Устройство трансформатора

Магнитопровод трансформаторов изготавливают из листов электротехнической стали. Стальные листы изолированы друг от друга бумажной, лаковой изоляцией или окалиной, что позволяет уменьшить потери мощности в магнитопроводе вследстие того, что вихревые токи замыкаются в плоскости поперечного сечения отдельного листа. Чем меньше толщина листа, тем меньше сечение проводника, по которому протекает вихревой ток , и тем больше его сопротивление. В результате вихревой ток и потери мощности на нагрев магнитопровода уменьшаются.

По типу или конфигурации магнитопровода трансформаторы подразделяют на стержневые и броневые. В стержневых трансформаторах обмотки, насаженные на стержень магнитопровода, охватывают его (рис. 1.3, а), в броневых – магнитопровод частично охватывает обмотки и как бы «бронирует» их (рис. 1.3, б). Горизонтальные части магнитопровода, не охваченные обмотками, называются нижним и верхним ярмом.

Т рансформаторы большой и средней мощности обычно изготавливают стержневыми, так как они проще по конструкции, имеют лучшие условия для охлаждения обмоток, что особенно важно в мощных трансформаторах, имеющих большие габаритные размеры. Магнитопровод таких трансформаторов набирают из отдельных пластин прямоугольной формы (рис. 1.4,  а). Для уменьшения магнитного сопротивления их набирают так, чтобы стыки пластин в двух соседних слоях были в разных местах. Аналогично выполняют магнитопроводы с двумя стержнями.

Трансформаторы малой мощности могут иметь магнитопровод, собранный из пластин, выполненных в форме буквы Ш, и прямоуголь­ных полос (рис. 1.4, б). Стержни магнитопровода имеют квадратное или ступенчатое поперечное сечение (рис. 1.5), что позволяет при заданном значении магнитного потока или мощности уменьшить габаритные размеры обмотки, а значит, и всего трансформатора. Ярмо обычно имеет квадратное сечение.

Магнитопроводы стержневых и броневых трансформаторов малой мощности можно навивать из узкой ленты электротехнической стали (рис. 1.6). Это позволяет уменьшить воздушные зазоры в магнитопроводе и снизить магнитное сопротивление, а следовательно, и ток холостого хода. В большинстве случаев ленточные магнитопроводы разрезают, чтобы на них легче было посадить заранее намотанные обмотки. Затем половинки магнитопроводов соединяют.

В трансформаторах, работающих при высокой частоте, магнитопроводы изготавливают из порошковых материалов (пермаллой, ферриты).

Обмотки трансформаторов обычно выполняют из медного провода круглого или прямоугольного сечения. Для лучшей магнитной связи между обмотками их располагают как можно ближе друг к другу. В действительности же обмотки (первичную и вторичную) размещают на одних и тех же стержнях, разделив каждую из них пополам (см. рис. 1.3, а). Половинки обмоток соединяют последовательно или параллельно. Использование двух стержней позволяет приблизить обмотки к ним и тем самым при заданном числе витков уменьшить средний радиус обмоток и расход проводов. Обмотки изолируют как от стержня и ярма магнитопровода, так и друг от друга. В качестве изоляции применяют электротехнический картон, специальную бумагу или ткань, пропитанную лаком.