 34.5 кВ или менее и вторичное напряжение менее 600 В также должны соответствовать номинальным значениям КПД TP-1 при линейной нагрузке 35%. Однако TP-1 охватывает только трехфазные распределительные трансформаторы от 15 кВА до 1000 кВА, поэтому более крупные трансформаторы не рассматриваются в этом стандарте. Кроме того, распределительные трансформаторы традиционно рассчитаны на нагрузку от 50% до 75%. Как отмечалось ранее для небольших трансформаторов сухого типа, нагрузки, превышающие точку TP-1 35%, будут иметь значительно большие потери, чем значения в таблицах.Таким образом, хотя цель TP-1 была очень высокой, она не применима к реальным установкам.

    Исторически сложилось так, что распределительные трансформаторы имели номинальное сопротивление 5,75%. Поскольку электроэнергетические компании работают над сокращением своих эксплуатационных расходов, полное сопротивление распределительных трансформаторов упало до значений всего 1,5%. Поскольку коммунальные предприятия обычно поглощают потери трансформатора как часть своих эксплуатационных расходов, процентное сопротивление снижается с 5.От 75% до 1,5% удалось сэкономить более 70% потерь на трансформаторе. Это оказалось очень удобным, поскольку TP-1 требовал, чтобы эти трансформаторы имели более высокий КПД, в то время как коммунальные предприятия пытались снизить свои эксплуатационные расходы.

    У этого процесса был отрицательный побочный эффект, который не был очевиден сразу, но оказал большое влияние на конструкцию инженера-электрика: доступную аварийную нагрузку на вторичную обмотку трансформатора. Трансформатор на 1000 кВА с 5.Полное сопротивление 75% будет иметь допустимую нагрузку на короткое замыкание 21000 А при 480 В, предполагая, что на первичной стороне имеется бесконечная шина. При использовании тех же критериев для трансформатора с импедансом 1,5% допустимая нагрузка при отказе составляет 80 000 А. Тот же трансформатор, работающий с вторичной обмоткой 120/208 В, будет иметь доступные нагрузки при отказе в 48 000 и 185 000 А соответственно. Это повышение эффективности работы оказывает большое влияние на конструкцию электрической системы, особенно при нижнем вторичном напряжении 120/208 В (см. «Расчет понижающих трансформаторов»).

    Хотя в TP-1 не рассматривались трансформаторы мощностью более 1000 кВА, имело место аналогичное снижение их импедансов, что повлияло на экономию согласования для этих более крупных трансформаторов. Как и следовало ожидать, доступные токи короткого замыкания для трансформатора 2500 кВА значительно, хотя и пропорционально, больше. При напряжении 480 В ток короткого замыкания увеличится с 52 000 А до более 200 000 А для трансформатора с импедансом 1,5%. Слава богу, трансформаторы такого размера обычно не имеют вторичной обмотки 208 В, потому что ток короткого замыкания приближается к 500000 А.

    Заявка

    В стремлении инженеров снизить потребление энергии, согласование трансформатора с его ожидаемой нагрузкой имеет решающее значение для достижения этой цели. При применении повышающего трансформатора на 150 ° C к слабо нагруженной линейной цепи потери, указанные в TP-1, будут очень близки к фактическим потерям. Однако более тяжелые нагрузки трансформатора предполагают, что при проектировании будет использоваться один из трансформаторов с меньшим превышением температуры, например, трансформаторы на 115 ° C или 80 ° C. Когда есть значительные нагрузки, богатые гармониками, которые должны питаться от сухого трансформатора, наименьшие потери, вероятно, будут достигнуты при использовании трансформаторов с номиналом K, которые рассчитаны на ожидаемые токи гармоник.

    Необоснованный выбор трансформатора может превысить потери, указанные в TP-1, на 300–400%, что приведет к отрицательной окупаемости инвестиций из-за увеличения стоимости трансформаторов с более высоким КПД.

    Знать данные потерь, нагрузки при указании трансформаторов

    При исследовании этой статьи автор обнаружил весьма интересным тот факт, что опубликованные данные о потерях для всех запрошенных основных производителей практически отсутствуют. На вопрос о потерях для операционных точек, кроме 35% нагрузки для ТП-1, оказалось, что ничего не доступно.Также отсутствовали данные о потерях для трансформаторов, работающих при повышении температуры 80 ° C, 115 ° C и трансформаторов с рейтингом K. Запрос у местного торгового представителя трансформаторов данных о потерях в рабочей точке, для которой вы проектируете, и о типе трансформатора, для которого вы проектируете, может сэкономить вашему клиенту много долларов на экономии энергии. Однако включение стандартного повышающего трансформатора на 150 ° C в вашу конструкцию при планировании работы трансформатора при нагрузке, отличной от 35%, и со значительным процентом нелинейных нагрузок, может значительно стоить вашему клиенту в течение срока службы трансформатора.

    Расчетные понижающие трансформаторы

    Одно предостережение относительно понижающих трансформаторов: при преобразовании с 480 В на 120/208 В эти сухие трансформаторы с низкими потерями могут подкрасться к вашей конструкции. При более высоком импедансе в прошлом инженеру обычно не приходилось беспокоиться о том, чтобы иметь выключатели ответвления с более высокой отключающей способностью, когда они были подключены после сухого трансформатора, а остальная часть распределительной системы была полностью рассчитана. При более низком импедансе трансформаторы всего 112.5 кВА могут иметь доступные аварийные нагрузки, которые потребуют использования выключателей с отключающей способностью более 10000 А. При использовании сухих трансформаторов, таких как 300 кВА, 480/120/208 В, доступные аварийные нагрузки могут превышать 40000 А, что требует ваша электрическая конструкция для использования 65 000 выключателей AIC. Лучше разбить нагрузку 120/208 В на небольшие части, чтобы максимальный размер трансформатора не превышал 75 кВА с импедансом не менее 2%, и можно было использовать прерыватели с более низким прерыванием (читай: менее дорогие).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.