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.
