Магнитопроводы трансформаторов изготовляют из отдельных стальных пластин для

Обновлено: 26.04.2024

Магнитопровод трансформатора набирается из листов электротехнической стали толщиной 0 35 или 0 5 мм, содержащей для уменьшения мощности потерь от вихревых токов до 4 - 5 % кремния. Для получения изоляции между листами их перед сборкой магнитопровода покрывают изоляционным лаком. Листы стягивают в пачки стальными шпильками, изолированными от листов, чтобы не образовались короткозамкнутые витки. В зависимости от положения магнитопровода по отношению к обмоткам принято различать стержневые трансформаторы ( рис. 9.28), у которых обмотки охватывают стержни магнитопровода, и броневые ( рис. 9.29), у которых магнитопровод частично охватывает обмотки. Те и другие магнитопроводы могут быть как у однофазных ( рис. 9.28, а), так и у трехфазных ( рис. 9.28, б) трансформаторов. [1]

Магнитопровод трансформатора ( сердечник и съемное ярмо) набран из горячекатаной электротехнической стали с толщиной листа 0 2 мм и залит в алюминиевый сплав вместе с трубками охлаждения. Конструкция системы охлаждения магнитспровода обеспечивает его стабильную работу при индукции в сердечнике до 1 1 мл, частоте 2 5 кГц и непрерывной работе. При более высоких частотах ( до 10 кГц включительно) индукция снижается обратно пропорционально частоте; потери в сердечнике соответственно несколько снижаются. [2]

Магнитопроводы трансформаторов могут попасть в резонанс как с колебаниями, вызванными магнитострикцией, так и с различными гармониками сил, возникающих в сердечнике. Когда магнитопровод или другие детали трансформатора попадают в резонанс с указанными гармониками, то в спектре шума трансформатора появляются преобладающие уровни в более широком диапазоне, который охватывает резонансные частоты, кратные удвоенной частоте питания. [4]

Магнитопровод трансформатора набран из полос электротехнической стали шириной 49 мм и толщиной 0 3 мм. Какое количество полос имеет магнитопровод, если при подключении его к сети переменного напряжения частотой 50 Гц эдс вторичной обмотки, имеющей 60 витков, равна 20 В. [5]

Магнитопровод трансформатора , являющийся основой конструкции, оказывает большое влияние на технико-экономические показатели трансформатора - его массу на единицу мощности, характеристику холостого хода и потери холостого хода. Магнитопровод набирается из листов электротехнической стали толщиной 0 35 - 0 5 мм. [6]

Магнитопровод трансформатора представляет собой замкнутую магнитную цепь, состоящую из стержней и ярм. На стержнях расположены обмотки; ярма соединяют стержни и образуют, таким образом, замкнутую магнитную цепь. [7]

Магнитопровод трансформатора собирают из отдельных листов электротехнической стали толщиной 0 35 или 0 5 мм марки Э42 горячей прокатки или марки Э310 и Э320 холодной прокатки. [8]

Магнитопровод трансформатора - тороидальный из материала с прямоугольной петлей намагничивания. [9]

Магнитопроводы трансформаторов обычно изготовляют из лучших сортов кремнистой стали. [11]

Магнитопровод трансформатора ( рис. 322, а) для уменьшения потерь от вихревых токов собирают из листов электротехнической стали толщиной 0 35 или 0 5 мм. Обычно применяют горячекатаную сталь с высоким содержанием кремния или холоднокатаную сталь. Листы изолируют один от другого тонкой бумагой или лаком. [13]

Магнитопровод трансформатора собран из стальных пластин Ш - образной формы. Концы обмоток присоединены к лепесткам, которые после установки трансформатора на монтажную панель припаиваются к токопроводящим полосам печатной схемы аппарата. [15]

Особенности Ш-образной пластины трансформатора, схема и как склеить

Вопрос-ответ

Одной из составных частей трансформатора является сердечник. Среди нескольких разновидностей часто встречается броневой трансформатор, имеющий Ш-образную пластину. Расскажем об особенностях такой пластины и проблеме ее расслоения.

Конструктивные особенности Ш-образной пластины трансформатора

Любой трансформатор содержит две основных детали: замкнутый сердечник и медные обмотки. Сердечник, в свою очередь, состоит из пластин, для создания которых используется особая электротехническая сталь. Толщина пластин сердечника напрямую влияет на рабочую частоту трансформатора: чем деталь тоньше, тем больше параметр.

Трансформатор с Ш-образным сердечником также называют броневым. Главные условия, при которых используются такие пластины:

частота не более 8кГц;
максимальная мощность 150В*А.

Ш-образная пластина увеличивает поток рассеяния за счет раздвоения магнитного потока. Положение обмоток на среднем стержне сердечника защищает их от помех и механического воздействия.

Детали для высокочастотных трансформаторов предпочтительно изготавливают из трех основных материалов: пермаллоя, альсифера и феррита. Последний обладает широким диапазоном рабочих частиц, что объясняет использование феррита для создания импульсных трансформаторов.

В описании к магнитопроводу трансформатора даются параметры набора пластин. К примеру, если указано, что необходимо взять железо Ш15Х10, это означает, что:

Ширина средней части пластины должна составлять 15 мм.
Толщина получившейся стопки Ш-образных пластин – 10 мм.

Главным достоинством сердечника, собранного из пластин, является его устойчивость к механическим воздействиям. Это позволяет собирать магнитопровод даже из хрупких материалов. Минус конструкции – повышенная чувствительность к магнитным полям, имеющих низкую частоту.

Собирая сердечник, к пластине Ш-образной формы добавляют перемычки.

Чтобы минимизировать зазор, образованный между перемычкой и пластиной, магнитопровод собирают «вперекрышку».

В каких случаях необходима склейка

Специалисты отмечают два признака того, что Ш-образные пластины расслоились, им требуется перемотка и склейка:

ощутимое нагревание первичной обмотки;
возникновение гула.

Непонятному шуму и повышению температуры в трансформаторе есть физическое объяснение.

Как уже говорилось выше, магнитопровод состоит из пластин, каждая из которых обладает ферромагнитыми свойствами. Когда по первичной обмотке протекает электрический ток, вокруг образуется магнитное поле, способствующее рождению энергии во вторичной обмотке. При неизменной частоте тока, напряжение может расти или падать.

Изменение напряжения воздействуют на воздух, окружающий трансформатор: в нем возникают колебания, звуковые волны. Имея определенную частоту, некоторые из них доступны для уха человека. Но, к примеру, в импульсных трансформаторах гула не слышно.

Более распространен силовой трансформатор. Если раньше устройство издавало тихий гул, а теперь гудит заметно громче, проблема кроется в расслоившихся пластинах. В случае если устройство не только сильно гудит, но и нагревается, значит, повышена токовая нагрузка.

Технология склейки сердечника

Когда проблема определена, нужно позаботиться о восстановлении сердечника. Не всегда конструкция требует склейки. Гул часто становится результатом неправильной сборки, а расслоение можно устранить, стянув их плотнее.

Если склеивание все же необходимо, поможет следующая инструкция:

Рассчитать рабочий ток первичной обмотки.
Аккуратно зачистить керны.
Промазать их небольшим количеством клея.
Собрать трансформатор.
Подключить первичную обмотку к источнику тока.
Оставить до отвердевания клея.

Рассмотрим каждый шаг подробно.

Специалисты советуют пропускать ток для намагничивания пластин сердечника и их нагрева. Так половинки магнитопровода плотнее прижмутся друг к другу. Для того чтобы понять, какое напряжение необходимо, нужно произвести простые расчеты. Измерив сопротивление первичной обмотки (R), подсчитать силу первичного тока по формуле I=220/P. Следовательно, подходящее напряжение – U=IR, но можно поставить и больше.

Зачищать керны нужно максимально аккуратно. Ручная шлифовка приведет к потере плоскостности сердечника.

Далее керны промазывают клеем и собирают трансформатор. Важно следить за тем, чтобы половинки сердечников не были перепутаны. Желательно заранее их пометить.

Подключив обмотки к источнику тока, остается лишь ждать затвердевания клея. Процесс заметно ускорит нагрев, производимый током.

Некоторые мастера советуют смешивать эпоксидный клей с ферритным порошком. Проблема в том, что достать его сложно. Можно сделать его из куска ненужного феррита, подточив его. Больше значение имеет чистота и структура порошка. Если в клеевую массу попадут крупные частицы, это испортит сцепку между пластинами.

Как выбрать клей, чтобы заклеить

Для склейки пластин используется универсальное средство на основе эпоксидной смолы. Эпоксидный клей широко используется не только в быту, но и в промышленности. Популярность вещество получило за высокое качество сцепки между материалами различного происхождения.

Клей является синтетическим продуктом. В составе, помимо основного ингредиента, содержатся растворители, отвердители и прочие добавки, влияющие на качество продукта.

Плюсы эпоксидного клея:

эластичность, не позволяющая шву разрываться при небольших сдвигах;
устойчивость к трещинам;
высокая степень адгезии (состав склеивает разные материалы);

Выбирая клей для работы с сердечником трансформатора, нужно помнить о двух типах эпоксидной смолы. Клей может быть конструкционным и декоративным. Декоративный предназначен для бытовых нужд, его швы отличаются аккуратностью и прозрачностью.

Конструкционные эпоксидные клеи обладают более мощными сцепляющими свойствами. Для склеивания Ш-образных пластин стоит использовать KER-828 и ЭД-20. Оба состава устойчивы к изменениям температуры и химическим воздействиям, отличаются высокой прочностью.

Между этими марками есть несколько несущественных различий. Так, клей российского производства ЭД-20 желтеет под лучами ультрафиолета. При этом смола намного тверже аналога и не стирается твердыми материалами.

KER-828 – корейская марка, обладает меньшей вязкостью. Практически не желтеет с течением времени, но перед действием абразивов уязвима. Однако этот небольшой минус в эксплуатации склеенных предметов не проявляется.

Иногда клей продается в двух тюбиках и называется двухкомпонентным. В одном тюбике содержится жидкая эпоксидная смола, в другом – густое вещество, напоминающее пластилин. Для работы требуется смешать содержимое обоих тюбиков.

Если сердечник трансформатора, состоящий из Ш-образных пластин, издает непривычные звуки и нагревается, проблема в расслоении. Иногда достаточно использовать стяжки, чтобы восстановить целостность магнитопровода. В других ситуациях поможет эпоксидная смола. Четко следуйте инструкции и покупайте качественный клей.

Пример работы

В сети есть примеры работ людей, столкнувшихся с проблемой расслоения пластин сердечника. На фото представлены уже сцепленные пластины.

Причины почему сердечники трансформатора собирают из отдельных пластин

Сердечник трансформатора — главная деталь механизма. От ее качества зависит то, как будет поступать электрический импульс в прибор, эффективность функционирования вторичных и первичных обмоток. Большая часть людей знает примерную схему работы оборудования, назовет основные детали механизма. Но вопрос о том, почему сердечник трансформатора собирают из отдельных пластин не находит ответ.

Дело в том, что на пластику подается электрический импульс, и кажется, что нет разницы одна она установлена или несколько. Поэтому постараемся максимально доступно простом языком объяснить, для чего сердечник трансформатора собирают из тонких листов, почему это важно и как правильно выбираются коэффициенты длины, ширины, проводимости.

Характеристики сердечника: теория

Прежде чем ответить на вопрос, почему сердечник трансформатора набирается из пластин, нужно понять само устройство конструктивной детали. Предназначение механизма — концентрация магнитных потоков, поступающих в прибор. В результате обработки значения получаются постоянными и соответствующими измерениям. Без наличия сердцевины невозможно было бы рассчитывать технические характеристики прибора, в том числе и коэффициент погрешности, коэффициент полезного действия и другое.

Выполняются детали их специальной электротехнической стали ферритов, железа, пермаллоя, электриков ферритного вида — в зависимости от конкретного типа и переназначения техники.

Почему сердечники трансформатора делают из отдельных пластин — улучшение магнитных характеристик этих металлов и элементов.

Устройство изготовляется из цельным пластин, которые различной толщины. Делать в приборе можно различные вариации: от 0,5 до 0,35 миллиметров, но встречается и другой по толщине лист. Холоднокатаные в отличи от горячекатаных вариаций отличаются повышенными характеристиками магнитопровода, но для сборки устройства требуются специфические навыки работы.

Набираться могут из ленты, которая свернута спиралевидным образом, только тороидальные модели. Собирать так — значит разместить вторичную обмотку, при этом значительно понизиться индуктивное сопротивление внешней обмотки (стремится у нулевым значениям), что повысит точность работы.

Для чего магнитопровод трансформатора собирают из отдельных листов, если устройство имеет можно свыше ста вольтов и ампер и частоту функционирования 50 Гц — повышение качества работы и обеспечение бесперебойного поступления электроэнергии для обработки.

Устройства собирать нужно из тонких и отдельных пластин сердечника — это уменьшает вихревые потери. Под действием на трансформатор магнитострикции они становятся деформированными, уменьшается коэффициент полезного действия, невозможно провести качественные расчеты мощности и иных технических характеристик. По факту, удлинения листов должны быть симметричны квадрату индукции, при этом колебания были бы на частоте сети, удвоенной вдвое (так как берется квадрат показателе).

Но путем опытных расчетов выясняем, что механические колебания различные по значениям, так как шум содержит высшие гармоники. Становится ясно, почему сердечник трансформатора собирают из отдельных листов и почему используются только качественные металлы для его производства.

Практика

Узнав, как работает сердечник и поняв его основные технические характеристики, материалы изготовления и конструктивные особенности, можно понять и самостоятельно, почему сердечник современного трансформатора собирают из отдельных листов железа. Для того, чтоб понять это, нужно проследить о обратного. Если бы сердцевина оборудования была выполнена из сплошного цельного куска металла, то это привело бы к возникновению переменного магнитного поля.

Это в свою очередь пододвигает к образованию существенного магнитного поля около сердечника. Возникающие дополнительные токи не нужны для стабильной и качественной работы тс, они лишь затрудняют обработку данных вторичной и первичной обмотками.

Образованные дополнительные токовые потоки непременно приведут к существенным потерям электрической энергии.

Если бы использовался сплошной кусок металла, то:

возникали бы дополнительные токи;
уменьшалось сопротивление вторично и первичных обмоток;
нельзя проследить технические характеристики изделия, мощность, погрешность, КПД;
невозможность составить план работы, на который можно опираться при производстве;
устройство выходит из строя, так как испытает не только необходимые магнитные потоки, но и дополнительные постоянно;
наблюдаются потери энергетической мощности.

Для чего сердечник любого трансформатора собирают из тонких листов стали – становится понятно — для обеспечения стабильной и бесперебойной работы. Но есть и другие причины того, почему сердечник трансформатора собирают из тонких железных листов стали:

есть возможность собрать аналитические данные;
в устройстве не возникает дополнительных токов;
функционирование без существенных энергетических потерь при работе;
срок службы;
удобство использования;
построение плана действий на производстве.

Изготовление из отдельных пластинок занимает больше времени и требует применения специфических знаний. Но без этого никак не обойтись. Для обеспечения стабильного функционирования и уменьшения потерь энергии используется число листов, изготовленных только из качественного и проверенного материала.

Почему сердечник трансформатора выполняют только из электротехнической стали ?

Электротехническими сталями зазывают металлы, используемые в производстве элементов электротехнического оборудования. Ответ на вопрос, почему сердечник трансформатора выполняют из электротехнической стали: она обладает характеристиками, которые дают возможность уменьшить сопротивление. Благодаря снижению сопротивления трансформатор тратит меньше энергии при передаче импульсов.

Состав и производство

Электротехническая сталь – это сплав железа и силицида железа (FeSi) в различных пропорциях:

горячекатаном сплаве до 3,3% FeSi (Э41, Э42, Э43);
в холоднокатаном сплаве до 4,5% FeSi (Э310, Э320, Э3ЗО).

Силицид выводит из железа кислород, снижающий магнитные свойства. Железо восстанавливается из окислов, образуется оксид кремния, который частично превращается в шлак. Одновременно цеменит (Fe3C) заменяется графитом. Иногда в процессе производства добавляется до 0,5% алюминия. Готовая продукция поставляется в виде тонких листов.

Э – электротехническая;
Первая цифра (содержание алюминия):
«1» – слаболегированная;
«2» – среднелегированная;
«3» – повышеннолегированная;
«4» – высоколегированная;
«А» – небольшие удельные потери;
0 – холоднокатаная.

Горячекатаные сплавы в конце обработки подвергаются воздействию высокой температуры, позволяющей придать ей нужные параметры по толщине. Высокая температура способствует перестроению связей между молекулами, что влечет за собой снижение некоторых свойств.

У холоднокатаного сплава более высокая магнитная проницаемость, если она совпадает с направлением проката. Поперек показатель гораздо ниже, поэтому сердечник лучше производить так, чтобы линии смыкались, и использовать специальные методы сборки. Кроме того, холодная прокатка повышает механическую прочность и качество поверхности листов за счет образования кристаллографической текстуры. Ее качество зависят от степени обжатия, температуры обработки и толщины листа.

По этим причинам большинство производителей стараются выполняться сердечники из стали Э-3ЗОА, хотя ее себестоимость в 2 раза превышает себестоимость горячекатаного материала.

Эксплуатационные характеристики

При выборе сплава для изготовления сердечников учитывается:

показатель удельно сопротивления (способность удерживать и передавать напряжение);
коэрцитивная сила (напряжение магнитного поля, способность материала размагничиваться);
коэффициент магнитной проницаемости (соотношение между индукцией и напряжением магнитного поля);
толщина листа.

Коэрцитивная сила, удельное сопротивление, магнитная проницаемость должны быть максимальные.

Магнитопровод в трансформаторе концентрирует магнитные потоки, вызывающие вихревые электротоки. Сердечник трансформатора выполняется из электротехнической стали для того, чтобы их снизить. Достичь этой цели можно, если выполнять его из пластин толщиной 0,35-0,5 мм.

Технические характеристики холоднокатаной электротехнической стали:

высокая магнитная проницаемость;
высокое сопротивление, снижающее потери на нагрев;
низкие потери на гистерезис (размагничивание) и вихревые токи.

Листы хорошо штампуются, в магнитопроводе изолируются лаком или тонкой бумагой. Это полностью отвечает на вопрос, почему сталь холоднокатаная.

Магнитопроводы трансформаторов выполняются из электротехнической стали для улучшения их эксплуатационных характеристик. При добавлении в сплав кремния и холодной прокатке сталь становится практически идеальным материалом для производства элементов электрических приборов.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Магнитопровод трансформатора собирают встык или внахлест. При сборке встык все части магнитопровода собирают раздельно из отдельных полос или пластин и затем вместе. При такой сборке просто осуществляется монтаж и демонтаж трансформатора, но в месте стыка необходимо поместить изоляционную прокладку, увеличивающую магнитное сопротивление. При установке ярма его пластины не будут точно совпадать с пластинами стержня, в результате чего пластины ярма и стержня окажутся замкнутыми. Такое замыкание поведет к увеличению вихревых токов, которые могут вызвать недопустимо высокий нагрев стали в месте стыка. Нагрев может стать настолько большим, что стальные пластины сплавятся в сплошную массу и трансформатор выйдет из строя. При сборке магнитопровода внахлест стальные пластины укладывают так, чтобы у лежащих рядом полос разрезы были в различных точках. Такая сборка усложняет монтаж и демонтаж трансформатора, но и позволяет значительно уменьшить магнитное сопротивление, так как пластины плотно прилегают одна к другой. [32]

Магнитопровод трансформатора должен быть надежно заземлен. [33]

Магнитопровод трансформатора набран из полос электротехнической стали шириной 49 мм и толщиной 0 3 мм. [35]

Магнитопровод трансформатора выполняет функции магнитной системы и одновременно его конструктивной и механической основы. В конструкции магнитопровода различают активную часть, непосредственно проводящую магнитный поток, и неактивную часть, придающую магнитопроводу необходимую жесткость и являющуюся остовом для установки и крепления на нем различных деталей. [36]

Магнитопроводы трансформаторов мощностью 630 - 1000 ква устанавливают на полу около рабочего места, мощностью 1600 - 6300 ква - на сборочную площадку, оборудованную специальными стеллажами и подготовленную к установке магнитопровода. [37]

Магнитопроводы трансформаторов изготовляются также методом штамповки отдельных Ш - образных или П - образных пластин и перемычек с последующей сборкой ( шихтовкой) их в пакет. [38]

Магнитопроводы трансформаторов изготовляют из тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга для уменьшения потерь от вихревых токов. Пластины вырезают из листовой стали. Отходы, образующиеся при раскрое пластин магнито-проводов крупных трансформаторов, используют для изготовления пластин ыагнитопроводов трансформаторов меньших габаритов. [39]

Магнитопроводы трансформаторов мощностью выше 10000 ква собирают, поднимают и поворачивают в специальных приспособлениях, предохраняющих их от деформации и повреждений. Направляющие оправки при сборке трансформаторов большой мощности устанавливают так, чтобы в каждую пластину входило не менее двух оправок. [41]

Магнитопроводы трансформаторов мощностью в несколько десятков или сотен вольтампер собирают из пластин Г -, П - и Ш - об-разной формы. При сборке обмотку вкладывают в стальную плиту с отверстием, размеры которого соответствуют наружному размеру обмотки. Пластины магнитопровода закладывают поочередно в обмотку с торцовых сторон по 2 - 5 шт. Собранные магнитопроводы вместе с обмоткой поступают на пневматический пресс, где они прессуются и скрепляются. [42]

Магнитопровод трансформатора рис. 8.62 имеет зазор, в который вставлен брус Б из того же материала, что и магнитопровод. [45]

Читайте также: