I. Магнитопровод (сердечник)

По конструктивному исполнению магнитопроводы трансформатора делятся на следующие группы:

-броневой;

-стержневой;

-тороидальный.

Каждый из магнитопроводов конструктивно может иметь несколько модификаций, в зависимости от того, из какого материала он изготовлен: из ленточного или пластичного материала или формируется прессованием.

Рисунок 3.3 – Конструкция магнитопроводов. а) – броневой ленточный; б) – стержневой ленточный; в) – броневой пластинчатый; г) – стержневой пластинчатый; д) – тороидальный

Броневой

Достоинства:

— простота и технологичность конструкции;

— защищенность от механических повреждений.

Недостатки:

— большие размеры;

— повышенная чувствительность к внешним электромагнитным воздействиям;

— невысокие условия теплоотвода.

Стержневой

Достоинства:

— уменьшенные массы и габариты;

— пониженная чувствительность к внешним электромагнитным воздействиям;

— улучшенная теплоотдача.

Недостатки:

— повышенная трудоемкость;

— невысокая защищенность от механических воздействий.

Тороидальный

Достоинства:

— невысокие масса и габариты;

— практически нечувствительность к внешним воздействиям.

Недостаток:

— повышенная трудоемкость изготовления.

Магнитопроводы обычно выполняют из следующих материалов:

1)Электротехнические стали.Они используются для трансформаторов, работающих на частотах 50 Гц (Э410, Э411, Э412 и др.) и от 400 до 1000 Гц (3421, 3422 и др.). Обозначение осуществляется следующим образом:

Э410, где Э – электротехническая сталь;

4 – содержание кремния;

1 – группа по магнитным свойствам;

0 – тип проката (холоднокатаная).

3421, где 3 – холоднокатаная с анизотропией;

4 – содержание Si;

2 – группа по магнитным свойствам;

1 – порядковый номер;

Достоинства:

- Низкая стоимость

- Высокая технологичность, обрабатываемость;

- Магнитная проницаемость до 10000

Недостатки:

- Высокие потери на вихревые токи.

2) Железоникелевые сплавы (пермолой).Состоящие из Fe железа, никеля (содержится до75-80 %), кобальта Co и молибдена Mo.

Достоинства:

- µ=1500÷300000;

- индукция насыщения не выше 1 Тл;

Недостатки:

- Повышенная стоимость;

- Повышенные потери на токи Фуко;

3) Ферриты.Используются на частотах от 20 до 100 кГц и выше, относительно дешёвы.

Недостатки: зависимость электромагнитных характеристик от температуры.

4) Магнитодиэлектрики.Основными представителями являются – альсифер, состоящий из алюминия, железа, кремния и карбонильное железо. Они обладают высоким удельным сопротивлением.

Магнитопроводы для трансформаторов стандартизованы по типоразмерам и используются в зависимости от марки материала в тех или иных трансформаторах.

В стержневых применяются следующие типы:

а) ПЛ – в низковольтных трансформаторах, на частотах до 400 Гц;

б) ПЛВ – для высоковольтных трансформаторов;

в) ПЛМ – для низковольтных трансформаторов, работающих на частоте 50 Гц;

В броневых трансформаторах:

а) ШЛ – для трансформаторов с минимальной массой, работающих на частотах до 400 Гц;

б) ШЛМ – обеспечение минимальной массы и стоимости трансформаторов, работающих на частоте 50 Гц;

в) ШЛО – для низковольтных и высоковольтных трансформаторов, работающих на частотах от 50 до 5000 Гц.

II. Катушка, включающая одну или более обмоток.

Обмотки броневых и стержневых трансформаторов выполняются в виде катушек с каркасной или бескаркасной намоткой. Их выполняют из обмоточных проводов круглого и прямоугольного сечения из меди, изолированных между собой и от магнитопровода.

Простейшим каркасом является гильза. Намотка производится по всей высоте каркаса или секциями на его части.

Кроме каркаса, предохраняющего обмотки от соприкосновения с магнитопроводом, катушка трансформатора имеет и другие виды изоляций:

- межвитковая.

- межслоевая.

- межобмоточная.

- наружная изоляция от элементов конструкции.

К межслоевой и межобмоточной изоляции предъявляются следующие требования:

- хорошая впитывающая способность по отношению к пропитывающему составу.

- высокая электрическая и механическая прочность.

- пластичность.

- малая толщина, обеспечивающая высокий коэффициент заполнения окна.

- высокое сопротивления изоляции.

При работе трансформатор до + 130ºС рекомендуется применение кабельной бумаги, а свыше +130ºС – микалентной бумаги, имеющей наивысшую впитываемость.

Для защиты от внешних воздействий используют пропитку и заливку:

- при рабочих температурах до + 130ºС – лак.

- при температурах от + 130ºС – полиэфирные, кремнийорганические и эпоксидные компаунды и лаки.

Для зашиты от внешних воздействий применяют герметизацию, капсулирование.