Как изготовить трансформатор на П — образном сердечнике. Для чего нужен сердечник в трансформатореСердечник трансформатора: характеристики основных видовТрансформатор служит для преобразования напряжения переменного тока. Он состоит из сердечника с двумя или несколькими обмотками. На одну из катушек подаётся переменное напряжение. Проходящий при этом через неё ток, вызывает изменение во времени магнитного потока в сердечнике. Этот поток пронизывает все обмотки и по закону электромагнитной индукции наводит в них ЭДС. В зависимости от соотношения числа витков в катушках исходное напряжение во вторичной обмотке повышается или понижается в сравнении с поданным. Сердечник необходим для более эффективной трансформации напряжения уменьшения потерь на рассеянии.
Изготавливаются сердечники из стали, перемагничивание которой также приводит к бесполезному расходованию электроэнергии. Как уменьшить потериВеличина потерь на перемагничивание зависит от нескольких факторов:
Потери уменьшают за счёт использования специальной трансформаторной стали. Она требует меньшую энергию на перемагничивание в сравнении с другими веществами. Вихревые токи достигают наибольших значений в массивных проводниках из-за их малого сопротивления. Для их уменьшения необходимо увеличить электрическое сопротивление. Этого достигают за счёт набора сердечника из отдельных листов. Толщина стальных пластин выбирается не более 0,5 мм.
Основные виды сердечников
Стержневой сердечник сконструирован в виде буквы П и состоит из двух стержней, соединённых ярмом. При необходимости защитить обмотки от внешних воздействий используют броневые магнитопроводы. Ярмо находится с внешней части и полностью закрывает, расположенный внутри стержень с обмоткой. Сердечники классифицируют так же по способу сборки пластин:
Особенности импульсных нагрузокДля приборов несущих импульсную нагрузку применяют специальные трансформаторы. Они способны преобразовать напряжение и силу тока при импульсных нагрузках и выдержать их разрушающее действие. Типы сердечников импульсных трансформаторов по форме не отличаются от других видов приборов. Наиболее часто магнитопровод изготавливают в виде тора из феррита. На него наматываются обмотки особым способом: в первичной витку укладываются против часовой стрелки, а во вторичной – по часовой. Такой трансформатор можно изготовить самостоятельно, необходимо только учесть требования сохранения импульса. Расчёт мощности преобразователяКаждый трансформатор имеет технические характеристики, указанные в паспорте. Бывает необходимо провести самостоятельные расчёты обмотки и мощности если данные утеряны. Значение мощности важно для определения возможности использования конкретного преобразователя. Перед тем как определить мощность трансформатора по сечению сердечника, изучают тип магнитопровода. Если сердечник имеет Ш форму выполняют такие вычисления:
После этого проводится расчёт по формуле: где Sплощадь сечения, 1,33 коэффициент. Полученное значение покажет возможность установки данного трансформатора в прибор известной мощности. Если расчёты дали показатель меньше чем у аппаратуры, значит трансформатор использовать нельзя. Статья была полезной? Оцени и поделись ей в соц. сетях: Loading ... Советуем почитать по теме:expertelektrik.ru Стальной сердечник - трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Стальной сердечник - трансформаторCтраница 1 Стальной сердечник трансформатора Т выполняется с воздушным зазором и не насыщается, что позволяет обеспечить необходимое для правильной работы фильтра постоянство коэффициента kr и строгую пропорциональность между Ет и первичным током. [2] В стальном сердечнике трансформатора электрическая энергия расходуется на п е р е м а г и и ч и в а н и е сердечника, которое происходит 100 раз в секунду при частоте переменного тока, равной 50 герц, и на вихревые токи, возникающие в толще материала сердечника. С целью уменьшить потери на пе-ремагничивание п вихревые токи для изготовления сердечников трансформаторов применяют специальную листовую сталь толщиной 0 3 - 0.5 мм. [3] Для чего нужен стальной сердечник трансформатора. [4] Задача 2.11. В стальном сердечнике трансформатора ( рис. 2.8), имеющем обмотки на крайних стержнях, нужно получить в среднем стержне магнитный поток Ф 0 480 вб. Доля участия каждой обмотки в создании магнитного потока должна быть одинаковой. [5] Однако слишком сильное гудение стального сердечника трансформатора свидетельствует о нарушениях рабочего режима. [6] Значение магнитной индукции в стальном сердечнике трансформатора выбирается с учетом размагничивающего действия вторичной обмотки. [8] Основной поток замыкается в стальном сердечнике трансформатора. [9] В процессе работы обмотки и стальной сердечник трансформатора нагреваются. Металлические части трансформатора могут без повреждения продолжительное время выдерживать сравнительно высокие температуры нагрева. Изоляция обмоток, от надежности которой прежде всего зависит надежность работы трансформатора, при нагреве постепенно изнашивается, стареет. Старение изоляции характеризуется уменьшением ее эластичности и механической прочности. Следствием этого могут быть электрический пробой изоляции и повреждение трансформатора. Время, в течение которого изоляция изнашивается настолько, что она по своему физическому состоянию становится уже непригодной к дальнейшей работе, зависит от температуры ее нагрева. С увеличением последней при прочих равных условиях срок службы трансформатора уменьшается. [10] В процессе работы обмотки и стальной сердечник трансформатора нагреваются. Металлические части трансформатора без повреждения могут продолжительное время выдерживать сравнительно высокие температуры нагрева. Изоляция обмоток, от надежного поведения которой прежде всего зависит надежность работы трансформатора, при нагреве постепенно изнашивается или, как говорят, стареет. [11] От действия переменного магнитного поля в стальных сердечниках трансформаторов тоже могут возникать вредные вихревые токи. И чтобы бороться с ними, сердечники трансформаторов также делают не сплошными, а из тонких изолированных листов специальной трансформаторной стали. [12] Получится схема, приведенная на рис. 11 - 11, на которой не показан стальной сердечник трансформатора. [13] Если подобрать транзисторы VT1 и VT2 с равными начальными токами, то подмагничивание вообще исключается. Режим работы стального сердечника трансформатора определяется большими значениями магнитной проницаемости. Поэтому габаритные размеры, масса и стоимость двухтактного трансформатора получаются существенно меньше, чем трансформатора однотактного каскада при одинаковых электрических параметрах. [15] Страницы: 1 2 www.ngpedia.ru Магнитопровод трансформатора. Устройство и виды сердечников трансформаторовТрансформатор устанавливают в электрических сетях для преобразования напряжения переменного тока. Главные части устройства – это сердечник и обмотки. Обмотки – это катушки, которые наматываются из проводящего металла на сердечник. В этих целях чаще всего используют медь или алюминий. Под нагрузкой на первичную обмотку подается напряжение. Ток пронизывает обмотку и приводит к возникновению магнитного потока в сердечнике. В результате во второй обмотке также возникает напряжение. А его величина зависит от количества витков проволоки на первичной и вторичной обмотке. Что такое магнитопровод трансформатора и зачем он нужен?Магнитопровод или сердечник трансформатора позволяет более эффективно преобразовывать напряжение, уменьшая при этом потери. Для изготовления сердечников используют специальную ферромагнитную сталь. Виды сердечников трансформатора Сердечники по строению разделяют на:
Стержневой сердечник имеет вид буквы П. Обмотки насаживаются на стержни, а сами стержни соединяются ярмом. Такая конструкция магнитопровода позволяет легко осматривать и ремонтировать обмотки. Поэтому такой тип характерен для средних и мощных трансформаторов. Броневой сердечник Ш-образной формы. Обмотки находятся на центральном стержне. Броневые трансформаторы сложнее в производстве. И ремонтировать обмотки в них не так просто, как в стержневых. Тороидальный сердечник имеет вид кольца с сечением прямоугольной формы. Обмотки наматываются прямо на него. Поэтому этот тип сердечников считается самым энергетически эффективным.
а – стержневой сердечник, б – броневой сердечник, в – тороидальный сердечник. Как сократить потери в магнитопроводе трансформатора?В работающем трансформаторе на сердечник воздействует переменное магнитное поле. В результате вокруг сердечника возникают вихревые токи. Из-за них магнитопровод нагревается – то есть часть полезной энергии уходит впустую. На потери из-за перемагничивания влияет:
Чтобы снизить потери, для производства сердечников используют сталь с выраженными магнитными свойствами. Такой материал требует меньше энергии на перемагничивание. В монолитных проводниках вихревые токи приобретают максимальные значения из-за небольшого сопротивления. Следовательно, чтобы уменьшить потери в трансформаторе, нужно увеличить сопротивление материала сердечника. Производители силовых трансформаторов нашли выход: они набирают магнитопровод из металлических листов. Стальные пластины для сердечника берутся не более 0,5 мм толщиной. Чтобы действительно снизить сопротивление вихревым токам в сердечнике, металлические пластины нужно изолировать. Для этого производители трансформаторов используют лак и окалину. Прослойка не дает влиять вихревым токам на магнитный поток в сердечнике. Поэтому потери снижаются. Производители собирают пластины двумя способами:
Встык магнитопровод проще монтировать, но уровень потерь в них выше, чем у шихтованных сердечников. Поэтому большим спросом пользуются шихтованные трансформаторы. tdmetz.ru Трансформаторы | white-santa.ruУстройство для преобразования электрического тока из одной вылечены напряжения в другое — называется трансформатором. Эти устройства широко распространены в электротехнике и играют в ней огромную роль. Без этих устройств использование электроэнергии было бы затрудненно. Трансформаторы состоят из двух основных частей: обмотки и магнитопровода. Магнитопровод (сердечник) в трансформаторах выполняют несколько функций. Самой главной является усиление и передача магнитного потока, то есть как провода являются проводниками для электрического тока, так и магнитопровод для магнитного потока. Вторая функция магнитопровода, он является несущей частью, на него крепятся обмотки, также магнитопровод защищает обмотки от механических повреждений. Обмотки, их как минимум две, служат в качестве проводника электрического тока. Обмотка, подключаемая к источнику тока — называется первичной, а обмотка, подключаемая к потребителю соответственно вторичной. Как правило, в любом трансформаторе присутствует одна первичная обмотка, и одна или несколько вторичных обмоток. Принцип действия трансформаторов основан на явлении электромагнитной индукции, как и принцип действия асинхронного двигателя. Когда мы подаем напряжение на первичную обмотку трансформатора, по ней протекает ток, так как она замкнута и обладает сопротивлением. Вокруг этой обмотки возникает электрическое поле, пронизывая этим полем магнитопровод, в результате чего в нем возникает магнитный поток, который протекает по его замкнутому контуру. При этом на этом же магнитопроводе сидит и вторичная обмотка, магнитный поток пронизывает эту обмотку, в результате чего в ней индуцируется ЭДС, и если мы включим в цепь вторичной обмотки какое-то сопротивление, то в этой обмотке будит протекать ток. Трансформаторы бывают двух видов: понижающие и повышающие. Из названий можно понять, что понижающие трансформаторы уменьшают значение напряжения во вторичной обмотке, по сравнению с напряжением на первичной. А вот повышающие трансформаторы, наоборот увеличивают это значению. Так же трансформаторы делят по области применения: измерительные трансформаторы тока, напряжения, сварочные трансформаторы, трансформаторы связи и т.д. white-santa.ru Сердечник - силовой трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1Сердечник - силовой трансформаторCтраница 1 Сердечники силовых трансформаторов набирают из листовой трансформаторной стали толщиной 0 3 - 0 5 мм. Наиболее употребительна сталь марок Э4А и Э4АА, но можно применять сталь и других марок. В табл. II.2 и на рис. II.2 приведены размеры стандартных пластин для сердечников. [2] Сердечники силовых трансформаторов обычно делаются из отожженных пластин трансформаторной стали с содержанием I-4 % кремния. Этот материал обладает относительно высокой магнитной проницаемостью А сравнительно небольшими потерями при больших магнитных индукциях и позволяет изготавливать дешевые изделия. Материалы для сердечников трансформаторов звуковой частоты должны иметь высокую магнитную проницаемость при малых магнитных индукциях. Такими материалами являются, например, му-мегалл и пермаллой. Му-металл имеет н своем составе никель, железо, медь и марганец, а пермаллой - никель, железо, молибден и марганец. [4] Почему сердечники силовых трансформаторов, в том числе применяемых в бытовых электротехнических и радиотехнических устройствах, изготовляют из стали. [5] Для сердечников силовых трансформаторов малой мощности в диапазоне мощностей от единиц до нескольких сотен вольт-ампер в качестве магнитного материала широко используется как горячекатаная, так и холоднокатаная листовая электротехническая сталь разных марок и толщин. Для сердечников специальных пиковых и импульсных трансформаторов, кроме указанных сталей, применяются также листовой материал из сплава железа с никелем, называемый пермаллоем, и низкокоэрцитивные прессованные магнитные материалы, получившие название ферритов. [6] Обмотки и сердечник силового трансформатора погружены в бак с маслом. Бак имеет специальные трубки, или ребра для лучшего охлаждения масла и расширитель для, возможности изменения объема масла при изменении его температуры, зависящей От нагрузки, и температуры окружающего воздуха. На расширителе установлен указатель уровня масла с нанесенными отметками необходимого уровня при температурах масла: 40, 15, - 45 С. [7] Для изготовления сердечников силовых трансформаторов малой мощности в настоящее время используются горячекатаные стали марок Э41 и Э42 толщиной 0 5 и 0 35 мм для частоты 50 гц и марки Э44 толщиной 0 35 - 0 10 мм для частоты 400 гц и выше, а также холоднокатаные стали марок Э310, Э320 и ЭЗЗО толщиной 0 5 и 0 35 мм для частоты 50 гц и марки Э340 толщиной 0 2 мм для повышенных частот. [8] Изоляцией между пластинами сердечников силовых трансформаторов, изготовляемых из магнитно-мягких материалов с большой магнитной проницаемостью и малыми потерями, обычно служит оксидная пленка, полученная в результате отжига пластины или ленты. [9] Для обмоток и сердечников силовых трансформаторов с воздушным охлаждением допускаются такие же превышения температур, как и для машин; для масляных трансформаторов превышения температур допускаются следующие: обмотки - 70 С ( по методу сопротивления), сердечники - 75 С ( на поверхности), масло в верхних слоях - 60 С. Во избежание ускоренного старения масла температура верхних его слоев в трансформаторе не должна быть более 85 С. [10] Неисправность вызывается вибрированием пластин сердечника силового трансформатора ( рис. 16 Л, Б), поэтому при помощи гаечного ключа или плоскогубцев подтягивают гайки на стяжных шпильках силового накального трансформатора или силового автотрансформатора ( гл. Если с одной стороны имеются две гайки, то сперва подтягивают гайку, расположенную ближе к железному сердечнику трансформатора. Гайки подтягивают с обеих сторон шпильки. Если трансформатор прикреплен к шасси не болтами, а лапками ( рис. 19 5), то гудение иногда удается устранить осторожным вбиванием деревянных клинышков между сердечником трансформатора и шасси или смазкой железного сердечника трансформатора клеем БФ-2. Клинышки не следует вбивать в пространство между каркасом обмотки и сердечником трансформатора во избежание повреждения провода его обмотки. [11] Как правило, сборка сердечника силовых трансформаторов большой мощности ( больше 100 ква) производится из листов стали толщиной 0 5 мм, так как такая сборка менее трудоемка, чем сборка из листов толщиной 0 35 мм. [12] Это объясняется тем, что сердечник силового трансформатора не имеет зазора, подобного зазору вращающейся машины, а из расчета магнитной цепи машины ( см. § 2 - 5) следует, что даже при весьма небольшом зазоре намагничивающая сила F6 составляет главную часть намагничивающей силы всей машины. [13] Сердечники низкочастотных трансформаторов выполняются аналогично сердечникам силовых трансформаторов. [14] Страницы: 1 2 3 4 www.ngpedia.ru Сердечник - трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3Сердечник - трансформаторCтраница 3 Сердечник трансформатора набирается из листов электротехнической стали толщиной 0 5 мм или 0 35 мм. В настоящее время применяются два вида такой специальной стали: а) горячекатаная марок Э41, Э42 и Э43 и б) холоднокатаная марок Э310, Э320 и ЭЗЗО. Последняя по сравнению с первой имеет в направлении проката лучшие магнитные характеристики, но требует специальных приемов сборки сердечника. [31] Сердечник трансформатора служит для концентрации магнитного потока и выполняется ia электротехнической стали, пермаллоя, ферроди-электриков, ферритов. [32] Сердечник трансформатора 1, выполненный в виде тора, изготавливается из ленты, свернутой по спирали. Применение тороидального сердечника дает возможность полностью использовать высокие свойства текстурован-ного материала, например стали марки Э-310. Если вторичная обмотка равномерно расположена на сердечнике, то индуктивное сопротивление вторичной обмотки равно нулю, что позволяет повысить точность трансформатора токя. [33] Сердечники трансформатора мощностью более нескольких сот вольт-ампер при частоте 50 Гц имеют большие размеры, поэтому они набираются из прямоугольных пластин. [34] Сердечник трансформатора для уменьшения потерь на вихревые токи собирается из листовой электротехнической стали толщиной 0 35 или 0 5 мм. [36] Сердечники трансформатора для уменьшения потерь на наг, бирают из листов электротехнической стали толщиной 0, 35 - - 6 легированной кремнием. [37] Сердечники трансформаторов под действием магнитострикции деформируются. Если бы удлинения листов сердечника были прямо пропорциональны квадрату индукции, то колебания вследствие магнитострикции содержали бы только одну частоту, равную удвоенной частоте сети. Но на самом деле эта зависимость отличается от указанной, поэтому механические колебания, а соответственно, и произведенный шум, содержат высшие гармоники. [38] Сердечники трансформаторов бывают стержневыми или кольцевыми; первичная обмотка может быть многовитковой и одно-витковой - стержневой; изоляцию между первичной и вторичной обмотками делают сухой ( фарфор, прессшпан и другие сухие изоляционные материалы) или масляной. [39] Сердечник трансформатора для уменьшения потерь на вихревые токи собирается из листовой электротехнической стали толщиной 0 35 или 0 5 мм. [41] Сердечник трансформатора набирают из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0 35 или 0 5 мм, изолированных между собой лаком или бумагой для уменьшения потерь от вихревых токов. [42] Сердечник трансформатора заземляют, электрически соединяя его с баком. Заземлять магнитонро-вод необходимо для предотвращения появления на нем электрического потенциала, что может вызвать электрические разряды между магнитопроводоы и другими частями трансформатора. [44] Сердечник трансформатора крепят к опорным балкам. [45] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru сердечник трансформатора | Электрознайка. Домашний Электромастер.
Трансформатор – это электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при той же частоте.Действие трансформатора основано на использовании явления электромагнитной индукции. Переменный электрический ток (ток, который изменяется по величине и по направлению) наводит в первичной катушке переменное магнитное поле. Это переменное магнитное поле, наводит переменное напряжение во вторичной обмотке. Величина напряжения ЭДС зависит от числа витков в катушке и от скорости изменения магнитного поля.
Один и тот же трансформатор может быть как понижающим, так и повышающим, в зависимости от того на какую обмотку подается переменное напряжение. Трансформаторы без сердечника или с сердечником из высокочастотного феррита или альсифера — это высокочастотные трансформаторы ( частота выше 100 килогерц).Трансформаторы с ферромагнитным сердечником (сталь, пермаллой, феррит) – это низкочастотные трансформаторы (частота ниже 100 килогерц). Высокочастотные трансформаторы используются в устройствах техники электросвязи, радиосвязи и др. Низкочастотные трансформаторы используются в усилительной технике звуковых частот, в телефонной связи.Особое место трансформаторы со стальным (набор из стальных листов) сердечником занимают в Развитие электроэнергетики напрямую зависит от мощных, силовых трансформаторов.Мощности силовых трансформаторов имеют величины от нескольких ватт до сотен тысяч киловатт и выше. Силовой трансформатор – что же это?На замкнутый сердечник (магнитопровод), набранный из стальных листов, надевают две или больше, обмоток, одна из которых соединяется с источником переменного тока. Другая (или другие) обмотка соединяется с потребителем электрического тока – нагрузкой. Переменный ток, проходящий по первичной обмотке, создает в стальном сердечнике магнитный поток, который наводит в каждом витке обмотки – катушки переменное напряжение. Напряжения всех витков складываются в выходное напряжение трансформатора. Форма сердечника – магнитопровода, может быть Ш – образной, О – образной и тороидальной, в виде тора. Таким образом в силовом трансформаторе электрическая мощность из первичной обмотки передается во вторичную обмотку через магнитный поток в магнитопроводе. Потребителей электрической энергии очень много: электрическое освещение, электронагреватели, радио и Проблема эта легко решается с помощью трансформатора. Из бытовой сети с переменным напряжением 220 вольт можно получить переменное напряжение любой величины и , если необходимо, преобразовать его в постоянное напряжение. Коэффициент полезного действия трансформатора довольно велик, от 0,9 до 0,98 и зависит от потерь в магнитопроводе и от магнитных полей рассеяния.От величины электрической мощности Р зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.По значению площади S определяется, при расчетах трансформатора, количество витков w на 1 вольт: w = 50 / S. Мощность трансформатора Рс выбирается из требуемой величины нагрузки Рн плюс величина потерь в сердечнике. При расчете трансформатора с определенной степенью точности можно считать, что мощность нагрузки во вторичной обмотке Pн = Uн * Iн и мощность потребляемая из сети в первичной обмотке Pc = Uc * Ic приблизительно равны. Если потерями в сердечнике пренебречь, то получается равенство: k = Uс / Uн = Iн / Iс. То есть, выводится правило: токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны их напряжениям, а соответственно и числу их витков. domasniyelektromaster.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
Сердечник трансформатора испытывает значительное воздействие переменного магнитного поля. Это приводит к возникновению вихревых токов. В результате происходит нагревание магнитопровода что приводит к потерям энергии.
Чтобы при нагревании листы между собой не сплавились, для снижения потерь на вихревые токи пластины изолируют друг от друга. В качестве разделителя используют лак, окалину. Существуют химические способы изоляции стальных листов. Прослойки оказывают вихревым токам сильное сопротивление, купируют их действие, что значительно снижает энергопотери.
Трансформаторы имеют различные сферы применения, технические характеристики, габариты. Они отличаются и по типу магнитопроводов. Конструктивно сердечники разделены на три основных вида:
Имеются различия в соединении стержней с ярмом. Их собирают двумя способами:
Отношение числа витков первичной и вторичной обмоток определяет коэффициент трансформации: k = w1 / w2; где:w1 — число витков в первичной обмотке;w2 — число витков во вторичной обмотке.Если число витков в первичной обмотке больше чем во вторичной — это понижающий трансформатор.Если число витков в первичной обмотке меньше, чем во вторичной — это повышающий трансформатор. 
электротехнике.
теле аппаратура, электродвигатели и многое другое. И все эти приборы требуют различные напряжения (переменные и постоянные) и разные мощности. 
