Классификация трансформаторов и дросселей. Чем отличается дроссель от трансформатора

6. Трансформаторы и дроссели.

Трансофматором называют электромагнитное устройство для преобразования основных параметров электрической энергии в цепях переменного тока. Дроссели бывают высокочастотные и низкочастотные . Дросселем называют устройство, которое служит для уменьшения пульсации, получающейся после выпрямления переменного тока и применяется в качестве фильтров и выпрямителей. ВЧ/дроссели - это устройства предназначенное для того, чтобы уменьшить ток высокой частоты, проходящий в какую либо цепь, сохранив возможность прохождения тока низкой частоты или постоянного тока. 6.1 Классификация трансформаторов.

Трансформаторы классифицируются по его мощности, силе тока, рабочей частоте,

напряжению, режиму работы, предназначению и расположению в схеме.

По напряжению трансформаторы делятся на низко и высоковольтные. Рабочее

напряжение, характеризует величину, на которую должна рассчитана изоляция какой

либо одной, нескольких или всех обмоток трансформатора. К высоковольтным

относятся трансформаторы у которых рабочее напряжение в любой обмотке не

превышает 1000 - 1500В.

Такие трансформаторы делят на 2 типа:

1) имеет высокое номинальное напряжение.(свыше 1500В) и надежную изоляцию между отдельными обмотками трансформатора или между каждой обмоткой и корпусом, а так же надежную слоевую изоляцию в высоковольтных обмотках.

2) Имеет невысокое рабочее напряжение в обмотках, но в силу схемных особенностей высокие напряжения существуют между обмотками или между какой то обмоткой или корпусом. В этом случае трансф. считается высоковольтным т.к требуется выполнение высоковольтной изоляции между обмоткой и корпусом. Однако в этом случае применяется низковольтная.

6.2 Область применения трансформаторов.

Силовые трансформаторы служат для получения напряжений питающих выпрямители моторы и других нагрузок (около 70% всех приборов)

Низкочастотные трансформаторы применяются в качестве согласующего элемента между источником сигнала и входом усилителя, между двумя усилителями или между усилителем и нагрузкой.

Особую группу составляют импульсные трансформаторы, которые используются для трансформации или формирования импульсов малой длительности. Они применяются в импульсной технике, гидролокации, в схемах ультразвуковых приборов и установок. В импульсном режиме их мощность достигает больших значений. Дроссели применяют в фильтрах питания (сглаживающие дроссели) в фильтрах выпрямителей, в высокочастотных фильтрах, в различных избирательных цепях, в различных стабилизаторах и регуляторах.

6.3 Элементы конструкций трансформаторов и дросселей. Несмотря на различия функций силовых трансформаторов и низкочастотных, основные физические процессы происходящие в них одни и те же. Поэтому трансформаторы разного схемного назначения имеют однотипную конструкцию : любой трансформатор состоит из сердечника изготовленного из магнитного материала, на котором размещена катушка с обмотками , а так же элементов, служащих для скрепления частей сердечника и закрепления трансформатора. 6.3.1 Магнитопроводы.

Для трансформаторов и дросселей применяют три шипа магнитопроводов: стержневой, броневой т кольцевой.

При использовании броневого магнитопровода все обмотки трансф. размещают на одной катушке, которую надевают на средний стержень магнитопровода.

При использовании стержневого на 2 его стержнях расположены 2 катушки.

В маломощных силовых и низкочастотных трансф. используется броневой сердечник, т.к применение одной катушки упрощает конструкцию и позволяет получить максимальный коофициент усиления , заполнена она медью.

Стержневую конструкцию используют для трансф. средней и большой мощности : наличие двух катушек увеличивает теплопередачи и улучшает тепловой режим обмоток.

Преимуществом стержневой системы конструкции является слабое внешнее магнитное поле, т.к поля от этих катушек направлены навстречу друг - другу. Наименьшее внешнее поле получается при использовании в трансф. кольцевых магнитопроводов. Но они используются редко т.к низка производительность при поломке магнитопровода.

По конструкции броневые и стержневые магнитопроводы подразделяются на собранные из пленочных пластин и пленочные.

Ленточный магнитопровод можно получить наливкой и обмоткой полосы трансформаторной системы. После разрезки получают С -образные сердечники.

Для получения мин. намагниченного зазора в магнитопроводе торцы сердечников после установки в катушку заливают пастой содержащий ферромагнитный материал. Если зазор необходим то в месте слепка двух сердечников устанавливают накладки из бумаги или картона необходимой толщины. Ленточная конструкция сердечников позволяет механизировать процесс изготовления.

При использовании некоммутируемых сталей применение ленточных сердечников позволяет сохранить размеры и массу трансформаторов. Это происходит потому, что в магнитных силовых линий проходит перпендикулярно по направлению потока. При этом можно иметь достаточно большие размеры. В ленточных сердечниках линии расположения поля находятся по всей длине магнитопровода.

К основным параметрам сердечника относятся : средняя длинна магнитной силовой линии 1с, активная площадь поперечного сечения магнитопровода Sc, площадь окна So, и вес магнитопровода Gc.

Площадь поперечного сечения

Sc = kc * 2ab где kc - коофициент заполнения , учитывающий, что часть площади поперечного сечения магнитопровода занял оксид металла и другие намагниченные материалы.

Кс - зависит от толщины материала и лежит в пределах 0.85 <kc< 0.95

Трансформаторы.

ГОСТ 17596 - 72 - трансформаторы согласования, низкочастотные мощностью до 25

Вт.

Основные параметры:

Термины и определения.

Номинальная мощность - расчетная суммарная мощность вторичных обмоток при номинальных напряжениях и сопротивлениях нагрузки в режиме согласования.

Номинальное сопротивление нагрузки - сопротивление на которое рассчитан трансформатор.

Коофициент трансформации отношение числа витков вторичной обмотки к числу витков первичной или напряжение на вторичной обмотке к напряжению на первичной обмотке. В режиме холостого хода будет учтено падение напряжения на трансформаторе.

studfiles.net

Дроссель и дроссель-трансформатор ЖД: описание

25.09.2015

Дроссель-трансформатор: назначение

Путевые дроссели и дроссель-трансформаторы на ЖД выполняют функции передатчиков тягового тока между РЦ в обход изолирующих стыков на линиях с автоблокировкой, стыкуя 2 системы электрической тяги.

Устанавливаются дроссели ДГ и дроссель-трансформаторы на ЖД с участками на электротяге постоянного или переменного тока с частотой 50 Гц и электроблокировкой на переменном сигнальном токе частотой 25 Гц и 75 Гц в РЦ.

Дроссель-трансформатор ДТ и дроссель ДГ имеет средний вывод, предназначенный для пропуска двойной силы тока. Так дроссель ДГ-150 и путевой дроссель-трансформатор ДТ-1-150 пропускают переменный ток номиналом в 150 А, средний вывод — 300 А. Соответственно дроссель ДГ-300 и дроссель-трансформатор ДТ-1-300 рассчитаны на пропуск тока силой в 300 А, средний вывод — 600 А.

Чем отличается дроссель от трансформатора

Главное отличие трансформатора от дросселя состоит в количестве обмоток и принципе работы.

Так путевой дроссель обладает одной обмоткой, сглаживает пульсацию постоянного тока за счёт запирания переменной составляющей.

Трансформатор имеет несколько обмоток и изменяет величину напряжения. Дроссель-трансформатор жд рассчитан на передачу через каждую секцию обмотки номинального тока в электрической тяге.

Маркировка ДТ

В обозначении ДТ первая цифра означает величину полного сопротивления основной обмотки переменному току частотой 50 Гц, вторая — значение тягового тока, на который рассчитана каждая полуобмотка дроссель-трансформатора.

Если маркировка ДТ начинается с цифры “2”, это свидетельствует о том, что такой дроссель-трансформатор сдвоенный. Например, путевой дроссель-трансформатор 2ДТ-1-300 в одном корпусе содержит два дроссель-трансформатора ДТ-1-300.

Аббревиатура ДТЕ свидетельствует о том, что данный дроссель-трансформатор не нуждается в обслуживании в процессе эксплуатации. Подробнее с ДТЕ можно ознакомиться тут.

Если же марка ДТ содержит литеры “Г” и “М”, это говорит о том, данный дроссель-трансформатор ДТ имеет залитую герметиком (герметизированную) обмотку и не нуждается в заливке маслом.

Коэффициент трансформации и габариты

Коэффициент трансформации (n) — соотношение напряжений в режиме холостого хода напряжения вторичной обмотки к напряжению первичной обмотки, без учёта падения напряжения. Или, иными словами, коэффициент трансформации n — соотношение между количеством витков первичной и вторичной обмоток.

В НКА-СтройСервис имеются в наличии: дроссели: ДГ-150 и ДГ-300 — 388×514×207 мм дроссель-трансформаторы переменного тока: • ДТ-1МГ1-150 • ДТ-1МГ1-300 • 2ДТ-1МГ1-150 • 2ДТ-1МГ1-300 • ДТ-1МГ-150 — 460×535×208 мм • ДТ-1МГ-300 — 460×535×208 мм • 2ДТ-1МГ-150 — 530×515×208 мм • 2ДТ-1МГ-300 — 530×515×208 мм • ДТ-1-150 — n=3; 535×335×325 мм; 51 кг • ДТ-1-300 — n=3; 500×300×310 мм; 51 кг • 2ДТ-1-150 — n=3; 520×520×310 мм; 88 кг • 2ДТ-1-300 — n=3; 500×500×310 мм; 100 кг дроссель-трансформаторы постоянного тока: • ДТ-0,2-1000 — n=17; 670×460×375 мм; 157 кг • ДТ-0,2-1000 — n=23; 670×460×375 мм; 157 кг • ДТ-0,2-1000 — n=40; 670×460×375 мм; 157 кг • ДТ-0,2-500 — n=17; 670×460×375 мм; 120 кг • ДТ-0,2-500 — n=23; 670×460×375 мм; 120 кг • ДТ-0,2-500 — n=40; 670×460×375 мм; 120 кг • ДТ-0,6-1000 — n=3; 840×475×400 мм; 235 кг • ДТ-0,6-1000 — n=15; 840×475×400 мм; 235 кг • ДТ-0,6-1000 — n=38; 840×475×400 мм; 235 кг • ДТ-0,6-500 — n=3; 845×475×395 мм; 200 кг • ДТ-0,6-500 — n=15; 845×475×395 мм; 200 кг • ДТ-0,6-500 — n=38; 845×475×395 мм; 200 кг Продажа ДТ и ДГ осуществляется по ценам завода-изготовителя. У нас возможно не только купить ДТ с доставкой к месту эксплуатации. По заявке наши специалисты могут установить дроссель-трансформатор или дроссель ДГ на станции или перегоне в полном соответствии со всеми действующими техническими документами и нормативными актами. Звоните нам: (812) 310-52-60.

nkass.ru

Классификация трансформаторов и дросселей » Портал инженера

Малогабаритные трансформаторы и дроссели могут классифицироваться по различным признакам: функциональному назначению, рабочей частоте, электрическому напряжению, электрической схеме, а также конструктивным признакам.

Функциональное назначение. Этот классификационный признак характеризует основные функции, выполняемые трансформатором в электрической схеме. Согласно данному признаку малогабаритные трансформаторы подразделяются на трансформаторы питания, согласующие и импульсные.

Рабочая частота трансформатора - один из наиболее важных параметров, который определяет ряд характеристик изделия, назначение и область возможного применения. По этому признаку трансформаторы могут быть классифицированы на: трансформаторы пониженной частоты (ниже 50 Гц), промышленной частоты (50 Гц), повышенной промышленной частоты (400, 1000 Гц), повышенной частоты (до 10 000 Гц), высокой частоты (свыше 10 000 Гц).

Электрическое напряжение. По данному признаку трансформаторы можно разделить на низковольтные, у которых напряжение любой обмотки не превышает 1000 В, и высоковольтные, у которых напряжение любой обмотки может превышать 1000 В.

Электрическая схема. По данному признак) трансформаторы подразделяются на однообмоточные, двухобмоточные и многообмоточные.

Однообмоточный трансформатор - автотрансформатор, в котором между первичной (входной) и вторичной (выходной) обмотками кроме электромагнитной связи существует еще и непосредственная электрическая. Такой трансформатор не имеет гальванической развязки.

Двухобмоточный трансформатор имеет одну первичную и одну вторичную обмотки, а многообмоточный - несколько вторичных обмоток. Все обмотки двухобмоточных и многообмоточных трансформаторов электрически не связаны друг с другом.

Конструктивные признаки. Это основные классификационные признаки трансформаторов, в основе которых лежат конструкция магнитопровода, его конфигурация и технология изготовления. По конструкции магнитопровода определяется конструкция трансформатора, т. е. название магнитопровода определяет конструктивный признак трансформатора.

Конструктивно магнитопроводы трансформаторов и дросселей подразделяются на броневые, стержневые и тороидальные (кольцевые). Соответственно трансформаторы и дроссели в зависимости от конструкции применяемого магнитопровода подразделяются на броневые, стержневые и тороидальные.

Магнитопроводы дросселей сглаживающих фильтров отличаются от магнитопроводов трансформаторов наличием немагнитного (воздушного) зазора, что позволяет достичь при одинаковом токе под-магничивания значительно большей индуктивности, а также значительно уменьшить степень изменения индуктивности дросселя при изменении тока в обмотке.

Практически зазор между половинами магнитопровода заполняется изоляционной (диэлектрической) прокладкой; при этом фиксируется его размер.

Магнитопровод броневого трансформатора выполняется Ш-образной формы, все обмотки располагаются на среднем стержне, т. е. обмотки частично охватываются (бронируются) магнитопроводом (рис.(а)). В условное обозначение такого трансформатора входит буква "Ш".

Классификация трансформаторов и дросселей

Броневые трансформаторы характеризуются следующими достоинствами: наличием только одной катушки с обмотками по сравнению со стержневыми трансформаторами, более высоким заполнением окна магнитопровода обмоточным проводом (медью), частичной защитой от механических повреждений катушки с обмотками ярмом магнитопровода.

Магнитопровод стержневого трансформатора выполняется П-образной формы и имеет два стержня с обмотками (рис.(б)). На каждом стержне помещается половина витков первичной и половика витков вторичной обмоток. Они соединяются между собой последовательно так, чтобы намагничивающие силы этих полуобмоток совпадали по направлению.

Стержневые трансформаторы обладают меньшей чувствительностью к внешним магнитным полям, так как знаки ЭДС помех, наводимых в двух катушках трансформатора, равны по величине, но противоположны по знаку, поэтому взаимно уничтожаются. В условное обозначение такого трансформатора входит буква "П".

Магнитопровод тороидального трансформатора выполняется круглой формы, как правило, навивкой ленты или из прессованного материала. В условное обозначение такого трансформатора входит буква "О".

Тороидальные трансформаторы характеризуются следующими достоинствами: меньшим магнитным сопротивлением, минимальным внешним потоком рассеяния, нечувствительностью к внешним магнитным полям независимо от их направления. Однако технология изготовления обмоток при полностью замкнутом магнитопроводе весьма сложна, условия охлаждения обмоток наиболее неблагоприятны по сравнению с другими трансформаторами.

Магнитопроводы для трансформаторов и дросселей изготовляются нескольких типов, основными из которых являются следующие:

ШЛ - броневой ленточный, с наименьшей массой;ШЛМ - броневой ленточный, с уменьшенным расходом меди;ШЛО - броневой ленточный, с увеличенной шириной окна;ШЛП - броневой ленточный, с наименьшим объемом;ШЛР - броневой ленточный, наименьшей стоимости;ПЛ - стержневой ленточный;ПЛВ - стержневой ленточный, с наименьшей массой;ПЛМ - стержневой ленточный, с уменьшенным расходом меди;ПЛР - стержневой ленточный, наименьшей стоимости;ОЛ - тороидальный ленточный, с наименьшей массой.

Условные обозначения трансформаторов и дросселей

Т - трансформатор питания;ТА - трансформатор питания анодных цепей;ТН - трансформатор питания накальлых цепей;ТАН - трансформатор питания анодно-накальных цепей;ТПП - трансформатор питания устройств на полупроводниковых приборах;ТР - трансформатор питания с оребрением для охлаждения;ТС - трансформатор питания бытовой радиоаппаратуры;ТТ - трансформатор питания тороидальный;ТВТ - трансформатор входной для транзисторных устройств;ТОТ - трансформатор выходной (оконечный) для транзисторных устройств;Т - трансформатор согласующий;ТМ - трансформатор согласующий, маломощный;ТИ - трансформатор импульсный, миниатюрный;ТИМ - трансформатор импульсный, миниатюрный, маломощный;Д1-Д274 - Дроссели унифицированные, низкочастотные;Д, Др - дроссели фильтров для бытовой радиоаппаратуры.

Источник: https://www.radiolamp.ru/

Обсудить на форуме

ingeneryi.info

Russian HamRadio - Блоки питания для системных модулей типа IBM PC-XT/AT. Глава 6.3.ТРАНСФОРМАТОРЫ И ДРОССЕЛИ.

6.3.ТРАНСФОРМАТОРЫ И ДРОССЕЛИ.

Представляют собой частные случаи катушек индуктивности с магнитным сердечником. В реальной катушке провод, из которого она навивается, обладает последовательным сопротивлением, а между витками обмотки имеется распределенная емкость.

Две катушки индуктивности, связанные друг с другом через общий магнитный сердечник, образуют трансформатор. При этом реальные трансформаторы (в отличие от идеальных) имеют между вторичными и первичными обмотками емкость.

Эквивалентная схема катушки индуктивности показана на рис. 74,6.

Межвитковая емкость представлена здесь в виде шунтирующего конденсатора с сосредоточенными параметрами, так что на некоторой частоте имеется параллельный резонанс. Эта частота резонанса определяет верхнюю частоту, на которой можно использовать катушку индуктивности.

Другой важной характеристикой катушек индуктивности является их чувствительность к паразитным магнитным полям и способность генерировать эти поля. Поэтому к силовым импульсным трансформаторам ИБП предъявляют жесткие требования по обеспечению электромагнитной совместимости, по индуктивности рассеяния обмоток при условии обеспечения хорошего потокосцепления между обмотками, а также по конструкции с высокой прочностью изоляции (как правило, пробивное напряжение не менее 2кВ). Эти требования прежде всего обусловлены прямоугольностью формы напряжения с большой частотой (около З0кГц), а также большой амплитудой импульсов в каждом полупериоде напряжения.

Импульсные трансформаторы предназначены для передачи кратковременных электрических импульсов достаточно большой мощности. Возникающие при этом искажения плоской части импульса определяются конечной величиной индуктивности первичной обмотки L1, а искажения фронта - индуктивностью рассеяния Ls. Эти искажения фронтов импульсов вызываются паразитными колебаниями, возникающими в контуре, образованном индуктивностью рассеяния Ls и собственной емкостью С0. Поэтому при выполнении импульсного трансформатора принимаются специальные меры для уменьшения этих паразитных параметров.

Меры эти в основном сводятся к следующему. Обмотки располагают таким образом, чтобы между их выводами было приложено в процессе работы возможно меньше импульсное напряжение. Рекомендуется обмотку с меньшим числом витков располагать внутри, а с большим числом витков -

снаружи катушки. Для получения малой величины индуктивности рассеяния одну из обмоток наматывают в два слоя, между которыми помещают вторую обмотку. В некоторых импульсных трансформаторах первичная и вторичная обмотки наматываются одновременно двумя проводами, так что витки одной обмотки располагаются между витками другой. В качестве межслоевой и межобмоточной изоляции обычно используются пленки неорганических диэлектриков. Сами трансформаторы пропитывают компаундами или лаками.

В силовых импульсных трансформаторах ИВП персональных компьютеров находят широкое применение Ш-образные ферритовые магнитопроводы, наиболее технологичные для процесса намотки обмоток и характеризующиеся высоким коэффициентом их заполнения.

Исходя из вышесказанного, можно сделать неутешительный вывод о том, что при выходе из строя силового импульсного трансформатора его ремонт или изготовление нового - дело весьма сложное и требует специального оборудования, материалов, оснастки и высокой квалификации.

Кроме того импульсный трансформатор является оригинальной неунифицированной деталью, которая разрабатывается и применяется для данной конкретной схемы ИВП и, как правило, не подходит для других схем.

При нарушении хотя бы одного из вышеперечисленных параметров в результате ремонта импульсного трансформатора, он будет работать неудовлетворительно, что приводит к нарушению оптимального соотношения потерь мощности на элементах ИВП и скорому повторному выходу ИБП из строя.

К счастью, силовые импульсные трансформаторы необратимо выходят из строя довольно редко, что объясняется их высокой надежностью, которая заложена в технологии их изготовления, т.к. импульсный трансформатор является одним из самых ответственных элементов схемы ИБП.

Рассмотрим теперь основные особенности построения трансформаторов тока, которые используются во многих схемах ИБП в качестве датчика схемы токовой защиты.

Характерной особенностью

трансформатора тока в отличие от трансформатора напряжения является то, что вторичная обмотка его должна быть обязательно замкнута на нагрузку, сопротивление которой не превышает определенного значения. Разомкнутое состояние вторичной обмотки является аварийным режимом. Поясним это подробнее.

Т.к. ток первичной обмотки не изменяется при разрыве цепи вторичной обмотки, в отличие от трансформатора напряжения, то переменный магнитный поток в сердечнике имеет очень большую амплитуду из-за того, что отсутствует встречный компенсирующий магнитный поток, порождаемый током вторичной обмотки. Скорость изменения магнитного потока при смене полярности тока, протекающего через первичную обмотку, также очень велика. Поэтому будет очень велика ЭДС, наводимая этим потоком на разомкнутой вторичной обмотке. Величина этой ЭДС такова, что может привести к пробою изоляции. Для безопасности работы в случае повреждения изоляции между первичной и вторичной обмотками, вторичная обмотка должна быть обязательно заземлена.

Кроме того, большая амплитуда переменного магнитного потока в сердечнике приводит к значительному возрастанию потерь на его перемагничивание. Поэтому трансформатор начинает сильно перегреваться.

В схеме ИБП PS-6220C, например, функцию нагрузки вторичной обмотки трансформатора тока Т4 выполняет резистор R42 (470 Ом) (см. рис.56).

Трансформатор тока в рассматриваемом классе ИБП в основном имеет две конструктивные реализации. В одном варианте он представляет собой трансформатор на Ш-образном ферритовом сердечнике, на среднем керне которого расположен каркас с намотанной на него вторичной обмоткой. Первичная обмотка расположена поверх вторичной и представляет из себя один виток монтажного провода в пластмассовой изоляции (рис.76,а,б).

Рис. 76. Встречающиеся на практике конструкции трансформатора тока на Ш-образном (а) и на кольцевом (б,

в) сердечнике.

В другом варианте вторичная обмотка наматывается на кольцевой ферритовый сердечник, а первичной обмоткой является вывод конденсатора, который включен последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора (рис. 76,в).

Однако встречаются и другие варианты конструктивного исполнения трансформатора тока.

Дроссели выходных фильтров (кроме дросселя групповой стабилизации) представляют собой катушки индуктивности с однорядной намоткой из медного провода большого сечения на незамкнутом ферритовом сердечнике цилиндрической формы (ферритовые стержни). Большое сечение провода объясняется значительной величиной выходных токов ИБП, а незамкнутая форма сердечника - работой дросселя с большим током

подмагничивания. Замкнутая форма сердечника в этом случае привела бы к вхождению его в магнитное насыщение и потере дросселем фильтрующих свойств.

Неисправности индуктивных элементов можно подразделить на:

• обрыв в обмотке;

• межвитковое замыкание;

• межобмоточное замыкание (только для трансформаторов),

• замыкание (пробой) обмотки на сердечник;

• потеря сердечником магнитных свойств (из-за перегрева, механических повреждений и т.д.).

Выход из строя выходных дросселей фильтров в ИБП явление крайне редкое из-за их высокой надежности.

Выход из строя трансформаторов часто можно определить при внешнем осмотре по потемнению отдельных участков наружной изоляции, появлению пузырьков воздуха под изоляцией, вспениванию и выделению из под изоляции пропиточного компаунда.

Целостность обмоток на "обрыв", а также наличие межобмоточного замыкания и замыкания какой-либо из обмоток на сердечник легко проверяются с помощью омической "прозвонки".

Остальные из перечисленных выше неисправностей поддаются обнаружению крайне сложно, так как омическое сопротивление обмоток трансформатора очень мало (единицы и даже доли Ом!).

Если есть подозрение на межвитковое замыкание или на потерю сердечником магнитных свойств, то трансформатор нуждается в замене на аналогичный.

qrx.narod.ru