Eng Ru
Отправить письмо

Простейший расчет силового трансформатора. Обмотки трансформатора силового


Обмотки силовых трансформаторов

Конструкция силового трансформатора представляет собой сложную систему. Если вам нужно купить трансформатор сухой силовой, но вы сомневаетесь в том, по каким параметрами выбрать товар, обратитесь к специалистам компании «Терра-Ток» для получения консультации. Звоните нам по телефону 8-800-505-90-82.

Обмотки – это совокупность витков, которые образуют электрическую цепь, где складывается электродвижущая сила, индуктируя в отдельных витках. Эти конструктивные элементы состоят из обмоточных проводов и изоляционных деталей, которые предусмотрены конструкцией. Они не только защищают витки от электропробоя и препятствуют их смещению из-за электромагнитного воздействия, но и создают каналы для охладительных процессов. Рассмотрим подробнее.

Что представляют собой обмотки силовых трансформаторов

Эти элементы различаются по типу намотки, ее направлению, количеством витком, числу параллельных в витке проводов и схемой для соединения отдельных между собой отдельных элементов обмотки.

По взаимному расположению на стержне подразделяются на:

  • Концентрические. Изготовлены в виде цилиндров и располагаются на магнитном стержне концентрически;
  • Чередующиеся. Обмотки высокого напряжения и низкого напряжения, которые чередуются на стержне в осевом направлении.

Главным элементом трансформаторных обмоток является виток, в нем наводится электродвижущая сила. В зависимости от значений величины тока он может быть выполнен одним или несколькими параллельными проводами. Ряд из витков, который намотан на цилиндрическую поверхность, имеет название слоя. По количеству витков значение может варьироваться от одного до нескольких десятков.

Виды обмоток и их особенности

Однослойная или многослойная цилиндрическая обмотка образуется при намотке одного или несколько слоев провода круглого или прямоугольного сечения. Наиболее простой является однослойная обмотка из прямоугольного провода. Слой обмотки составляют витки, наматываемые по винтовой линии на бумажно-бакелитовый цилиндр. Каждый виток в слое укладывается вплотную к предыдущему в осевом направлении обмотки. Витки цилиндрической обмотки состоят из одного или нескольких параллельных проводов, располагаемых рядом и имеющих одинаковое положение по отношению к полю рассеяния трансформатора. Обычно обмотку из прямоугольного провода наматывают плашмя, но при необходимости возможна намотка и на ребро.

Винтовая или спиральная обмотка состоит из витков, которые наматываются по винтовой линии с расположенными между ними каналами. Для примера, первичная обмотка силового трансформатора для питания цепей радиоприемника будет иметь 1200 витков. Каждый такой виток состоит либо из одного (в редких случаях) провода, либо из нескольких одинаковых проводов прямоугольного сечения. Второй вариант распространен больше. В этом случае одинаковые провода располагаются друг к другу в радиальном направлении плашмя. Такая обмотка может быть одноходовой или многоходовой.

Учитывайте сопротивление обмоток силового трансформатора, при котором эксплуатация крайне не рекомендована.

Изоляция

Обмотки силового трансформатора изолируются от других обмоток и заземленных частей. Такая изоляция называется главной, помимо которой существует еще и продольная, представляющая собой изоляцию между отдельными компонентами конструкции обмотки – витками, слоями, катушками и так далее. Ее проводят еще в процессе изготовления. Главная же устанавливается при сборке.

От верхнего и нижнего ярм проводят изоляцию обмоток с помощью масляных каналов и барьеров, которые образуются ярмовой изоляцией, что перекрывает поверхность ярма, которая обращена в сторону обмоток. При ее проведении барьер с прикрепленными прокладками из прессованного электрокартона создает необходимые масляные промежутки.

Где купить силовой трансформатор?

Чтобы купить силовые трансформаторы в Терра-Ток, позвоните нам на бесплатную горячую линию. Мы не только поможем вам подобрать оптимальный продукт среди реализуемого, но и поможем с его установкой.

terra-tok.ru

Конструкции обмоток трансформатора

Основные типы обмоток

  Проводник, который однократно охватывает стержень магнитопровода и в котором наводится ЭДС под воздействием магнитного поля трансформатора, называют витком. Виток является основным элементом обмотки и состоит из одного или нескольких параллельных проводов. Совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются ЭДС, наведенные в отдельных витках, называют обмоткой трансформатора. Обмотка состоит из проводников и изоляционных деталей, защищающих витки от электрического пробоя, препятствующих их смещению под действием электромагнитных сил и создающих каналы для охлаждения.

  Обмотки трансформаторов различаются взаимным расположением на стержне, направлением и способом намотки, числом витков, классом напряжения, схемой соединения концов обмоток между собой.

концентрическая обмотка трансформатора

 Начала и концы обмоток НН (низкого напряжения) трехфазных трансформаторов обозначают буквами а, в, с (начала) и  х. у, z (концы), обмоток ВН (высокого напряжения) - соответственно А, В, С и X, Y, Z. По взаимному расположению на стержне обмотки разделяют на концентрические и чередующиеся. 

чередующиеся обмотки трансформатора

Концентрические обмотки изготовляются в виде цилиндров, расположенных концентрически (одна в другой) на стержне магнитопровода (рис 1). Чередующиеся обмотки высокого и низкого напряжений трансформатора чередуются в осевом направлении на стержне магнитопровода (рис.2). Чередующаяся обмотка обычно подразделяется на симметричные группы, каждая из которых состоит из одной или нескольких частей обмотки ВН и расположенных по обе стороны от них частей обмотки НН. Из отдельных групп при больших токах могут быть легко образованы параллельные цепи. Чередующиеся обмотки применяют только в специальных  трансформаторах (например, электропечных, испытательных). Наиболее распространены концентрические обмотки. Обычно первой на стержне располагают обмотку НН, но возможны и другие варианты, когда первой размещают обмотку среднего напряжения, регулировочную или даже высокого напряжения.

   По конструкции и способу намотки различают обмотки цилиндрические (одно- или многослойные), катушечные и винтовые. Существуют также одно- или двухвитковые листовые и шинные обмотки, используемые в специальных трансформаторах с большими вторичными токами.Общие требования, предъявляемые к обмоткам трансформатора, можно подразделить на эксплуатационные и производственные.     Основными эксплуатационными требованиями являются электрическая и механическая прочность и нагревостойкость как обмоток, так и других частей и всего трансформатора в целом. Изоляция обмоток и других частей трансформатора должна выдерживать без повреждений коммутационные и атмосферные перенапряжения, которые могут возникнуть в сети, где трансформатор будет работать.Механическая прочность обмоток должна гарантировать их от механических деформаций и повреждений при токах КЗ, многократно превышающих номинальный рабочий ток трансформатора. Нагрев обмоток и других частей от потерь, возникающих в трансформаторе при нормальной работе и КЗ ограниченной длительности, не должен приводить изоляцию обмоток и других частей, а также масло трансформатора к тепловому износу или разрушению в сроки более короткие, чем обычный срок службы трансформатора (20—25 лет). Общие эксплуатационные требования, предъявляемые к трансформаторам и их обмоткам, регламентированы соответствующими  стандартами на силовые трансформаторы общего назначения, на различные специальные трансформаторы, на электрические испытания изоляции трансформаторов и т д Практически электрическая прочность изоляциит обмоток достигается правильно-разработанной  конструкцией, правильным выбором изоляционных промежутков и изоляционных материалов и прогрессивной технологией обработки изоляции. Требование механической прочности обмотки удовлетворяется путем тщательного расчета поля рассеяния, т. е. правильного выбора типа и конструкции обмотки и расположения ее витков и катушек с таким расчетом чтобы возникающие в этой обмотке механические силы были по возможности меньшими,а механическая стойкость возможно большей.

    Для достижения необходимой нагревостойкости следует обеспечить свободную теплоотдачу в окружающую среду всего тепла выделяющегося в обмотках при допустимых для данного класса нагревостойкости  изоляции превышениях температуры обмоток над температурой окружающей среды, т. е. обеспечить достаточно большую поверхность соприкосновения обмотки с охлаждающей средой — маслом или воздухом. Общие производственные требования сводятся к изготовпению трансформатора с наименьшими затратами материалов и труда т.е. наиболее простого по конструкции, обеспечивающей соблюдение всех эксплуатационных требований. Эти требования, предъявляемые к трансформатору в целом, в полной мере относятся и к обмоткам. Задачей проектировщика является разумное сочетание интересов эксплуатации и производства. Эта задача, решается в значительной мере при выборе того или иного типа обмотки. Поэтому на выбор типа обмотки, наиболее полно отвечающей требованиям эксплуатации и в то же время простой и дешевой в производстве, следует обращать особое внимание.

   При расчете обмотки после выбора ее типа следует добиваться наибольшей компактности в ее размещении, распределении витков и катушек, с тем чтобы получить наилучшее заполнение окна трансформатора. Одновременно следует стремиться к получению достаточно развитой поверхности охлаждения обмотки и достаточного числа и размеров масляных (воздушных у сухого трансформатора) охлаждающих каналов в обмотках при обеспечении наименьшего сопротивления для движения в них охлаждающей среды,что дает возможность уменьшить внутренний перепад темпертуры в обмотках и как следствие этого, несколько уменьшить охлаждаемую поверхность бака трансформатора.

Типы обмоток трансформаторов
Типы Преимущества Недостатки
 Цилиндрическая одно-двух-слойная из прямоуголного провода  Простая технология изготовления, хорошее охлаждение  Малая механическая прочность
 Цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода  Хорошее заполнение окна магнитной системы ,простая технология изготовления  Уменьшение охлаждаемой поверхности по сравнению с обмотками,имеющими радиальные каналы 
 Цилиндрическая многослойная из круглого провода  Простая технология изготовления   Ухудшение теплоотдачи и уменьшение механической прочности с ростом мощности
 Винтовая одно-двух- и многоходовая из прямоугольного провода  Высокая механическая прочность,надежная изоляция,хорошее охлаждение  Более высокая стоимость по сравнению с цилиндрической обмоткой
 Непрерывная катушечная из прямоугольного провода  Высокая электрическая и механическая прочность,хорошее охлаждение   Необходимость перекладки половины катушек при намотке
 Цилиндрическая многослойная и катушечная из алюминиевой фольги  Высокая механическая прочность,хорошее заполнение окна магнитной системы   Сложная технология изготовления обмоток высокого напряжения
 Конструкции цилиндрических обмоток: простой,

многослойной, многослойной из фольги

       Ряд витков, намотанных на цилиндрической поверхности,называют слоем обмотки. В одном слое может быть от одного до нескольких десятков витков, а в витке до шести-восьми и более параллельных проводов.Обмотку, состоящую из расположенного на цилиндрической поверхности слоя витков без интервалов, т. е. вплотную друг к другу, называют цилиндрической (рис.3), а состоящую из двух (или более концентрически расположенных слоев — двухслойной (многослойной) цилиндрической (рис.4).

  Витки двух- и многослойных обмоток имеют одинаковые развернутую длину и положение по отношению к полю рассеяния трансформатора. Переход из слоя в слой выполняют без обрыва провода в конце каждого слоя, при этом направление намотки слоев меняется. Двухслойную обмотку обычно наматывают из 

 

 

простая цилиндрическая обмотка трансформатора  рис.3   1-виток;2,4-выравнивающие кольца, 3-изолирующие прокладки.   рис.4 /. 4 - виитки, 2, 5 -дистанционные рейки; 3-выравнивавшее кольцо; 6-бумажно-бакелитовый цилиндр; 7-междуслойная изоляция; 8-канал. 9 - рейка. 10-изоляционное кольцо; 11- бакелитовый цилиндр; X1, Х2,Х3- регулировочные ответвления       разновидности обмоток трансформаторапрямоугольного провода плашмя, но можно и на ребро. Для выравнивания винтовой поверхности к крайним виткам прикрепляют разрезные бумажно-бакелитовые кольца (в виде «клина»), которые придают обмотке форму цилиндра. Кольца предохраняют витки от механических повреждений и создают опорную поверхность обмотки. Между слоями двухслойной обмотки устанавливают изоляцию из бумаги (электрокартона) или размещают равномерно по окружности несколько реек (прокладок), образующих вертикальный охлаждающий канал (рис.4,а).

Одно- и двухслойные цилиндрические обмотки применяют в качестве обмоток низкого напряжения до 690 В в трансформаторах мощностью менее 630 кВА. Многослойная цилиндрическая обмотка наматывается,как правило, из провода круглого сечения.Витки

обмотки плотно укладывают друг к другу с переходами из слоя в слой. Намотку первого слоя производят на бумажно-бакелитовом цилиндре. Между последующими слоями размещают кабельную бумагу. Для улучшения охлаждения между некоторыми слоями обмотки делают осевой канал с помощью дистанцирующих прокладок из электрокартона или бука. Такие многослойные цилиндрические обмотки применяют в качестве обмоток высокого напряжения для масляных трансформаторов мощностью до 400 кВА при напряжении до 35 кВ (рис. 4,б). По направлению намотки, подобно резьбе винта, различают обмотки левые и правые. Это относится к цилиндрическим, катушечным и винтовым обмоткам. В многослойных слоевых обмотках направление всей обмотки считается по направлению ее первого внутреннего слоя (рис.5).Направление намотки обмоток трансформатора

   Принципиально новой модификацией цилиндрической обмотки являются обмотки, намотанные из неизолированной алюминиевой фольги, находящие применение в трансформаторах мощностью от 25 до 630 кВА . Лента рулонной фольги имеет ширину, равную высоте катушки, а для обмоток с рабочим напряжением до 1 кВ -высоту обмотки. Изоляцией между витками служит полоса (или несколько вместе сложенных полос) конденсаторной, телефонной или кабельной бумаги. Ширина полосы бумаги принимается на 6-8 мм больше ширины ленты. Лента фольги вместе с полосой (полосами) бумаги наматывается на цилиндрической оправке с диаметром, равным внутреннему диаметру обмотки. После намотки обмотка снимается с оправки, бумага,выступающая за торцы обмотки на 3—4 мм, пропитывается эпоксидной смолой, запекается и обжимается, образуя монолитный изоляционный слой на торцовых поверхностях обмотки (катушки).

Обмотки из алюминиевой фольги легко наматываются, хорошо выдерживают механические воздействия при КЗ трансформатора и имеют высокую теплопроводность в осевом и радиальном направлениях, что приводит к более равномерному распределению температуры по высоте и ширине обмотки и к снижению температуры наиболее нагретой точки по сравнению с обмотками, намотанными из изолированного провода.

   Основными недостатками обмоток из алюминиевой фольги являются: высокая цена фольги, превышающая цену изолированного алюминиевого провода примерно на 40%; сложность изготовления обмоток высокого напряжения классов напряжения 10 и 35 кВ с обязательным разделением этих обмоток на катушки, соединяемые при помощи пайки, и трудность крепления отводов к обмоткам из фольги с толщиной менее 0,1 мм вследствие малой механической прочности этой фольги. Последний (и первый) виток обмотки из фольги толщиной 0,1—0,2 мм может завершаться алюминиевой шиной, прикрепленной к фольге точечной сваркой. Сложность изготовления обмотки высокого напряжения приводит к тому, что в некоторых случаях предпочитают обмотку низкого напряжения выполнять из фольги, а обмотку высокого напряжения из провода.

 Конструкции винтовых обмоток: одноходовой,многоходовой, из транспонированного провода

Винтовые обмотки могут быть одноходовыми (рис.6 а) и двухходовыми (многоходовыми) (рис.6 б). Одноходовая винтовая обмотка состоит из ряда витков, которые следуют один за другим по винтовой линии с каналами между ними. В каждый виток входит один или несколько параллельных проводов, укладываемых в один ряд вплотную друг к другу в радиальном направлении (рис.6,а,в).Винтовые обмотки трансформаторов

Двухходовая (многоходовая) винтовая обмотка состоит из  двух (или более) одноходовых обмоток, вмотанных одна в другую в процессе изготовления. Каждый такой «ход» может включать до 40 параллельных проводов. Вертикальный канал вдоль внутренней поверхности обмотки и каналы между ее витками образуются рейками и прокладками (рис.6, г).

Витки винтовой обмотки состоят, как правило, из большого числа параллельных проводов, расположенных концентрически и на разном расстоянии от ее оси, поэтому провода, расположенные ближе к оси, будут короче, а более удаленные - длиннее. Разница в длине и положении проводов в поле рассеяния вызывает неравенство их электрических и индуктивных сопротивлений. Разные сопротивления приводят к неравномерному распределению тока между ними, т. е. к перегрузке по току и увеличению потерь в одних и недогрузке в других проводниках.

Для выравнивания распределения тока и,следовательно,снижения  добавочных потерь в винтовых обмотках выполняют различные виды транспозиций (перестановок). В одноходовой обмотке (обычно с числом проводов в витке до 12) используют комбинацию из транспозиции (рис.7а-в)

двух групповых, когда провода в витке разделяют на две группы и обе группы меняют местами, и общей, когда изменяется взаимное расположение всех параллельных проводов. Если в одноходовой обмотке имеется 12, 16 и более параллельных проводов,то применяют транспозицию Бюда, позволяющую еще снизить добавочные потери.

   В двухходовой винтовой обмотке используют равномерно распределенную транспозицию Хобарта, при выполнении которой все провода обмотки оказываются одинаково расположенными по отношению к продольному (осевому) полю рассеяния (длина проводов также почти одинакова) (рис.8).

    Винтовая обмотка обладает значительной торцовой поверхностью, обеспечивающей ее устойчивость к осевым усилиям при КЗ, хорошей механической прочностью и достаточной поверхностью охлаждения. Ее  широко применяют для обмоток низкого напряжения с относительно небольшим числом витков и значительными вторичными токами в трансформаторах мощностью 1000 кВА и более.   Винтовая обмотка с любым числом ходов может быть намотана, также из транспонированного провода. При этом отпадает необходимость в дополнительной транспозиции параллельных проводников, помимо той, которая сделана в самом проводе. равномерно распределенная обмотка трансформатора

   Конструкции непрерывных катушечных обмоток: простой переплетенной, с переплетением катушек, из подразделенного  провода

  Группу последовательно соединенных витков, наматываемую в виде плоской спирали и отделенную от других таких же групп называют катушкой, а обмотку, состоящую из ряда катушек расположенных в осевом направлении,-катушечной. Катушечные обмотки могут быть дисковыми и непрерывными. Дисковая обмотка набирается из отдельно намотанных катушек, которые затем соединяют друг с другом электропайкой или другим способом (рис.9 а). Катушки считаются левыми, если провод от верхнего наружного конца укладывается против часовой стрелки, и правыми если провод укладывается по часовой стрелке. Непрерывная обмотка (рис.9,б) наматывается без разрывов, т. е. переход из одной катушки 1 в другую 6 (рис.9, д) производится без паек. Для этого при намотке перекладывают витки каждой нечетной катушки так, чтобы один переход (из катушки в катушку) был снаружи обмотки, а другой внутри. Катушки непрерывной обмотки наматывают на

рейки 3, образующие вертикальный канал вдоль внутренней поверхности обмотки. На рейках закрепляют прокладки 5 создающие горизонтальные каналы между катушками. Иногда рейки ставят и вдоль наружной поверхности обмотки.

В витках обмотки может быть несколько, от одного до шести параллельных проводов (рис.9, в). При двух и более проводах приходится выравнивать их длины и положение в магнитном поле рассеяния, для чего провода меняют местами, т. е. делают их транспозицию (рис.9,г, д). Транспозиция параллельных проводов в непрерывной обмотке выполняется в процессе намотки на каждом переходе из катушки в катушку. Как правило в одном пролете между двумя соседними прокладками (в одном «поле») делают переход одним параллельным проводом 2.

В местах перехода провод изгибается на ребро, и его изоляция в этом месте нередко повреждается. После изгиба ее обязтедыю восстанавливают, а сам провод надежно изолируют от соседних катушек (рис.9д). Непрерывные обмотки могут выполняться с ответвлениями для регулирования напряжения. Обычно ответвления делают от наружных витков, чтобы между двумя соседними ответвлениями заключались витки, соответствующие одной ступени регулирования. Преимуществом непрерывной катушечной обмотки (кроме отсутствия разрывов при намотке) является ее большая опорная поверхность и, следовательно, значительная устойчивость к oceвым усилиям при КЗ. Другое преимущество — относительно свободный проход масла как вдоль поверхности, так и поперек (в горизонтальные каналы между катушками). Хорошее охлаждение позволяет увеличивать мощность обмотки, не опасаясь теплового разрушения ее изоляции. Благодаря указанным преимуществам, непрерывные обмотки широко применяют в трансформаторах различных мощностей и напряжений. В последние годы защита обмоток от импульсных перенапряжений при классах напряжения от 220 кВ и выше выполняется путем сочетания емкостных колец с применением переплетенных

катушечных обмоток, т. е. обмоток, в которых порядок последовтельного соединения витков отличается от последовательности их расположения в катушках. Одна из схем переплетенной обмотки показана на рис. 10.переплетенные обмотки трансформаторов-схемы Каждая катушка наматывается двумя параллельными проводами, а затем производится соединение этих проводов по схеме. Возможны и другие способы переплетения

витков обмотки. Намотка переплетенной обмотки любого типа является более сложной и трудоемкой, чем намотка обычной непрерывной катушечной обмотки. При этом требуется увеличение электрической прочности изоляции витков и повышение плотности ее наложения, однако это усложнение технологии и увеличение стоимости обмотки окупается почти линейным начальным распределением импульсного напряжения и хорошей грозозащитой обмотки. В переплетенной обмотке отпадает необходимость в экранирующих витках, но используются емкостные кольца. Применение переплетенных обмоток в настоящее время является, по-видимому, наилучшим методом защиты от импульсных перенапряжений для обмоток классов напряжения от 220 до 750 кВ.

Дисковая обмотка ( рис.9, а) состоит из ряда отдельно намотанных одинарных или двойных (спаренных) катушек, каждая из которых имеет несколько витков, намотанных один на другой по спирали. В зависимости от напряжения катушки

дисковой обмотки могут иметь общую для всех витков дополнительную изоляцию, выполненную из лент кабельной или крепированной бумаги. Толщина дополнительной изоляции выбирается в зависимости от напряжения обмотки; в различных катушках одной обмотки она также может быть разной,— постепенно уменьшаясь от ввода в обмотку к основной ее части.     Различают одинарные и двойные дисковые катушки. Применение одинарных, дисковых катушек удваивает количество паек, причем соединение одинарных катушек осуществляется пайкой их наружных и внутренних концов. Изолировку одинарных дисковых катушек удобно производить на специальных изолировочных станках. Намотку дисковых катушек производят обмоточным проводом прямоугольного сечения в один или более (до восьми) параллельных проводов. Число витков в катушке обычно 4—25. Намотанные дисковые катушки изолируют, собирают в группы, производят их технологическую обработку (прессовку и сушку), а затем из катушек (соответственно их окончательному положению в обмотке) собирают обмотку или отдельную ее часть. Соединяют двойные катушки пайкой их наружных концов, выполненных в виде переходов из одной катушки (секции) в другую. Вертикальный канал у внутренней поверхности и горизонтальные каналы между катушками образуются П-образными замковыми прокладками из электрокартона, которые собираются из штампованных длинных и коротких (служащих «заполнителем») пластин, скрепляемых между собой полосой-замком. При установке замковых прокладок в дисковую катушку их располагают симметрично по окружности, выдергивая столбы прокладок строго по вертикали. Длинные пластины замковых прокладок образуют в обмотке горизонтальные масляные каналы, а заполнители — вертикальные каналы. Дисковые обмотки являются наиболее трудоемкими при изготовлении. Они нашли широкое применение в мощных трансформатоpax. При напряжениях 110—330 кВ входная зона обмотки, а при напряжениях 500 кВ и выше — вся обмотка высокого напряжения, помимо витковой изоляции, должна иметь общую для всех витков дополнительную (катушечную) изоляцию. Поэтому в конструкции трансформаторов напряжением 110—330 кВ в обмотке высокого напряжения в непрерывной части обмотки «добавляют» изолированные дисковые катушки входной зоны, соединяя пайкой непрерывную и дисковую части обмотки. Обмотка высокого напряжения на напряжение 500 кВ вся состоит из дисковых катушек или выполняется переплетенной (петлевой).

  К списку статей

www.tor-trans.com.ua

Устройство обмоток трансформаторов

Трансформатор представляет собой статический электромагнит­ный преобразователь с двумя или больше обмотками, предназначен­ный (наиболее часто) для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Преобразование энергии в трансформаторе осуществляется переменным маг­нитным полем. Трансформаторы широко применяют при передаче электрической энергии на большие расстояния, при распределении ее между приемниками, а также в различных выпрямительных, уси­лительных, сигнализационных и других устройствах.

Трансформаторы

Обмотку для трансформаторов в основном изготавливают либо из алюминия, либо из меди.

Обмотки трансформаторов изготавливают из меди или алюми­ния. Для трансформаторов небольшой мощности, т. е. при небольших токах (до 25 А для воздушных и до 45 А для масляных трансформаторов), обмотки выполняют из изолированного провода круглого поперечного сечения. Параллельное соединение витков дает возможность применить провод круглого поперечного сечения при относительно больших токах в обмотках и облегчает процесс изготовления последних. При больших мощностях и токах обмотки изготавливают из проводников прямоугольного поперечного сечения.

Рисунок 1 и 2. Схема обмоток трансформатора.

Рисунок 1 и 2. Схема обмоток трансформатора.

Для изоляции обмоток и других токоведущих частей трансфор­матора применяют изоляционные материалы, которые должны обеспечивать надежную работу трансформатора в условиях его экс­плуатации при значительных колебаниях температуры нагрева.

Конструкция обмоток должна обеспечивать хорошее их охлаждение, так чтобы температура нагрева обмоток не превышала пределов, установленных для соответствующих классов изоляции. Изоляция обмоток должна выдерживать без повреждений длительное воздействие на нее переменного электрического поля, имеющегося в транс­форматоре при нормальной работе, и кратковременные перенапряжения, возникающие в условиях эксплуатации трансформаторов. Обмотки трансформаторов должны выдерживать механические воз­действия, которым они подвергаются в процессе сборки трансфор­матора и в условиях эксплуатации при КЗ.

По способу размещения на магнитопроводе обмотки трансфор­маторов могут быть концентрическими и дисковыми чередующими­ся. Концентрические обмотки выполняют в виде цилиндров, разме­щаемых на магнитопроводе концентрически. Внутри (ближе к сердечнику) обычно размещают обмотку НН, требующую меньшей изоляции относительно магнитопровода, снаружи - обмотку ВН (рис. 1а).

В некоторых случаях для уменьшения индуктивного сопротивления обмоток, т. е. для уменьшения магнитного рассея­ния, находят применение двойные концентрические обмотки (рис. 1б), в которых обмотку НН делят на две части с одинаковым числом витков. Между половинами обмотки НН помещают обмотку ВН. Подобным образом может быть выполнена тройная концентрическая обмотка, в которой обмотка НН состоит из трех частей, а обмотка ВН - из двух.

В дисковых чередующихся обмотках катушки НН и ВН, изготов­ленные в виде отдельных дисков, размещены на магнитопроводе в чередующемся порядке (рис. 2). Вся обмотка подразделяется нa симметричные группы, состоящие из одной или нескольких катушек ВН и расположенных по обе стороны от них двух или нес­кольких катушек НН. Чередующиеся обмотки на практике приме­няют только для специальных трансформаторов. При высоких на­пряжениях эти обмотки не применяют из-за сложности изоляции и большого количества промежутков между катушками НН и ВН.

Конструктивно концентрические обмотки выполняют цилиндри­ческими, катушечными, непрерывными, винтовыми и др.

Варианты цилиндрической обмотки

Варианты цилиндрической обмотки.

Цилиндрические обмотки - одно- и двухслойные цилиндрические обмотки наматывают из провода прямоугольного поперечного сечения в один или несколько параллельных проводов. В трехслойных (и при большем числе слоев) обмотках между слоями оставляют вертикальный канал. Слой обмотки составляют витки, наматываемые вплотную друг к другу. Начало и конец двухслойной обмотки выводят из верхней ее части и располагают у верх­него ярма. Такие обмотки используются в качестве обмоток НН трансформаторов мощностью до 630 кВА.

Многослойные цилиндрические обмотки наматывают из прово­дов круглого сечения, размещаемых вдоль всего стержня в несколь­ко слоев, между которыми прокладывают изоляцию из кабельной бумаги. Обычно такую обмотку выполняют из двух катушек, между которыми оставляют вертикальный охлаждающий канал. Много­слойные цилиндрические обмотки применяют в качестве обмоток ВН для трансформаторов мощностью до 630 кВА при напряжениях до 35 кВ. Цилиндрические обмотки просты в производстве, но их механическая прочность по отношению к осевым силам неве­лика (при намотке провода плашмя), так как сравнительно малы радиальные размеры обмоток.

Катушечная многослойная обмотка - отличается от многослойной цилиндрической тем, что разделена по высоте на отдельные катушки и поэтому сложнее в производстве.

Кабельная бумага

Кабельная бумага используется для прокладки между слоями катушки.

Между слоями катушки прокладывают кабельную или телефонную бумагу, а между отдельными катушками — шайбы из электрокартона. Меж­ду отдельными катушками (обычно через две) делают охлаждаю­щие каналы. Катушечные многослойные обмотки применяют в качестве обмоток ВН трансформаторов мощностью до 100 кВА и напряжением до 35 кВ.

Непрерывная обмотка - ее наматывают по спирали из провода прямоугольного поперечного сечения. Она состоит из нескольких десятков дисковых катушек, соединенных между собой без пайки. При изготовлении обмотки провод в каждой катушке укладывают плашмя по спирали и наматывают на изоляци­онный цилиндр или стальной шаблон. Между изоляционными ци­линдром и катушками обмотки, а также между отдельными катуш­ками имеются охлаждающие каналы.

Каждая катушка состоит из нескольких витков, а каждый виток — из одного или нескольких параллельных проводов. При нескольких параллельных проводах намотку их производят с перекладкой (транспозицией). Непрерыв­ные обмотки, несмотря на сложность их изготовления, в настоящее время широко используют в трансформаторостроении благодаря их высокой механической прочности. Такие обмотки применяют в качестве обмоток высшего и низшего напряжения трансформато­ров мощностью более 1000 кВА.

Винтовые обмотки - их наматывают из нескольких парал­лельных проводников прямоугольного поперечного сечения. Параллельные провода располагают друг над другом (перпендикулярно оси обмотки), в отличие от цилиндрических обмоток, у которых параллельные провода укладываются рядом по линии, параллель­ной оси обмотки. Витки обмотки укладывают винтовой линией, имеющей один или несколько ходов. В винтовых обмотках необхо­дима перекладка (транспозиция) проводников, образующих один виток, для равномерного распределения тока между параллельны­ми проводами.

http://fazaa.ru/youtu.be/0JGotSDIchI

Перекладка проводов создает такие условия, при которых каждый провод в пределах одного витка попеременно занимает все возможные положения. Винтовые обмотки могут иметь до 20, а иногда и более параллельных проводов. Они, так же как и непрерывные обмотки, обладают высокой механической прочностью, их применяют в качестве обмоток НН при больших токах.

Поделитесь полезной статьей:

Top

fazaa.ru

Обмотки трансформаторов

Конструкция обмоток трансформаторов должна удовлетворять условиям высокой электрической и механической прочности, а также нагревостойкости. Кроме того, технология изготовления обмоток должна быть по возможности простой и недорогой, а электрические потери в обмотках должны находиться в установленных пределах. Конструкции обмоток в зависимости от номинального тока и номинального напряжения обмотки весьма разнообразны.

Обмотки изготавливаются из медного, а в последнее время часто также из алюминиевого провода. Плотность тока в медных обмотках масляных трансформаторов находится в пределах 2 – 4,5 А/мм², а в сухих трансформаторах 1,2 – 3,0  А/мм². Верхние пределы относятся к более мощным трансформаторам. В алюминиевых обмотках плотность тока на 40 – 45% меньше. Для изготовления обмоток применяются круглые провода сечением 0,02 – 10 мм² и прямоугольные сечением 6 – 60 мм². Во многих случаях витки и катушки обмоток наматываются из определенного числа параллельных проводников.

Концентрические и чередующиеся обмотки
Рисунок 1. Концентрические (а) и чередующиеся (б) обмотки

Обмотки масляных трансформаторов изготавливаются из проводов с эмалевой и хлопчатобумажной изоляцией (круглые сечения) и из проводов, изолированных двумя слоями кабельной бумаги или хлопчатобумажной пряжей (прямоугольные сечения). В сухих силовых трансформаторах применяются провода с нагревостойкой изоляцией из стекловолокна.

По способу расположения на стержнях и по взаимному расположению обмоток высшего напряжения ВН и низшего напряжения НН обмотки разделяются на концентрические (рисунок 1, а) и чередующиеся (рисунок 1, б). В первом случае обмотки ВН и НН расположены относительно друг друга и вокруг стержня концентрически, причем ближе к стержню обычно находится обмотка НН, так как изоляция обмотки от стержня при этом облегчается. В чередующихся обмотках катушки ВН и НН чередуются вдоль стержня по высоте. Чередующиеся обмотки имеют более полную электромагнитную связь, однако они сложнее в изготовлении и в случае высоких напряжений изоляция обмоток друг от друга усложняется. Поэтому в силовых трансформаторах обычно применяются концентрические обмотки, разновидности которых кратко рассматриваются ниже.

Многослойная цилиндрическая обмотка

Рисунок 2. Многослойная цилиндрическая обмотка Рисунок 3. Многослойная цилиндрическая катушечная обмотка

Многослойные цилиндрические обмотки

Многослойные цилиндрические обмотки (рисунок 2) изготовляются из круглых или прямоугольных проводников, которые размещаются вдоль стержня в несколько слоев, причем между слоями прокладывается изоляция из кабельной бумаги. При большом числе слоев обмотка подразделяется на две концентрические катушки, между которыми оставляется канал для охлаждения. Эти обмотки применяются при мощностях на стержень Sст ≤ 200 кВ×А, при токе на обмотку стержня Iст ≤ 135 А и напряжении Uл.н ≤ 35 кВ.

Многослойные цилиндрические катушечные обмотки

Многослойные цилиндрические катушечные обмотки (рисунок 3) наматываются из круглого провода и состоят из многослойных дисковых катушек, расположенных вдоль стержня. Между катушками (через каждую катушку или через две-три катушки) могут быть оставлены радиальные каналы для охлаждения. Такие обмотки применяются на стороне высшего напряжения при Sст ≤ 335 кВ×А, Iст ≤ 45 А и Uл.н ≤ 35 кВ.

Двухслойная цилиндрическая обмотка

Рисунок 4. Двухслойная цилиндрическая обмотка Рисунок 5. Винтовая обмотка

Однослойные и двухслойные цилиндрические обмотки

Однослойные и двухслойные цилиндрические обмотки (рисунок 4) наматываются из одного или нескольких (до четырех) параллельных прямоугольных проводников и применяются при Sст ≤ 200 кВ×А, Iст ≤ 800 А и Uл.н ≤ 6 кВ.

Винтовые обмотки

Винтовые обмотки (рисунок 5) наматываются из ряда параллельных прямоугольных проводников (от 4 до 20), прилегающих друг к другу в радиальном направлении. При большом количестве параллельные проводники могут располагаться также в каждом витке в несколько слоев в аксиальном направлении или же обмотка выполняется многоходовой, то есть параллельные проводники разбиваются на 2 – 4 группы и каждая группа образует самостоятельный винтовой ход обмотки.

Винтовая обмотка
Рисунок 6. Схемы частичной транспозиции параллельных проводников

Когда в радиальном направлении рядом располагается несколько параллельных проводников, то ток распределяется между ними неравномерно, что вызывает увеличение потерь. Причиной неравномерного распределения тока является то, что такие элементарные витки, состоящие из одного параллельного проводника, сцепляются с разными по значению магнитными потоками и в них индуктируются разные электродвижущие силы (э. д. с.). Такая разница в потокосцеплениях обусловлена магнитными потоками рассеяния, которые проходят в пространстве, занимаемом обмотками. Иными словами, можно сказать, что причиной увеличения потерь являются вихревые токи, индуктируемые магнитным полем в проводниках обмотки и вызывающие явление поверхностного эффекта. Вследствие этого активное сопротивление обмотки увеличивается.

Для обеспечения достаточно равномерного распределения тока между проводниками необходимо произвести транспозицию (перекладку) параллельных проводников, образующих виток (рисунок 6). При полной транспозиции каждый проводник занимает в радиальном направлении поочередно все положения, возможные в пределах одного витка. Часто производится только частичная транспозиция проводников. Транспозиция осуществляется в нескольких местах по высоте стержня.

Винтовыми выполняются обмотки низшего напряжения при Sст ≥ 45 кВ×А, Iст ≥ 300 А.

Непрерывная спиральная катушечная обмотка

Непрерывная спиральная катушечная обмотка (рисунок 7) выполняется из прямоугольного провода и состоит из нескольких десятков дискообразных катушек, причем катушки наматываются по спирали и соединяются друг с другом без пайки. Если виток состоит из нескольких параллельных проводников, то производится их транспозиция. Такие обмотки применяются при Sст ≥ 60 кВ×А, Iст ≥ 20 А, Uл.н ≥ 2 кВ.

Непрерывная спиральная катушечная обмотка
Рисунок 7. Непрерывная спиральная катушечная обмотка

Последние два типа обмоток являются в механическом отношении наиболее устойчивыми и способны выдерживать значительные осевые усилия, так как состоят из дискообразных элементов, имеющих в радиальном направлении достаточные размеры.

Радиальные и аксиальные каналы между катушками и слоями обмотки образовываются путем установки прокладок и реек, склеенных и спрессованных из электротехнического картона. При небольших мощностях и невысоких напряжениях цилиндрические обмотки надеваются на стержень магнитопровода и крепятся относительно его деревянными клиньями и планками, которые играют также роль изоляции. В остальных случаях применяются мягкие изоляционные цилиндры из листов электротехнического картона или жесткие цилиндры из рулонного электротехнического картона на бакелитовом лаке.

Наружная и внутренняя обмотки также крепятся относительно друг друга с помощью реек. Изоляция между обмоткой и ярмом выполняется из колец, шайб и прокладок, изготовляемых из электротехнического картона. При высоких напряжениях в случае надобности между обмотками и баком трансформатора ставятся изоляционные барьеры из электротехнического картона.

В весьма мощных трансформаторах применяются также более сложные виды обмоток.

 

Источник: Вольдек А. И., "Электрические машины. Учебник для технических учебных заведений" – 3-е издание, переработанное – Ленинград: Энергия, 1978 – 832с.

www.electromechanics.ru

2.2. Обмотки трансформаторов

Все обмотки трансформаторов по характеру намотки можно подразделить на следующие основные типы: цилиндрические из круглого и прямоугольного провода, винтовые, непрерывно катушечные и др.

Эти типы обмоток в свою очередь могут подразделяться по ряду второстепенных признаков: числу слоев или ходов, наличию параллельных ветвей, наличию транспозиций и т. д.

Простой цилиндрической обмоткой называется обмотка, сечение витка которой составляет один провод, а витки расположены без интервалов на цилиндрической поверхности так, что для перехода от какого-либо витка к любому другому витку нужно двигаться в осевом направлении обмотки.

Цилиндрической параллельной обмоткой называется обмотка, сечение витка которой составляет несколько параллельных проводов, а витки расположены (без интервалов между витками и проводами) на цилиндрической поверхности так, что для перехода от какого-либо провода одного витка к любому проводу другого витка нужно двигаться в осевом направлении обмотки.

Двухслойной простой цилиндрической или двухслойной цилиндрической параллельной называется обмотка, составленная из двух концентрически расположенных простых цилиндрических параллельных обмоток.

Цилиндрическая обмотка может быть намотана из нескольких проводов прямоугольного сечения. При этом желательно все параллельные провода брать одного сечения. Если же приходится комбинировать сечение витка из разных проводов, то рекомендуется брать не более двух различных сечений проводов. Обычно применяется намотка «плашмя». Допускается намотка на «ребро», в радиальном направлении обмотки, размеры обоих проводов следует выбирать обязательно равными между собой.

В производстве при намотке на обмоточном станке цилиндрическая обмотка является самой простой и дешевой из применяемых типов обмоток. Цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода может применяться при сечении витка не менее 5 мм2, равном минимальному сечению прямоугольного провода по сечению, что соответствует при наименьшей плотности тока в медном проводе нижнему пределу тока обмотки 15–18 А. Цилиндрическая двухслойная обмотка из прямоугольного провода широко применяется для обмоток НН трехфазных и однофазных масляных силовых трансформаторов с мощностью на один стержень200 кВА при напряжении обмотки не выше 6 кВ.

В тех же пределах этот тип обмотки иногда применяется для обмоток ВН, однако более удобна в этом случае многослойная цилиндрическая обмотка из круглого провода.

Широкое применение находит цилиндрические многослойные обмотки из прямоугольного провода в одни или несколько параллельных проводов. Для таких обмоток напряжение составляет до 35 кВ, а мощность трансформатора до 80000 кВА.

Они используются для изготовления обмоток как низкого напряжения, так и обмоток высокого напряжения трансформатора. Основное достоинство этих обмоток состоит в простоте, малой стоимости и достаточно высокой электрической и механической прочности (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Цилиндрические обмотки: а – однослойная; б – двухслойная; в – многослойная из круглого провода; 1 – витки из прямоугольного провода; 2 – разрезные выравнивающие кольца; 3 – бумажно-бакелитовый цилиндр; 4 – конец первого слоя обмотки; 5 – вертикальные рейки; 6 – внутренние ответвления обмотки

Обычно винтовая обмотка наматывается на бумажно-бакелитовом цилиндре на рейках, расположенных по образующим цилиндра. Радиальные каналы между витками образуются межвитковыми прокладками из электроизоляционного картона, нанизываемыми на рейки.

В параллельной винтовой обмотке параллельные провода наматываются на цилиндрические поверхности с разными диаметрами [2, 6]. Вследствие этого активные и реактивные сопротивления (в виду различной индукции поля рассеяния) параллельных проводов получаются неравными. Для выравнивания полных сопротивлений проводов во избежание неравномерного распределения тока в винтовой обмотке обязательно должна производиться транспозиция (перекладка) проводов (рис. 2.7).

Рис. 2.6. Винтовая обмотка: а – из одного провода в витке; б – из нескольких параллельных проводов в витке

Рис. 2.7. Транспозиции проводов в винтовых обмотках: а – групповая; б – общая

Рис. 2.8. Схема транспозиции в винтовой обмотке из четырех параллельных проводов: 1–4 – провода

Применяются винтовые обмотки как обмотки НН в трансформаторах с напряжением на стороне НН от 230 В до 15,75 кВ включительно при мощности трансформатора на один стержень от 45 до 350 кВА [2, 8].

Благодаря простоте и дешевизне изготовления наиболее часто применяется многослойная цилиндрическая обмотка трансформаторов, мощностью на один стержень до 200 кВА при классе напряжения не выше 35 кВ.

Разновидностью многослойной цилиндрической обмоткиявляется катушечная обмотка, составленная из ряда отдельно расположенных в осевом направлении катушек, представляющих собой многослойные цилиндрические обмотки. Выполняется она, как правило, из одного круглого провода без применения параллельных проводов. Применяется для трансформатора с мощностью на один стержень не выше 350 кВА, при токе 40–45 А, и только для выполнения обмоток ВН.

О

Рис. 2.9. Непрерывная

катушечная обмотка

собое внимание уделяется междуслойной изоляции, так как вследствие большого числа витков и последовательного соединения слоев между соседними витками, лежащих в разных слоях, возникают значительные напряжения. Так, например, в трансформаторах с мощностью на один стержень до 200 кВА при классе напряжения от 3 до 35 кВ суммарное рабочее напряжение двух слоев может достигнуть 5000–6000 В, а испытательное 10000–12000 В. В качестве междуслойной изоляции хорошие результаты дает кабельная бумага, положенная в несколько слоев.

Применение меньшего числа слоев более толстого электрокартона не оправдывает себя, так как картон менее эластичен, чем кабельная бумага, а при намотке сильно натянутого провода дает листные изломы, что в дальнейшем приводит к прибою междуслойной изоляции.

Простой непрерывной катушечной обмоткойназывается обмотка, составленная из ряда расположенных в осевом направлении и соединенных последовательно катушек, намотанных из прямоугольного провода по плоской спирали, с радиальными охлаждающими каналами между всеми или частью катушек. Высота катушки равна высоте провода.

Непрерывная катушечная обмотканазывается параллельной, если сечение каждого витка составлено двумя или более параллельными проводами и число витков в катушке более одного (рис. 2.9).

Обмотка называется непрерывной, если ее намотка ведется одним (двумя, тремя и более) проводом без перепайки концов последовательно соединенных катушек. Непрерывная катушечная обмотка не имеет обрывов и паек провода.

Благодаря высокой механической прочности, легкости распределения витков обмотки по катушкам, удобству выполнения регулировочных ответвлений, сравнительной простоте намотки, отсутствию перепаек между катушками и простоте насадки на сердечник, непрерывная катушечная обмотка находит широкое применение в качестве обмотки ВН для трансформаторов с мощностью на один стержень от 50 до 20000 кВА и выше, при токах нагрузки от 10–15 А и выше. Этот тип обмотки находит применение также и в качестве обмоток НН при токах от 17–20 и до 300 А (рис. 2.10, 2.11).

Рис. 2.10. Часть катушки непрерывной

обмотки с двумя параллельными

проводами в витке

Рис. 2.11. Переходы в катушках

непрерывной обмотки

При напряжении 110 кВ и выше применяется только непрерывная катушечная обмотка. Если виток обмотки выполняется из нескольких параллельных проводов, то необходимо проводить транспозицию параллельных проводов аналогично, как это производится в винтовых параллельных обмотках.

Более подробно правила выполнения обмоток различного типа приводится ниже при пояснении методики расчета.

studfiles.net

Обмотки - силовой трансформатор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Обмотки - силовой трансформатор

Cтраница 1

Обмотки силовых трансформаторов располагаются на сердечниках из тонких изолированных.  [1]

Обмотки силовых трансформаторов защищают от волн грозовых перенапряжений, приходящих линий, вентильными разрядниками, а оборудование переключательных пунктов и мачтовых трансформаторных подстанций двумя комплектами трубчатых разрядников на каждой ВЛ с деревянными опорами. Разрядники РТ2 ( рис. 50, а) устанавливают непосредственно на концевой опоре ВЛ, разрядники РТ1 - на ВЛ на расстоянии 100 - 200 м от первых. В случае подсоединения ВЛ к подстанции кабельным вводом ( рис. 50, б) разрядники РТ2 устанавливают на конце кабеля, в месте присоединения его к ВЛ, а разрядники РТ1 - на ВЛ с деревянными опорами на расстоянии 100 - 220 лот первых.  [3]

Обмотки силовых трансформаторов имеют ответвления для регулирования напряжения в пределах: 10 % номинального ступенями по 1 67 % у трансформаторов с устройством для автоматического переключения ответвлений обмоток под нагрузкой и 5 % номинального ступенями по 2 5 % у трансформаторов, имеющих переключатель с выведенной рукояткой переключения на крышке бака. Чтобы изменить напряжение, трансформаторы, имеющие переключатель с выведенной рукояткой, отключают и поворачивают рукоятку в положение, соответствующее требуемому напряжению.  [4]

Обмотки силового трансформатора используются срав-нительно неэффективно.  [5]

Обмотки силовых трансформаторов состоят из медных изолированных проводников и изоляционных деталей. Для уменьшения износа изоляции и повышения механической прочности обмотки пропитывают в глифталевом лаке № 1154 и запекают.  [6]

Обмотки силового трансформатора не переключаются. Схемы управления ВДУ-1001 и ВДУ-1601 в отличие от ВДУ-504 предусматривают при работе на жестких характеристиках стабилизацию выпрямленного напряжения с помощью отрицательной обратной связи по напряжению.  [8]

Обмотки силовых трансформаторов состоят из медных изолированных проводников и изоляционных деталей. Для уменьшения износа изоляции и повышения механической прочности обмотки пропитывают в глифталевом лаке № 1154 и запекают.  [9]

Обмотки силовых трансформаторов напряжением 110 кВ и выше выполняются с уровнями изоляции, рассчитанными для условий работы в сетях с эффективным заземлением нейтрали ( сети с большими токами замыкания на землю), и имеют неполную изоляцию нейтрали. Поэтому обмотки трансформаторов напряжением 110 кВ и выше должны работать с глухозаземленной нейтралью.  [10]

Обычно обмотки силовых трансформаторов соединены по схеме Yo / A - При этом компенсация углового сдвига между вторичными токами трансформаторов тока, установленных с разных сторон силового трансформатора, обеспечивается соответствующей схемой соединения вторичных обмоток трансформаторов тока: у трансформаторов тока, расположенных со стороны звезды силового трансформатора, вторичные обмотки соединяются в треугольник, а со стороны треугольника - в звезду. Соединение в треугольник одного комплекта трансформаторов тока ( рис. 11 - 18) позволяет, кроме того, исключить возможность ложной работы защиты при внешних коротких замыканиях на землю.  [11]

Обе обмотки силового трансформатора состоят из ряда дисковых катушек. Обмотка ВН, как показано на схеме ( рис. 6 - 13, б), разбита на две катушки, а обмотка НН - на две полуобмотки, состоящие каждая из четырех катушек. Принятое расположение катушек на стержне обеспечивает полную тождественность взаимоиндуктивностей каждой из полуобмоток с первичной обмоткой, а также величин собственной индуктивности обеих половин вторичной обмотки.  [12]

Питание моста производится от обмотки VI силового трансформатора электронного усилителя.  [14]

Каскад питается переменным током от обмотки силового трансформатора, имеющего регулировочные отводы для создания желательных начальных токов в транзисторах.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Простейший расчет силового трансформатора

<p>Простейший расчет силового трансформатора позволяет найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр провода. Переменное напряжение в сети бывает 220 В, реже 127 В и совсем редко 110 В. Для транзисторных схем нужно постоянное напряжение 10 - 15 В, в некоторых случаях, например для мощных выходных каскадов усилителей НЧ - 25÷50 В. Для питания анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение 150 - 300 В, для питания накальных цепей ламп переменное напряжение 6,3 В. Все напряжения, необходимые для какого-либо устройства, получают от одного трансформатора, который называют силовым.</p> <p>Силовой трансформатор выполняется на разборном стальном сердечнике из изолированных друг от друга тонких Ш-образных, реже П-образных пластин, а так же вытыми ленточными сердечниками типа ШЛ и ПЛ (Рис. 1).</p> <p><img src="/800/600/http/www.radiolub.ru/uploads/2013/tr_ris1.jpg" title="расчёт трансформатора" alt="расчёт трансформатора"/></p> <p>Его размеры, а точнее, площадь сечения средней части сердечника выбираются с учетом общей мощности, которую трансформатор должен передать из сети всем своим потребителям.</p> <p><img src="/800/600/http/www.radiolub.ru/uploads/2013/tr_ris2.jpg" title="расчёт трансформатора" alt="расчёт трансформатора"/></p> <p>Упрощенный расчет устанавливает такую зависимость: сечение сердечника S в см², возведенное в квадрат, дает общую мощность трансформатора в Вт.</p> <p><img src="/800/600/http/www.radiolub.ru/uploads/2013/tr_ris3.jpg" title="расчёт трансформатора" alt="расчёт трансформатора"/></p> <p>Например, трансформатор с сердечником, имеющим стороны 3 см и 2 см (пластины типа Ш-20, толщина набора 30 мм), то есть с площадью сечения сердечника 6 см², может потреблять от сети и "перерабатывать" мощность 36 Вт. Это упрощенный расчет дает вполне приемлемые результаты. И наоборот, если для питания электрического устройства нужна мощность 36 Вт, то извлекая квадратный корень из 36, узнаем, что сечение сердечника должно быть 6 см².</p> <p>Например, должен быть собран из пластин Ш-20 при толщине набора 30 мм, или из пластин Ш-30 при толщине набора 20 мм, или из пластин Ш-24 при толщине набора 25 мм и так далее.</p> <p>Сечение сердечника нужно согласовать с мощностью для того, чтобы сталь сердечника не попадала в область магнитного насыщения. А отсюда вывод: сечение всегда можно брать с избытком, скажем, вместо 6 см² взять сердечник сечением 8 см² или 10 см². Хуже от этого не будет. А вот взять сердечник с сечением меньше расчетного уже нельзя т. к. сердечник попадет в область насыщения, а индуктивность его обмоток уменьшится, упадет их индуктивное сопротивление, увеличатся токи, трансформатор перегреется и выйдет из строя.</p> <p>В силовом трансформаторе несколько обмоток. Во-первых, сетевая, включаемая в сеть с напряжением 220 В, она же первичная.</p> <p>Кроме сетевых обмоток, в сетевом трансформаторе может быть несколько вторичных, каждая на свое напряжение. В трансформаторе для питания ламповых схем обычно две обмотки — накальная на 6,3 В и повышающая для анодного выпрямителя. В трансформаторе для питания транзисторных схем чаще всего одна обмотка, которая питает один выпрямитель. Если на какой-либо каскад или узел схемы нужно подать пониженное напряжение, то его получают от того же выпрямителя с помощью гасящего резистора или делителя напряжения.</p> <p>Число витков в обмотках определяется по важной характеристике трансформатора, которая называется "число витков на вольт", и зависит от сечения сердечника, его материала, от сорта стали. Для распространенных типов стали можно найти "число витков на вольт", разделив 50—70 на сечение сердечника в см:</p> <p><img src="/800/600/http/www.radiolub.ru/uploads/2013/tr_ris4.jpg" title="расчёт трансформатора" alt="расчёт трансформатора"/></p> <p>Так, если взять сердечник с сечением 6 см², то для него получится "число витков на вольт" примерно 10.</p> <p>Число витков первичной обмотки трансформатора определяется по формуле:</p> <p><img src="/800/600/http/www.radiolub.ru/uploads/2013/tr_ris5.jpg" title="расчёт трансформатора" alt="расчёт трансформатора"/></p> <p>Это значит, что первичная обмотка на напряжение 220 В будет иметь 2200 витков.</p> <p>Число витков вторичной обмотки определяется формулой:</p> <p><img src="/800/600/http/www.radiolub.ru/uploads/2013/tr_ris6.jpg" title="расчёт трансформатора" alt="расчёт трансформатора"/></p> <p>Если понадобится вторичная обмотка на 20 В, то в ней будет 240 витков.</p> <p>Теперь выбираем намоточный провод. Для трансформаторов используют медный провод с тонкой эмалевой изоляцией (ПЭЛ или ПЭВ). Диаметр провода рассчитывается из соображений малых потерь энергии в самом трансформаторе и хорошего отвода тепла по формуле:</p> <p><img src="/800/600/http/www.radiolub.ru/uploads/2013/tr_ris7.jpg" title="расчёт трансформатора" alt="расчёт трансформатора"/></p> <p>Если взять слишком тонкий провод, то он, во-первых, будет обладать большим сопротивлением и выделять значительную тепловую мощность.</p> <p>Так, если принять ток первичной обмотки 0,15 А, то провод нужно взять 0,29 мм.</p> <p><span class="mylink" data-url="http://radiolub.ru/page/prostejshij-raschet-silovogo-transformatora">radiolub.ru</span></p><table><hr> <ul class="relpost"> <li><a href="/transformator/sistema-ohlazhdeniya-d-transformatora.html" title="Система охлаждения д трансформатора"><div class="relimg"><img src="/800/600/http/silovoytransformator.ru/img/3/ohlazhdenie-transformatora.jpg" /></div>Система охлаждения д трансформатора</a></li> <li><a href="/transformator/vklyuchenie-transformatora-pod-napryazhenie.html" title="Включение трансформатора под напряжение"><div class="relimg"><img src="/800/600/http/electricity-help.ru/wp-content/uploads/2017/04/transformatory-toka-i-napryazheniya-1.jpg" /></div>Включение трансформатора под напряжение</a></li> <li><a href="/transformator/transformator-peremennyj.html" title="Трансформатор переменный"><div class="relimg"><img src="/800/600/http/physmatica.ru/wp-content/uploads/2012/09/wpid-image205_20copy.gif" /></div>Трансформатор переменный</a></li> <li><a href="/transformator/termosifonnyj-filtr-transformatora-princip-dejstviya.html" title="Термосифонный фильтр трансформатора принцип действия"><div class="relimg"><img src="/def.jpg" /></div>Термосифонный фильтр трансформатора принцип действия</a></li> <li><a href="/transformator/koefficient-peregruzki-transformatora-pue.html" title="Коэффициент перегрузки трансформатора пуэ"><div class="relimg"><img src="/800/600/http/zametkielectrika.ru/wp-content/uploads/2015/11/peregruzka_transformatorov_toka_перегрузка_трансформаторов_тока-300x223.jpg" /></div>Коэффициент перегрузки трансформатора пуэ</a></li> <li><a href="/transformator/temperatura-verhnih-sloev-masla-transformatora.html" title="Температура верхних слоев масла трансформатора"><div class="relimg"><img src="/800/600/http/ukrelektrik.com/.s/img/ma/m/i3.gif" /></div>Температура верхних слоев масла трансформатора</a></li> <li><a href="/transformator/napryazhenie-transformator.html" title="Напряжение трансформатор"><div class="relimg"><img src="/800/600/http/electricity-help.ru/wp-content/uploads/2017/04/transformatory-toka-i-napryazheniya-1.jpg" /></div>Напряжение трансформатор</a></li> <li><a href="/transformator/koefficient-peregruzki-transformatora.html" title="Коэффициент перегрузки трансформатора"><div class="relimg"><img src="/800/600/https/www.wikireading.ru/img/276190_16_i_020.png" /></div>Коэффициент перегрузки трансформатора</a></li> <li><a href="/transformator/oshinovka-transformatora-eto.html" title="Ошиновка трансформатора это"><div class="relimg"><img src="/def.jpg" /></div>Ошиновка трансформатора это</a></li> <li><a href="/transformator/rasshiritel-transformatora.html" title="Расширитель трансформатора"><div class="relimg"><img src="/800/600/http/www.wikitransformer.ru/image/rasshiritel-transformatora_1.jpeg" /></div>Расширитель трансформатора</a></li> <li><a href="/transformator/transformator-maslyanyj-ustrojstvo.html" title="Трансформатор масляный устройство"><div class="relimg"><img src="/800/600/http/generatorvolt.ru/wp-content/uploads/2015/09/konstrukciya-transformatora-1024x604.jpg" /></div>Трансформатор масляный устройство</a></li> </ul></table></div> </td></tr> </table></div><div class="clear"></div> </div> </td> </tr> <tr><td style="height: 54px;background: #0f1111;"> <table cellspacing=0 cellpadding=0 style="width:100%;height: 54px;" border="0"> <tr> <td class="foot_text_1"><div align="right"><img src="/images/s4et.jpg" alt="" border="0"></div></td> <td class="foot_text_2"><span>©</span> ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»</td> <td style="width:35px;vertical-align:middle;"><img src="/images/vitrum-media.jpg" alt="" border="0" style="margin: 0px 0px 0px 0px;"></td> <td class="podpis"><div> Разработка сайта </div></td> </tr> </table> </td></tr> </table> </td> <td style="background: #b3b3b3 url(/images/bg.jpg) repeat-x left top;">   </td> </tr> </table> <script type="text/javascript"> jQuery(document).ready(function($) { $('.mylink').replaceWith(function(){ return '<a href="' + $(this).attr('data-url') + '" title="' + $(this).attr('title') + '">' + $(this).html() + '</a>'; }); }); </script> <!--LiveInternet counter--><script type="text/javascript"><!-- document.write("<a href='http://www.liveinternet.ru/click'; "+ "target=_blank><img src='//counter.yadro.ru/hit?t22.1;r"+ escape(document.referrer)+((typeof(screen)=="undefined")?"": ";s"+screen.width+"*"+screen.height+"*"+(screen.colorDepth? screen.colorDepth:screen.pixelDepth))+";u"+escape(document.URL)+ ";"+Math.random()+ "' border='0' width='0' height='0'><\/a>") //--></script><!--/LiveInternet--> </body> </html> <script src="/cdn-cgi/scripts/7d0fa10a/cloudflare-static/rocket-loader.min.js" data-cf-settings="7a9f78437b5b3f8d61316159-|49" defer></script>