Сердечники трансформаторов из штампованных пластин

Не разобранное
Administrator
1 550
22-06-2019, 19:57
0

Чтобы уменьшить потери на вихревые токи, сердечник (магнитопроводы) трансформатора обычно выполняют из тонких штампованных металлических пластин, сложенных вместе. Пластины Ш-образной формы используются для изготовления броневых магнитопроводов(рис. 2), а Г-образной - для стержневых (рис. 1). Необходимая толщина набора, как правило, указывается в описании. Например, сказано, что нужно взять железо Ш20×15. Это значит, что ширина средней части Ш-образной пластины y должна быть 20 мм, а толщина стопки сложенных вместе пластин должна составлять y₁ = 15 мм. На среднюю часть сердечника из пластин надевают каркас с обмотками трансформатора и накладывают замыкающие пластины, чтобы в итоге получился замкнутый магнитопровод.

Размеры стандартных броневых магнитопроводов из штампованных пластин приведены в табл. T1.

Рис. 1. Стержневой сердечник трансформатора.
Рис. 2. Броневой сердечник трансформатора.

Таблица T1. Размеры стандартных броневых сердечников из штампованных пластин.

Тип	у, мм	у₁, мм	b, мм	h, мм	L, мм	H, мм	Средняя длина магнит- ной линии, см
Ш	9	9; 12	9	22,5	36	31,5	7,72
	12	10;12;16; 20; 25; 32	12	30	48	42	10,0
	16	10;12;16; 20; 25; 32; 40	16	40	64	56	13,7
	20	12; 16; 20; 25; 32; 40; 50	20	50	80	70	17,4
	25	16; 20; 25; 32; 40; 50; 64	25	62,5	100	87,5	21,4
	32	20; 25; 32; 40; 50; 64; 80	32	80	123	112	27,4
	40	25; 32; 40; 50; 64; 80; 100	40	100	160	140	34,3
ША	5	6,3; 10	5	12,5	20	17,5	4,3
	6	8; 12,5	6	15	24	21	5,2
	8	10; 16	8	20	32	28	6,3
	10	16; 20	10	25	40	35	8,6
	12	25	12	30	48	42	10,3
ШВ	3	4; 6,3	3,5	8	14	12	2,8
ШВ	4	4; 8	5	10	20	15	3,4

Преимущество сердечников, набираемых из пластин, заключается в том, что их можно изготовить из любых, даже очень хрупких материалов. 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 же такого трансформатора является повышенная чувствительность к воздействию магнитных полей низкой частоты. Это ограничивает применение броневых маг-нитопроводов, в частности, в устройстве входных трансформаторов.

В стержневых сердечниках обмотки располагаются на двух стержнях. При этом уменьшается толщина намотки и, следовательно, индуктивность рассеяния трансформатора. Кроме того, сокращается расход провода и увеличивается поверхность охлаждения, что важно для мощных трансформаторов. Поэтому стержневые магнитопроводы чаще всего входят в состав мощных выходных трансформаторов, а также входных трансформаторов высокочувствительных усилителей.

При изготовлении сердечников к Ш-образным пластинам добавляют перемычки. Чтобы ликвидировать зазор между пластинами и перемычками, сердечник собирают «вперекрышку». В магнито-проводах трансформаторов и дросселей, по которым протекает постоянный ток (например, дросселей фильтра питания), делают немагнитный зазор. В этом случае пластины собирают в одну сторону. Между пакетами пластин и перемычек помещают прокладку из листового электроизоляционного материала необходимой толщины.

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

После сборки сердечник 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.

Ленточные сердечники трансформаторов

Витые (ленточные) сердечники трансформаторов навивают из полос электротехнической стали или железо-никелевых сплавов (рис. 3, 4).
В устройстве таких магнитопроводов допускаются материалы различной толщины (до нескольких микрометров), что позволяет применять их для трансформаторов при повышенных частотах. Они эффективнее, чем пластинчатые магнитопроводы, используют магнитные свойства материалов (особенно холоднокатанных сталей); отличаются несколько повышенными потерями и наличием воздушного зазора в стыках (5...40 мкм). Кроме того, следует отметить меньшую стоимость изготовления.

Рис. 3. Броневой ленточный сердечник трансформатора.
Рис. 4. Тороидальный ленточный сердечник трансформатора.

Особенности применения броневых ленточных сердечников такие же, как и броневых Ш-образных.

Тороидальные сердечники позволяют наиболее полно использовать магнитные свойства материала, обеспечивают слабое внешнее магнитное поле трансформатора, однако применяются сравнительно редко из-за сложности намотки.

Размеры стандартных ленточных броневых сердечников приведены в табл. T2, а ленточных кольцевых (тороидальных) - в табл. T3. Типоразмер ленточного броневого сердечника обозначается так же, как и пластинчатого, например ШЛ12×16. Обозначение тороидального сердечника несколько иное, например ОЛ20/32-16, где 20 - внутренний диаметр d, 32 - внешний диаметр D, 16 - ширина ленты b.

Таблица T2. Размеры стандартных ленточных броневых сердечников.

Тип	у, мм	у₁, мм	b, мм	h, мм	L, мм	H, мм	Средняя длина магнит- ной линии, см
ШЛ	4	4; 5; 6,5; 8	4	10	16	14	3,4
	5	5; 6,5; 8; 10	5	12	20	17	4,2
	6	6,5; 8; 10; 12,5	6	15	24	21	5,1
	8	8; 10; 12,5; 16	8	20	32	28	6,8
	10	10; 12,5; 16; 20	10	25	40	35	8,5
	12	12,5; 16; 20 ;25	12	30	48	42	10,2
	16	16; 20; 25; 32	16	40	64	56	13,6
	20	20; 25; 32; 40	20	50	80	70	17,1
	25	25; 32; 40; 50	25	62,5	100	87,5	21,3
	32	32; 40; 50; 64	32	80	128	112	27,3
	40	40; 50; 64; 80	40	100	160	140	34,2
ШЛМ	8	8; 10; 12,5; 16	5	14	26	22	5,0
	10	10; 12,5; 16; 20	6	18	32	28	6,4
	12	12,5; 16; 20; 25	8	23	40	35	8,1
	16	16; 20; 25; 32	10	26	32	42	9,7
	20	20; 25; 32; 40	12	36	64	56	12,7
	25	25; 32; 40; 50	15	45	80	70	16,0
ШЛО	4	5; 6,5; 8; 10	5	13	18	17	4,4
	5	5; 6,5; 8; 10	6,2	16	22,4	21	5,6
	6	6,5; 8; 10; 12,5	7,5	23	27	29	7,3
	8	8; 10; 12,5; 16	10	27	36	35	9,6
	10	10; 12,5; 16; 20	12,5	32	45	42	11,0
	12	12,5; 16; 20; 25	20	44	65	57	14,7
	16	16; 20; 25; 32	24	64	81	71	18,1

Таблица T3. Размеры стандартных ленточных кольцевых сердечников.

Тип	d мм	D, мм	b, мм	Средняя длина магнит- ной линии, см
ОЛ	10	16	4; 5; 6,5; 8	4
	12	20	5; 6,5; 8; 10	5
	16	26	6,5; 8; 10; 12,5	6,5
	20	32	8; 10; 12,5; 16	8,1
	25	40	10; 12,5; 16; 20; 25	10,2
	32	50	16; 20; 25; 32	12,8
	40	64	20; 25; 32; 40	16,3
	50	80	25; 32; 40; 50	20,4
	64	100	32; 40; 50; 64	25,8
	80	128	40; 50; 64; 80	32,6

Ферритовые сердечники трансформаторов

Ферритовые сердечники для трансформаторов изготавливаются из магнитно-мягких ферритов и представляют собой Ш-образные или кольцевые магнитопроводы (рис. 5, 6).

Рис. 5. Ш-образный ферритовый сердечник трансформатора.
Рис. 6. Кольцевой, или тороидальный ферритовый сердечник трансформатора.

Размеры Ш-образных сердечников из феррита приведены в табл. Т4, а кольцевых - в табл. Т5. Следует учесть, что ферритовый Ш-образный сердечник трансформатора составляется из двух одинаковых частей (магнитопроводов). Обозначение типоразмера Ш-образного сердечника имеет вид Шс×f, а кольцевого - KD×d×h (размеры в миллиметрах).

Таблица T4. Номинальные размеры Ш-образных сердечников из феррита.

Типоразмер	a, мм	b, мм	c, мм	d, мм	e, мм	f, мм	Средняя длина магнитной линии, см	Площадь окна, см²	Марки феррита
Ш2,5×2,5	10	6,5	2,5	3,3	5	2,5	3,3	0,13	4000НМ
Ш3×3	12	8	3	4	6	3	4	0,2	2000НМ
Ш4×4	16	10,4	4	5,2	8	4	5,2	0,33	2000НМ1
Ш5×5	20	13	5	6,5	10	5	6,6	0,52	700НМ
Ш6×6	24	16	6	8	12	6	8	0,8	600НН
Ш7×7	30	19	7	9,5	15	7	9,5	1,14	4000НМ
Ш8×8	32	23	8	11,5	16	8	11	1,72	2000НМ
Ш10×10	36	26	10	13	18	10	12	2,1	2000НМ1 600НН
Ш12×15	42	30	12	15	21	15	14	2,7	2000НМ
Ш16×20	54	38	16	19	27	20	18	4,2	2000НМ
Ш20×28	65	44	20	22	32	28	21	5,3	2000НМ1

Таблица T5. Номинальные размеры кольцевых сердечников из низкочастотных (марганцево-цинковых) ферритов.

Типоразмер	Средняя длина магнитной линии, мм	Площадь поперечного сечения, мм²	Площадь окна, мм²
К4,0×2,5×1,2*	9,84	0,88	4,91
К5,0×2,0×1,5**	9,6	2,1	3,14
К5,0×3,0×1,5*	12,04	1,47	7,07
К7,0×4,0×1,5	16,41	2,19	12,57
К7,0×4,0×2,0*	16,41	2,92	12,57
К10,0×6,0×2,0	24,07	3,91	28,27
К10,0×6,0×3,0*	24,07	5,87	28,27
К10,0×6,0×4,5	24,07	8,81	28,27
К12,0×5,0×5,5	23,57	18,07	19,63
К12,0×8,0×3,0	30,57	5,92	50,27
К16,0×8,0×6,0	34,84	23,06	50,27
К16,0×10,0×4,5*	39,37	13,25	78,54
К17,5×8,2×5,0	36,75	22,17	52,81
К20,0×10,0×5,0	43,55	24,02	78,54
К20,0×12,0×6,0*	48,14	23,48	113,09
К28×16×9*	65,64	52,61	201,06
К31×18,5×7	74,41	42,79	268,8
К32×16×8	69,68	61,5	201,06
К32×16×12**	69,68	92,25	201,06
К32×20×6	78,75	35,34	314,15
К32×20×9*	78,75	53,02	314,15
К38×24×7	94,04	48,15	452,38
К40×25×7,5	98,64	55,23	490,87
К40×25×11*	98,64	81,11	490,87
К45×28×8	110,47	66,74	615,75
К45×28×12**	110,47	97,83	615,75

Примечания:

Сердечники из феррита марки 700НМ изготавливаются с наружным диаметром 5-20 мм.
Сердечники, отмеченные звездочкой (*), производятся также из феррита марки 10000НМ.
Сердечники, отмеченные двумя звездочками (**), из феррита марок 1000НМ, 1500НМ, 2000НМ, 3000НМ, 4000НМ, 6000НМ, 10000НМ не изготавливаются.

Обсудить на форуме