для чего нужен сердечник трансформатора
Устройство и принцип работы трансформатора
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомство с электронными компонентами и в этой статье рассмотрим устройство и принцип работы трансформатора.
Трансформаторы нашли широкое применение в радио и электротехнике и применяются для передачи и распределения электрической энергии в сетях энергосистем, для питания схем радиоаппаратуры, в преобразовательных устройствах, качестве сварочных трансформаторов и т.п.
Трансформатор предназначен для преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины.
В большинстве случаев трансформатор состоит из замкнутого магнитопровода (сердечника) с расположенными на нем двумя катушками (обмотками) электрически не связанных между собой. Магнитопровод изготавливают из ферромагнитного материала, а обмотки мотают медным изолированным проводом и размещают на магнитопроводе.
Одна обмотка подключается к источнику переменного тока и называется первичной (I), с другой обмотки снимается напряжение для питания нагрузки и обмотка называется вторичной (II). Схематичное устройство простого трансформатора с двумя обмотками показано на рисунке ниже.
1. Принцип работы трансформатора.
Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции.
Если на первичную обмотку подать переменное напряжение U1, то по виткам обмотки потечет переменный ток Io, который вокруг обмотки и в магнитопроводе создаст переменное магнитное поле. Магнитное поле образует магнитный поток Фo, который проходя по магнитопроводу пересекает витки первичной и вторичной обмоток и индуцирует (наводит) в них переменные ЭДС – е1 и е2. И если к выводам вторичной обмотки подключить вольтметр, то он покажет наличие выходного напряжения U2, которое будет приблизительно равно наведенной ЭДС е2.
При подключении к вторичной обмотке нагрузки, например, лампы накаливания, в первичной обмотке возникает ток I1, образующий в магнитопроводе переменный магнитный поток Ф1 изменяющийся с той же частотой, что и ток I1. Под воздействием переменного магнитного потока в цепи вторичной обмотки возникает ток I2, создающий в свою очередь противодействующий согласно закону Ленца магнитный поток Ф2, стремящийся размагнитить порождающий его магнитный поток.
В результате размагничивающего действия потока Ф2 в магнитопроводе устанавливается магнитный поток Фo равный разности потоков Ф1 и Ф2 и являющийся частью потока Ф1, т.е.
Результирующий магнитный поток Фo обеспечивает передачу магнитной энергии из первичной обмотки во вторичную и наводит во вторичной обмотке электродвижущую силу е2, под воздействием которой во вторичной цепи течет ток I2. Именно благодаря наличию магнитного потока Фo и существует ток I2, который будет тем больше, чем больше Фo. Но и в то же время чем больше ток I2, тем больше противодействующий поток Ф2 и, следовательно, меньше Фo.
Из сказанного следует, что при определенных значениях магнитного потока Ф1 и сопротивлений вторичной обмотки и нагрузки устанавливаются соответствующие значения ЭДС е2, тока I2 и потока Ф2, обеспечивающие равновесие магнитных потоков в магнитопроводе, выражаемое формулой приведенной выше.
Таким образом, разность потоков Ф1 и Ф2 не может быть равна нулю, так как в этом случае отсутствовал бы основной поток Фo, а без него не мог бы существовать поток Ф2 и ток I2. Следовательно, магнитный поток Ф1, создаваемый первичным током I1, всегда больше магнитного потока Ф2, создаваемого вторичным током I2.
Величина магнитного потока зависит от создающего его тока и от числа витков обмотки, по которой он проходит.
Напряжение вторичной обмотки зависит от соотношения чисел витков в обмотках. При одинаковом числе витков напряжение на вторичной обмотке будет приблизительно равно напряжению, подаваемому на первичную обмотку, и такой трансформатор называют разделительным.
Если вторичная обмотка содержит больше витков, чем первичная, то развиваемое в ней напряжение будет больше напряжения, подаваемого на первичную обмотку, и такой трансформатор называют повышающим.
Если же вторичная обмотка содержит меньшее число витков, чем первичная, то и напряжение ее будет меньше, чем напряжение подаваемое на первичную обмотку, и такой трансформатор называют понижающим.
Следовательно. Путем подбора числа витков обмоток, при заданном входном напряжении U1 получают желаемое выходное напряжение U2. Для этого пользуются специальными методиками по расчету параметров трансформаторов, с помощью которых производится расчет обмоток, выбирается сечение проводов, определяются числа витков, а также толщина и тип магнитопровода.
Трансформатор может работать только в цепях переменного тока. Если его первичную обмотку подключить к источнику постоянного тока, то в магнитопроводе образуется магнитный поток постоянный во времени, по величине и направлению. В этом случае в первичной и вторичной обмотках не будет индуцироваться переменное напряжение, а следовательно, не будет передаваться электрическая энергия из первичной цепи во вторичную. Однако если в первичной обмотке трансформатора будет течь пульсирующий ток, то во вторичной обмотке будет индуцироваться переменное напряжение частота которого будет равна частоте пульсации тока в первичной обмотке.
2. Устройство трансформатора.
2.1. Магнитопровод. Магнитные материалы.
Назначение магнитопровода заключается в создании для магнитного потока замкнутого пути, обладающего минимальным магнитным сопротивлением. Поэтому магнитопроводы для трансформаторов изготавливают из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных полях. Материалы должны иметь малые потери на вихревые токи, чтобы не перегревать магнитопровод при достаточно больших значениях магнитной индукции, быть достаточно дешевыми и не требовать сложной механической и термической обработки.
Магнитные материалы, используемые для изготовления магнитопроводов, выпускаются в виде отдельных листов, либо в виде длинных лент определенной толщины и ширины и называются электротехническими сталями.
Листовые стали (ГОСТ 802-58) изготавливаются методом горячей и холодной прокатки, ленточные текстурованные стали (ГОСТ 9925-61) только методом холодной прокатки.
Также применяют железноникелевые сплавы с высокой магнитной проницаемостью, например, пермаллой, перминдюр и др. (ГОСТ 10160-62), и низкочастотные магнитомягкие ферриты.
Для изготовления разнообразных относительно недорогих трансформаторов широко применяются электротехнические стали, имеющие небольшую стоимость и позволяющие трансформатору работать как при постоянном подмагничивании магнитопровода, так и без него. Наибольшее применение нашли холоднокатаные стали, имеющие лучшие характеристики по сравнению со сталями горячей прокатки.
Сплавы с высокой магнитной проницаемостью применяют для изготовления импульсных трансформаторов и трансформаторов, предназначенных для работы при повышенных и высоких частотах 50 – 100 кГц.
Недостатком таких сплавов является их высокая стоимость. Так, например, стоимость пермаллоя в 10 – 20 раз выше стоимости электротехнической стали, а пермендюра – в 150 раз. Однако в ряде случаев их применение позволяет существенно снизить массу, объем и даже общую стоимость трансформатора.
Из магнитомягких низкочастотных ферритов с высокой начальной проницаемостью изготавливают прессованные магнитопроводы, которые применяют для изготовления импульсных трансформаторов и трансформаторов, работающих на высоких частотах от 50 – 100 кГц. Достоинством ферритов является невысокая стоимость, а недостатком является низкая индукция насыщения (0,4 – 0,5 Т) и сильная температурная и амплитудная нестабильность магнитной проницаемости. Поэтому их применяют лишь при слабых полях.
Выбор магнитных материалов производится исходя из электромагнитных характеристик с учетом условий работы и назначения трансформатора.
2.2. Типы магнитопроводов.
Магнитопроводы трансформаторов разделяются на шихтованные (штампованные) и ленточные (витые), изготавливаемые из листовых материалов и прессованные из ферритов.
Шихтованные магнитопроводы набираются из плоских штампованных пластин соответствующей формы. Причем пластины могут быть изготовлены практически из любых, даже очень хрупких материалов, что является достоинством этих магнитопроводов.
Ленточные магнитопроводы изготавливаются из тонкой ленты, намотанной в виде спирали, витки которой прочно соединены между собой. Достоинством ленточных магнитопроводов является полное использование свойств магнитных материалов, что позволяет уменьшить массу, размеры и стоимость трансформатора.
В зависимости от типа магнитопровода трансформаторы подразделяются на стрежневые, броневые и тороидальные. При этом каждый из этих типов может быть и стрежневым и ленточным.
В магнитопроводах стержневого типа обмотки располагается на двух стержнях (стержнем называют часть магнитопровода, на которой размещают обмотки). Это усложняет конструкцию трансформатора, но уменьшает толщину намотки, что способствует снижению индуктивности рассеяния, расхода проволоки и увеличивает поверхность охлаждения.
Стержневые магнитопроводы используют в выходных трансформаторах с малым уровнем помех, так как они малочувствительны к воздействию внешних магнитных полей низкой частоты. Это объясняется тем, что под влиянием внешнего магнитного поля в обеих катушках индуцируются напряжения, противоположные по фазе, которые при равенстве витков обмоток компенсируют друг друга. Как правило, стержневыми выполняются трансформаторы большой и средней мощности.
В магнитопроводе броневого типа обмотка располагается на центральном стержне. Это упрощает конструкцию трансформатора, позволяет получить более полное использование окна обмоткой, а также создает некоторую механическую защиту обмотки. Поэтому такие магнитопроводы получили наибольшее применение.
Некоторым недостатком броневых магнитопроводов является их повышенная чувствительность к воздействию магнитных полей низкой частоты, что делает их малопригодными к использованию в качестве выходных трансформаторов с малым уровнем помех. Чаще всего броневыми выполняются трансформаторы средней мощности и микротрансформаторы.
Тороидальные или кольцевые трансформаторы позволяют полнее использовать магнитные свойства материала, имеют малые потоки рассеивания и создают очень слабое внешнее магнитное поле, что особенно важно в высокочастотных и импульсных трансформаторах. Но из-за сложности изготовления обмоток не получили широкого применения. Чаще всего их делают из феррита.
Для уменьшения потерь на вихревые токи шихтованные магнитопроводы набираются из штампованных пластин толщиной 0,35 – 0,5 мм, которые с одной стороны покрывают слоем лака толщиной 0,01 мм или оксидной пленкой.
Лента для ленточных магнитопроводов имеет толщину от нескольких сотых до 0,35 мм и также покрывается электроизолирующей и одновременно склеивающейся суспензией или оксидной пленкой. И чем тоньше слой изоляции, тем плотнее происходит заполнение сечения магнитопровода магнитным материалом, тем меньше габаритные размеры трансформатора.
За последнее время наряду с рассмотренными «традиционными» типами магнитопроводов находят применение новые формы, к числу которых следует отнести магнитопроводы «кабельного» типа, «обращенный тор», катушечный и др.
На этом пока закончим. Продолжим во второй части.
Удачи!
1. В. А. Волгов – «Детали и узлы радио-электронной аппаратуры», Энергия, Москва 1977 г.
2. В. Н. Ванин – «Трансформаторы тока», Издательство «Энергия» Москва 1966 Ленинград.
3. И. И. Белопольский – «Расчет трансформаторов и дросселей малой моности», М-Л, Госэнергоиздат, 1963 г.
4. Г. Н. Петров – «Трансформаторы. Том 1. Основы теории», Государственное Энергетическое Издательство, Москва 1934 Ленинград.
5. В. Г. Борисов, – «Юный радиолюбитель», Москва, «Радио и связь» 1992 г.
Что такое сердечник трансформатора: строение и виды магнитопроводов
Усилитель магнитного поля
Электромагнитное поле неразрывно взаимосвязано с током. Его свойства используются во всех электрических машинах, устройствах электроники и автоматики. Предназначение магнитопроводов состоит в том, чтобы передавать и усиливать магнитное поле.
Усилитель магнитного поля – это сердечник, охваченный витками катушек (обмоток). В зависимости от вида применяемого материала, добиваются определённых характеристик МП.
Усилители по принципу действия бывают двух типов:
Зачем нужен магнитопровод
Чтобы понять, что такое магнитопровод, надо рассмотреть устройство простого трансформатора. Две индукционные катушки намотаны на сердечники, объединённые в единую конструкцию. Именно они являются магнитопроводами (МП).
Первичная катушка под напряжением наводит магнитное поле на сердечник, который наводит магнитный поток на вторичную обмотку. В результате МП индуцирует ток во второй катушке, но уже с другими характеристиками.
Важно! Сердечники изготавливают из особой трансформаторной стали – ферритов. Это сплав железа с оксидами других металлов.
Виды магнитопроводов и их использование
Давайте чуть подробней остановимся на особенностях магнитопроводов, предназначенных для разных устройств.
Для трансформаторов используются однофазные или трехфазные магнитопроводы. Среди однофазных можно выделить стержневые и броневые устройства. Стержневой магнитопровод состоит из двух стержней, на которые проводится установка двух катушек с обмотками. Броневой магнитопровод состоит из стержня, на котором расположены обмотки и ярма. От стержня происходит раздвоение магнитного потока на 2 части. Такой тип магнитопровода используется в трансформаторе малых мощностей. Это связано с тем, что он не приспособлен к высоким тепловым нагрузкам. Стержневой магнитопровод, у которого больше площадь для охлаждения обмотки, лучше подходит для силовых транформаторов.
Для трехфазных устройств используется либо 3 однофазных конструкции, либо собирается общая обмотка с отдельными ячейками.
Наиболее часто применяемая конструкция в этом случае – это расположение обмоток на отдельном стержне. Если производство небольшое, то магнитопровод там часто монтируют своими силами из лент-заготовок. То есть на готовую катушку с проводом наматывают ленты из железа – магнитопровод.
При этом если используются ленты, то их толщина должна быть 0.2 или 0,35 мм, а если пластины – то 0,35 или 0,5 мм. Это связано с тем, лента должна быть намотана очень плотно, что невозможно сделать, если толщина материала слишком большая.
Для реле и пускателей принципиально конструкция магнитопровода не меняется. Различие лишь в том, что в него входит 2 части – подвижная и стационарная. Если появляется магнитный поток, то подвижная часть с контактом притягивается как магнит, а если нет магнитного потока, то она возвращается в прежнее положение. Магнитопроводы, работающие с постоянным током, изготавливается при помощи отлива цельной детали, тонкие пластины для них не используются. Сердечник у них круглой формы, а корпус и ярмо – прямоугольные. Магнитопровод для электрической машины несколько отличается по конструкции. Это связано с наличием подвижного ротора. В магнитопроводе в этом случае делаются пустые пространства для расположения там проводов, ведь внутри них расположены обмотки, где течет ток для обеспечения минимальных габаритов.
Похожие материалы:
Характеристики и принцип действия
Принцип действия МП заключается в том, чтобы увеличивать магнитное поле, направленное на вторичную обмотку электроустройства. Характеризующие величины МП напрямую зависят от состава сплава, применяемого для изготовления сердечников. Самыми эффективными усилителями считаются ферромагнетики.
Чтобы в сердечнике постоянно возрастала сила магнитного потока, нужно повышать силу тока и количество витков в катушке.
Следует понимать! Величина магнитного поля ограничивается характеристиками материала, из которого изготовлен сердечник.
Чтобы чётко выразить характеристики магнитопровода, их отображают графически на осях координат. Изменение величин выглядит в виде замкнутой кривой линии, называемой петлёй гистерезиса.
Электромагниты и их применение
Вот некоторые из примеров, где они используются:
Советуем изучить — Назначение и устройство синхронных машин
Петля гистерезиса
Что является источником магнитного поля
Гистерезис по-гречески означает запаздывание. Графическое изображение петли гистерезиса отражает степень намагничивания тела, находящегося во внешнем магнитном поле. Гистерезис – это зависимость векторов намагничивания и напряжённости магнитного поля в какой-либо среде от приложенного внешнего МП. Состояние тела на данный момент времени сравнивается с его предыдущим состоянием. При этом наблюдается отставание реакции тела на воздействие внешнего МП. Физическое действие отлично проявляется в ферромагнетиках: это железо, кобальт, никель и сплавы из них. Петля гистерезиса даёт объяснение существования постоянных магнитов.
Петля гистерезиса
Обратите внимание! Магнитным гистерезисом ферромагнетика называют отставание изменения степени намагничивания тела от изменения внешнего магнитного поля. То есть петля показывает зависимость степени намагничивания от предыстории образца.
Магнитная проницаемость ферромагнетика – непостоянная величина, она тесно связана с индукцией внешнего поля. Кривая намагничивания сердечника представляет собой изогнутую петлю, при определённой степени насыщения поля ферромагнетика. В дальнейшем эта величина не растёт. Если внешнюю индукцию уменьшить до нуля, то ферромагнетик сохранит остаточное намагничивание. При смене направления внешнего поля ферромагнетик перемагничивается в обратную сторону.
Петля Гестерезиса
Единица измерения напряжения
Петля Гестерезиса – это график перемагничивания магнитопровода. Графическое изображение петли Гестерезиса симметрично относительно осей. Ферромагнитные материалы обладают памятью, способностью намагничиваться. Чем тоньше петля Гестерезиса, тем лучше материал.
Площадь петли Гестерезиса – это потери на перемагничивание. Материалы бывают:
С узенькой петлей Гестерезиса – это магнитомягкие материалы, предназначенные для работы на больших частотах. Магнитотвердые материалы применяются для постоянных магнитов.
Сердечник можно представить как множество магнитиков, которые:
Предельное значение магнитной индукции нельзя доводить до стадии насыщения. Чтобы этого избежать, нужно:
Однако высокую частоту не любит ни один материал.
Магнитный гистерезис
Конструктивные особенности
Магнитопроводы изготавливают в стыковом и шихтованном исполнениях. Конструкции различаются способом соединения сердечников с ярмами (частью стержней без обмоток).
Стыковое исполнение
Собирают части МП раздельно. На вертикальные сердечники устанавливают обмотки. Потом их скрепляют горизонтальным верхним ярмом с помощью шпилек. После этого монтируют нижнее ярмо. Удобна эта конструкция тем, что, удалив шпильки, сняв горизонтальную секцию, можно всегда сменить обмотки. Стыковая конструкция используется в шунтирующих токоограничивающих устройствах реакторов.
Шихтованные конструкции
Стержни и ярма выполнены в виде слоеных плит. Каждый пакет состоит из двух или трёх слоев стальных пластин. Соединения деталей осуществляются вхождением элементов в промежутки между слоями магнитопровода. Такой способ монтажа деталей МП называют шихтованием. Сложность формирования всей конструкции трансформатора обуславливает риск некачественной сборки прибора.
Виды магнитопроводов
Магнитопроводы изготавливают стержневой, броневой и кольцевой конструкций.
Стержневой тип
Вертикальные сердечники ступенчатого сечения образуют с горизонтальными ярмами окружность. Обмотки расположены только на вертикальных элементах. Вся система магнитопровода устроена в виде замкнутой цепи.
Пластинчатые наборные магнитопроводы
Броневой тип
Сердечники в сечении имеют прямоугольную форму. Они занимают горизонтальное положение. Обмотки тоже выполнены в прямоугольном виде. Для того чтобы исполнить такую конфигурацию оборудования, требуется довольно сложная производственная технология. Поэтому такой тип МП используется только в специальных видах трансформаторов.
Кольцевой – тороидальный тип
Кольцевые ленточные магнитопроводы применяют в сборке силовых однофазных трансформаторов. МП изготавливают из холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0.08, 0,3 и 0,35 мм. Тороидальные сердечники изготавливают из феррита или карбонильного железа. Их широко применяют в радиоэлектронике.
Кольцевые тороидальные МП
Обзор типов магнитопроводов, и конструктивных и технологических особенностей
Для увеличения индуктивности катушек и изменения ее в некоторых пределах применяют магнитопроводы — сердечники. Магнито-проводы предназначены для проведения магнитного потока, возбуждаемого электрическим током, проходящим через обмотку катушки.
Рис. 1.1. Ленточные магнитопроводы. а —
броневой; б — стержневой;
в —
тороидальный.
Магнитопроводы изготовляют из металлических и неметаллических ферромагнитных материалов. Качество магнитопроводов определяется свойствами магнитных материалов, конструкцией и применяемой изоляцией.
Магнитопроводы для силовых, низкочастотных трансформаторов и дросселей могут быть навитыми из лент (рис. 6-1) или собранными из пластин (рис. 6-2). Те и другие магнитопроводы могут быть по форме П-образными, Ш-образными и О-образными.
Рис. 1.2. Пластинчатые магнитопроводы. а
— броневой; б — стержневой.
В настоящее время в радиоэлектронной аппаратуре пластинчатые магнитопроводы вытесняются ленточными, так как последние отличаются следующими достоинствами: полностью используются магнитные свойства материала благодаря направлению магнитного потока вдоль проката; значительно ниже потери на вихревые токи, так как можно применять материал более тонкий; уменьшаются массы и габариты; отпадает необходимость в дорогостоящих штампах и прессах, в крепежных деталях (шпильках, скобах и изоляционных прокладках); снижается трудоемкость при изготовлении и расширяется возможность применения механизации и автоматизации производства.
Ленточные магнитопроводы могут быть тороидальными неразрезными и разрезными, последние более удобны, так как можно применять катушки обычной конструкции. Разрезные магнитопроводы собирают с катушкой и стягивают хомутом или скобой. О-образные магнитопроводы получают навивкой ленты на оправку или сборкой штампованных кольцевых пластин. Собранный 0-образный магнитопровод изолируют и укладывают на него тороидальную обмотку. В О-образ-ных магнитопроводах нет потока рассеяния и приложенное поле полностью используется для трансформации энергии.
Для катушек индуктивности и дросселей высокой частоты магни-топроводы формуют из магнитодиэлектриков или ферритов. Формы таких магнитопроводов могут быть самыми разнообразными, наиболее типичные из них представлены на рис. 6-3.
Материалы магнитопроводов должны обеспечивать связь между первичной и вторичными обмотками трансформатора, эта связь зависит от магнитной проницаемости. От материала зависят масса и габариты магнитопровода, для силовых трансформаторов лучше применять материалы с большой рабочей индукцией В =
1 200 + + 1 500
ее.
Качество магнитного материала характеризуется потерями энергии, которые складываются из потерь на вихревые токи, гистерезис и последствие. Потери на вих-
Рис. 1.3. Прессованные магнитопроводы.
и
б —
замкнутые магнитопроводы;
в
— цилиндрический магнитопровод с отверстием;
г
— магнитопроводы шпулевидной формы;
д —
цилиндрические магнитопроводы (/ —- половинки магнитопроводов;
2
— подстроечники с резьбой;
3 —
гладкий подстроечник;
4
— подстроечник с латунным стержнем).
ревые токи зависят от удельного сопротивления. Для уменьшения потерь на вихревые токи вводят в сталь кремний, благодаря этому удельное сопротивление возрастает, кроме того, потери уменьшаются с уменьшением толщины листа. Следует учитывать и экономические соображения: чем тоньше лист, тем выше его стоимость.
Для ленточных и пластинчатых магнитопроводов применяют электротехническую сталь и железо-никелевые сплавы.
Электротехнические стали — кремнистые стали марок ЭП, Э12, Э13, Э21, Э22, Э41—Э48, Э310 и др. выпускаются в виде листов и лент толщиной от 0,08 до 0,5 мм.
Кремния в сталь вводят до 4,8%, так как большое количество кремния резко повышает хрупкость стали. В обозначениях марок этих сталей в соответствии с ГОСТ: Э — электротехническая сталь, первая цифра показывает процентное содержание кремния, вторая — пдтери в материале, индукцию и магнитную проницаемость: 1 — нормальные, 2 — пониженные, 3 — низкие, 4 — нормальные потери при частоте 400
гц,
цифры 5, 6, 7 и 8 характеризуют магнитную проницаемость в различных полях. Третья цифра 0 указывает на специальную обработку стали. Такая обработка состоит из холодного проката с периодическим отжигом,
В результате такой обработки кристаллы стали ориентируются по направлению проката! что приводит к анизотропии индукции, т. е. к односторонней ее направленности.
Электротехнические стали с ориентированными кристаллами называют тексту-рованными, они обладают лучшими магнитными свойствами, благодаря чему их применяют для магнитопроводов, работающих в слабых магнитных полях.
Горячекатаные стали применяются для магнитопроводов трансформаторов и дросселей, работающих при низких частотах, так как с ростом рабочей частоты увеличиваются потери.
Железо-никелевые сплавы или пермаллои представляют сплавы с высокой проницаемостью и низкой коэрцитивной силой, в состав которых входит никель и железо. Железо-никелевые сплавы по содержанию никеля делятся на низконикелевые, содержащие до 55%, и высоконикелевые — до 80%. Высоконикелевые отличаются более высокой магнитной проницаемостью. Недостатком пермаллоев являются высокая чувствительность к механическим воздействиям и скорости охлаждения после отжига. Для улучшения свойств этих сплавов в них добавляют молибден, хром, кремний (0,02—2,5%). Выпускают пермаллои в виде листов толщиной от 0,1—0,5 мм
и лент толщиною от 0,05—0,35
мм.
В обозначение пермаллоев входят цифры, показывающие процент содержания никеля, буквы указывают название металлов, входящих в сплав: Н — никель, М — молибден, X •— хром, С — кремний, А — алюминий; П — обозначает прямую петлю гистерезиса.
Например, высоколегированные сплавы 79НМ, 80НХС и низколегированные сплавы 38НС, и нелсгированные сплавы 45Н (сплавы, в которые входят только железо и никель), сплав 50НП с прямоугольной петлей гистерезиса.
4. Получение заготовки для витого сердечника
Так как большинство предприятий изготавливает магнитопроводы небольшими партиями и только для собственных нужд, то заранее предусмотреть потребность в ленте определенной ширины очень трудно. Для изготовления магнитопроводов чаще всего употребляют ленту следующих размеров (в мм):
0,02—0,05…………………. ………. …….4; 5; 10; 15; 20 0,05—0,08…………………………. ………. …….4; 5; 6,5; 10; 15; 20; 25; 32 0,10—0,20…………………………. ……4;5; 10; 15; 20; 25 Ленту требуемой ширины нарезают на механических ножницах, чаще его многодисковых. На торцах ленты с обеих сторон по линии разреза разуются заусенцы, их снимают абразивными кругами, валиками или металлическими ножами.
Наилучшим способом снятия заусенцев является электролитическое полирование ленты, которое не деформирует и не ухудшает ее магнитных свойств; при некоторых условиях магнитные характеристики лент даже улучшаются. Электрополирование торцов ленты производится на переменном токе промышленной частоты 50 Гц в фосфорно-серно-хромовом электролите при следующем режиме:
Плотность тока на ленте. ………….. …………………………75—100 а/дм2
Напряжение на ванне……………………………………………… …8—20 В
Время пребывания каждой точки ленты в ванне…………….20—30 сек
Ленту, сматываемую с бобины, протягивают сначала через ванну электрополирования, погружая одним торцом в электролит на глубину 1-1,5 мм, затем через промывочную камеру и сушилку (обдувка подогретым до 60° С сжатым воздухом) и наматывают, на другую бобину. После работки одного торца ленты бобины с лентой переворачивают на 180° и обрабатывают второй торец. Установка позволяет полировать параллельно бобин лент.
Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? — задался я вопросом…
Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право…
ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры…
Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор…
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
Применение трансформаторов
При передаче электроэнергии на большие расстояния могут возникать довольно большие потери из-за нагрева проводов. Во избежание столь негативного явления многократно применяют трансформаторы. Изначально на электростанции повышают напряжение соответственно со значительным уменьшением силы тока. После прохода энергии через линии электропередач перед доставкой тока потребителю с помощью трансформаторов снижают напряжение до приемлемого уровня (220 в).
Поскольку в сетях электролиний проходит трёхфазный ток, то для его преобразования применяются группы из 3 однофазных трансформаторов, соединённых в звёздную или треугольную схему. Также используются трёхфазные трансформаторы с единым магнитопроводом. Оборудование обладает высоким КПД. В связи с этим происходит выделение большого количества тепла. Поэтому мощные трансформаторы помещают в ёмкости, заполненные специальным маслом.
Мощный силовой трансформатор
Различные электроприборы нуждаются в питании током определённой величины напряжения. Для этого в их корпуса встраивают трансформаторы с нужными характеристиками. Для питания современных радиотехнических и электронных приборов используют высокочастотные импульсные трансформаторы.
Трансформаторы являются основой контрольно-измерительных устройств. Смысл использования таких приборов заключается в безопасной передаче формы импульсов напряжения исследуемой электроцепи. Например, измерительные трансформаторы применяют в системах дизельных генераторов с токами средней мощности (до 1 мегаватта).
Согласующие трансформаторы применяют при подключении устройств с низкоомным сопротивлением к каскадам электроники с высокими входными или выходными показателями сопротивления. Примером может служить соединение усилителя звуковой частоты с динамиками, которые имеют очень низкое сопротивление.
Дополнительная информация. Величина энергетических потерь в трансформаторе напрямую зависит от качества электротехнической стали сердечника. Минимальные потери на нагрев, гистерезис и вихревые токи происходят там, где сердечники собраны из большого количества секций.
Потери Гистерезиса
Сердечник трансформатора состоит из ферромагнитного материала, который очень чувствителен к намагничиванию. Ферромагнитные материалы имеют множественное количество доменов в их структуре. Эти домены – не что иное, как небольшие постоянные магниты, оси которых произвольно ориентированы внутри материала, поэтому намагничивание сети равно нулю.
Но когда применяется внешнее магнитное поле, оси доменов (малые магниты) выравниваются с осью внешнего приложенного магнитного поля. Когда же это внешнее магнитное поле удаляется, максимальные домены достигают первоначальной позиции, но некоторые из них не достигают положения начальной позиции. Поэтому материал не размагничивается полностью, что является причиной гистерезисных потерь.
В трансформаторе осуществляется подача переменного тока после каждого поворота в течение половины цикла от внешнего магнитного поля. Для переключения домена необходимо выполнить дополнительную работу, которая требует электрической энергии. Все это приводит к потерям гистерезиса.
Марки ферритов
Ферриты по своему составу подразделяются на две группы: марганцово-цинковые и никель-цинковые. Марганцово-цинковые ферриты обозначают буквами НМ, соответственно, никель-цинковые вещества маркируют литерами – НН. Число перед буквенным обозначением феррита означает величину начальной магнитной проницаемости в единицах µнач. Этот показатель даётся с корректировкой номинального значения. Например, феррит марки 4000НМ имеет магнитную проницаемость с отклонением в пределах от – 800 до + 500 µнач.
Магнитопроводы имеют исключительное значение в формировании таких приборов, как трансформаторы и другие электротехнические устройства. От их качественного состава во многом зависят исходные технические характеристики приборов.