Общие сведения о трансформаторах и дросселях низкой частоты

Трансформатор — электромагнитное устройство переменного тока, предназначенное для изменения напряжения, согласования сопро­тивлений электрических цепей, разделения цепей источника и на­грузки по постоянному току, а также для изменения состояния цепи относительно корпуса. Основной частью трансформатора является магнитопровод из магнитно-мягкого материала с размещенными на нем обмотками.

Трансформаторы, используемые в приемно-усилительной аппа­ратуре, можно разделить на трансформаторы питания (силовые) и согласующие (сигнальные). Трансформаторы питания применяются в выпрямительных устройствах для получения различных напря­жений. Согласующие трансформаторы используют для согласова­ния входа усилителя и источника сигнала (входные), выхода усили­теля с нагрузкой (выходные), в качестве элемента межкаскадной связи (межкаскадные).

Магнитопроводы. Для уменьшения потерь на вихревые токи магнитопроводы трансформаторов и дросселей набираются из штампованных пластин (рис.), навиваются из полос элект­ротехнической стали либо железо-никелевых сплавов (рис.), а также изготавливаются из магнитно-мягких ферритов (рис.). Витые (ленточные) магнитопроводы характеризуются возможно­стью использования материалов различной толщины (до нескольких микрометров), что позволяет применять их для трансформаторов при повышенных частотах; лучшим, чем у пластинчатых магнитопроводов, использованием магнитных свойств материалов (особенно холоднокатаных сталей); несколько повышенными потерями; нали­чием воздушного зазора в стыках (5..,40 мкм); меньшей стоимостью изготовления. Преимуществом магнитопроводов, набираемых из пластин, является возможность изготовления их практически из лю­бых, даже очень хрупких, материалов.

По конструкции магнитопроводы разделяют на броневые, стержневые и кольцевые (тороидальные). В броневом сердечнике обмотки располагаются на центральном стержне, что упрощает конструкцию, обеспечивает более полное использование окна и частично создает защиту обмотки от механических воздействий. Недостатком трансформаторов с броневым магнитопроводом является повышенная чувствительность к воздействию магнитных полей низкой частоты. Это ограничивает применение броневых магнито­проводов для входных трансформаторов.

В стержневых магнитопроводах обмотки располагаются на двух стержнях при этом уменьшается толщина намотки и, следовательно, индуктивность рассеяния трансформатора. Кроме того, уменьшается расход провода и увеличивается поверхность охлаждения, что важно для мощных трансформаторов. Стержневые магнитопроводы применяют для мощных выходных трансформаторов, а также для входных трансформаторов высокочувствительных усилителей.

Кольцевые магнитопроводы позволяют наиболее полно исполь­зовать магнитные свойства материала, обеспечивают слабое внешнее магнитное поле трансформатора, однако применяются сравнитель­но редко вследствие сложности намотки трансформатора.

Штампованные пластины чаще всего бывают Ш- и Г-образной форм. Пластины Г-образной формы используются для стержневых магнитопроводов, Ш-образные - для броневых.

Для сборки магнитопровода из Ш-образных пластин к ним добавляют перемычки. Чтобы ликвидировать зазор между пласти­нами и перемычками, магнитопровод собирают «вперекрышку». В магнитопроводах трансформаторов и дросселей, по обмоткам которых протекает постоянный ток (например, дроссели фильтров питания), делают немагнитный зазор. В этом случае пластины магни­топровода собирают в одну сторону. Между пакетами пластин и пере­мычек помещают прокладку из листового электроизоляционного материала необходимой толщины.

Для уменьшения потерь на вихревые токи пластины изолируют тонким слоем лака (с одной стороны) или окисла, который образует­ся при отжиге.

После сборки магнитопровода его стягивают планками или уголками при помощи шпилек с гайками либо специальными

обжимками. Шпильки должны быть изолированы от пластин. Стяж­ные планки, уголки или обжимки служат одновременно для крепления трансформатора на шасси.

Из полос электротехнической стали навивают Ш-, О-образные и тороидальные (кольцевые) магнитопроводы Ш-образный и то­роидальный магнитопроводы показаны на рис.

Каркасы, на которые наматываются обмотки трансформаторов и дросселей, прессуют из пластмассы, склеивают из электрокартона или собирают из отдель­ных деталей, изготовленных из гетинакса, прессшпана, текстолита или элек­трокартона.

Обмотки трансформаторов и дросселей разделяют на цилиндрические и галетные. Цилиндрическая обмотка (рис. III. 17, а) проще в изготовлении. При намотке на каркас провод может уклады­ваться, рядами (слоями) или беспорядочно (внавал). При повышен­ных требованиях к электрической прочности обмотки, например в трансформаторах питания, применяют рядовую намотку. Для увеличения электрической прочности обмотки используют межслое­вую изоляцию (между каждым рядом или после нескольких рядов). В качестве такой изоляции в зависимости от требуемых электри­ческой прочности, теплостойкости и допустимой стоимости применяют ленты из бумаги (толщина 0,006...6,2 мм), лавсана или фторо­пласта. Межобмоточная изоляция выполняется так же, как и межслойная, но состоит из нескольких слоев ленты (в зависимости от напряжения между обмотками). В трансформаторах согласования и дросселях для полупроводниковой аппаратуры можно применять намотку внавал без межслойной изоляции. При намотке внавал получается меньшая собственная емкость трансформатора. Для уменьшения собственной емкости обмотки секционируют, наматывая их на каркасы с перегородками.

Если обмотка должна быть симметричной, ее разделяют на две равные части, которые наматывают в разные стороны в виде отдель­ных секций. Общей (средней) точкой является соединение концов или начал полуобмоток. При малых напряжениях симметричную обмотку можно наматывать двумя проводами, сложенными вместе, Галетная обмотка (рис. III.17, б) сложнее в изготовлении, но отличается более высокой электрической прочностью, меньшими собственной емкостью и индуктивностью рассеяния и допускает ремонт путем замены галет. Для намотки галет используют специальные оправки, состоящие из гильзы и двух щечек с радиаль­ными прорезями. Перед намоткой в прорези вкладывают отрезки прочных ниток, которыми скрепляют витки после намотки галеты. Разновидность галеты — обмотка, изготовленная печатным способом из фольгированного изоляционного материала. Печатные галеты собирают в общий пакет и соединяют между собой. Такие обмотки применяют для трансформаторов очень малой мощности, особенно при небольших токах.

Симметричность галетной обмотки достигается разделением ее на две равные части, которые наматывают и соединяют так же, как и в случае цилиндрической обмотки.

Для обмоток трансформаторов и дросселей применяются мед­ные обмоточные провода. Диаметр провода определяется плотностью тока, сопротивлением обмотки, соображениями удобства намотки и надежностью. Очень тонкие провода (с диа­метром менее 0,07 мм) не так надежны, значительно дороже и услож­няют намотку. Вид изоляции провоза выбирают в зависимости от рабочей температуры обмотки, требуемой ее электрической проч­ности, допускаемого коэффициента заполнения окна магнитопровода. В трансформаторах для полупроводниковой аппаратуры, пред­назначенной для работы в нормальных условиях, обычно исполь­зуют провода в эмалевой изоляции (марки ПЭЛ, ПЭВ и др.).

Выводы обмоток выполняют тем же проводом, что и обмотку (если диаметр провода не очень мал), или как отдельную деталь в виде от­резка гибкого многожильного изолированного провода, припаивае­мого к концу (началу) провода обмотки. Для повышения надежности соединения необходимо обеспечить плавный переход жесткости от • места пайки к выводу, исключить соприкосновение места пайки с химически активными материалами (например, пропиточными со­ставами) и обеспечить защиту его от воздействия влаги..

Для защиты трансформаторов и дросселей от воздействий внеш­ней среды их обмотки пропитывают изоляционными материалами. Кроме того, трансформаторы и дроссели обволаки­вают компаундами или герметизируют.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: