Методы испытания изоляции трансформаторов

Электрическая прочность изоляции трансформаторов проверяется на воздействие как напряжением промышленной частоты ,так и грозовыми и коммутационными импульсами напряжения.
Каждый выпускаемый с завода трансформатор подвергается приемо-сдаточным испытаниям, в программу которых как обязательное входит испытание прочности изоляции напряжением промышленной частоты. Существует два вида испытаний внутренней изоляции: приложенным от постороннего источника напряжением (при отсутствии возбуждения магнитопровода) и возбуждением трансформатора индуктированным напряжением.
Схема испытания изоляции приложенным напряжением показана на рисунке, где 1-испытательный трансформатор; 2 — резистор; 3— испытуемый трансформатор;

4— вводы испытуемой обмотки; 5— вводы другой обмотки трансформатора; И -искровой промежуток. При испытании приложенным напряжением испытательное напряжение Uисп, прикладывается к испытуемой обмотке, в то время как все вводы других обмоток соединяют между собой и заземляют вместе с баком трансформатора. Испытание обычно начинают с обмотки низкого напряжения. При этом испытывается главная изоляция трансформатора, т. е. изоляция каждой из обмоток и их отводов от заземленных частей и других обмоток. При испытании индуктированным напряжением трансформатор возбуждается повышенным

(обычно двойным против номинального) напряжением. Так как при этом будет увеличиваться пропорционально напряжению индукция главного магнитного потока, то во избежание опасного для питающей обмотки повышения намагничивающего тока индукцию снижают повышением частоты (до 100—250 Гц).

При испытании индуктированным напряжением испытывается так называемая продольная изоляция обмоток, т. е. их межвитковая, межслойная и межкатушечная изоляция.Схема испытания индуктированным напряжением показана на рисунке.Испытания на импульсную прочность изоляции ввиду их сложности и большой стоимости проводятся лишь как приемочные, имеющие целью проверку новой конструкции изоляции.

Трансформаторы всех классов напряжения подвергаются испытаниям стандартным полным грозовым импульсом 1,2/50 мкс и стандартным срезанным грозовым импульсом (при предразрядном времени) 2- 5 мкс, а по требованию заказчика стандартным коммутационным импульсом 250/2500 мкс. Трансформаторы 500, 750 и 1150 кВ подвергаются одночасовым испытаниям с измерением интенсивности частичных разрядов. Применение ограничителей перенапряжений (ОПН) позволяет снизить испытательное напряжение, дает возможность уменьшить изоляционные расстояния и массу трансформаторов.

К списку статей

Сварочный трансформатор делаем сами

Общие вопросы изготовления сварочных трансформаторов

Сварочный аппарат — желанное приобретение для любого хозяйства. Преимущества ручной элекросварки очевидны и бесспорны: простота в пользовании, широчайшая область применения, высокая производительность и надежность соединений — и все это при возможности работы практически везде, где есть электросеть. Проблем с выбором и приобретением сварочных аппаратов сегодня, вроде бы, не существует. В продаже появилось немало бытовых и профессиональных сварочных аппаратов промышленного изготовления. Наперебой предлагают свою продукцию и всевозможные кустарные мастерские и умельцы. Да вот только цены на фабричные аппараты «кусаются», как правило, в несколько раз, превосходя теперешний среднемесячный заработок. В основном именно это печальное несоответствие между собственным достатком и ценой всегда и вынуждает многих людей браться за сварку собственными руками.

Заказать сварочный трансформатор

В современной литературе можно встретить немало материала по сварочному делу. В последние годы ряд статей, посвященных усовершенствованию и расчету элементов сварочных трансформаторов . Я предлагаю самое главное: как и из чего в домашних условиях изготовить сварочные трансформаторы. Все описанные в дальнейшем схемы сварочных трансформаторов прошли практическую проверку и реально пригодны для ручной электросварки. Некоторые же из схем отрабатывались «в народе» на протяжении десятилетий и стали своего рода «классикой» самостоятельного «трансформаторостроения».
Как и любой трансформатор, сварочный трансформатор состоит из первичной и вторичной (возможно с отводами) обмоток, намотанных на крупном магнитопроводе из трансформаторного железа. От обычного трансформатора сварочный отличает режим работы: работает он в дуговом режиме, т.е. в режиме практически максимально возможной мощности. А отсюда и сильные вибрации, интенсивный нагрев, необходимость применения провода большого сечения. Запитывается такой трансформатор от однофазной сети 220-240 В. Выходное напряжение вторичной обмотки в режиме холостого хода (х.х.) (когда к выходу не подключена нагрузка ) у самодельных сварочников лежит, как правило, в пределах 45-50 В, реже до 70 В. Вообще, выходные напряжения для промышленных сварочных агрегатов ограничены (80 В для переменного, 90 В для постоянного напряжения). Поэтому большие стационарные агрегаты имеют на выходе 60-80 В.

Основной мощностной характеристикой сварочного трансформатора принято считать выходной ток вторичной обмотки в дуговом режиме (режиме сварки). При этом электрическая дуга горит в зазоре между концом электрода и свариваемым металлом. Величина зазора 0,5…1,1 d (d — диаметр электрода), она поддерживается вручную. Для переносных конструкций рабочие токи составляют 40-200 А. Сварочный ток определяется мощностью трансформатора. От выходного тока сварочного трансформатора зависят выбор диаметра используемых электродов и оптимальная толщина свариваемого металла.
Наиболее распространенными являются электроды со стальными прутьями 3 мм («тройка»), для которых необходимы токи 90-150 А (чаще 100-130 А). В умелых руках «тройка» будет гореть и при 75 А. При токах, больших 150 А, такие электроды можно применять для резки металла (тонкие листы железа 1-2 мм можно резать и при меньших токах). При работе электродом 3 мм через первичную обмотку трансформатора протекает ток 20-30 А (чаще около 25 А).
Если выходной ток ниже требуемого, то электроды начинают «липнуть» или «клеиться», привариваясь кончиками к свариваемому металлу: так, сврочный трансформатор начинает работать с опасной перегрузкой в режиме короткого замыкания. При токах, больше допустимых, электроды начинают резать материал: так можно испортить все изделие.
Для электродов с железным стержнем 2 мм необходим ток 40-80 А (чаще 50-70 А). Ими можно аккуратно сваривать тонкую сталь толщиной 1-2 мм. Электроды 4 мм хорошо работают при токе 150-200 А. Более высокие токи используют для малораспространенных (05-6 мм) электродов и резки металла.
Кроме мощности, важным свойством сварочного трансформатора является его динамическая характеристика. Динамическая характеристика трансформатора во многом определяет стабильность горения дуги, а значит, и качество сварных соединений. Из динамических характеристик можно выделить крутопадающую и пологопадающую. При ручной сварке происходят неизбежные колебания конца электрода и соответственно изменение длины горения дуги (в момент зажигания дуги, при регулировании длины дуги, на неровностях, от дрожания рук). Если динамическая характеристика трансформатора крутопадающая, то при колебаниях длины дуги происходят незначительные изменения рабочего тока во вторичной обмотке трансформатора: дуга горит стабильно, сварной шов ложится ровно. При пологопадающей или жесткой характеристике трансформатора: при изменении длины дуги резко меняется и рабочий ток, что меняет режим сварки — в результате дуга горит нестабильно, шов получается некачественным, работать с такимсварочным аппаратом вручную тяжело или вообще невозможно. Для ручной дуговой сварки необходима крутопадающая динамическая характеристика трансформатора. Пологопадающая применяется для автоматической сварки.
Вообще в реальных условиях как-либо измерить или количественно оценить параметры вольт-амперных характеристик, впрочем, как и многие другие параметры сварочных трансформаторов, вряд ли представляется возможным. Поэтому на практике их делят на такие, которые сваривают лучше и которые работают хуже. Когда трансформатор работает хорошо, сварщики говорят: «Варит мягко». Под этим следует понимать высокое качество шва, отсутствие разбрызгивания металла, дуга все время горит стабильно, металл наплавляется равномерно. Все описанные в дальнейшем конструкции трансформаторов реально пригодны для ручной дуговой сварки.

Режим работы сварочного трансформатора

Режим работы сварочного трансформатора можно охарактеризовать как кратковременный повторяющийся. В реальных условиях после сваривания, как правило, следуют монтажные, сборочные и другие работы. Поэтому трансформатор после работы в дуговом режиме имеет какое-то время для охлаждения в режиме холостого хода. В дуговом режиме сварочный трансформатор интенсивно нагревается, а в режиме холостого хода охлаждается, но намного медленнее. Хуже ситуация, когда трансформатор применяют для резки металла, что весьма распространено. Чтобы перерезать дугой толстые прутья, листы, трубы и т.д., при не слишком высоком токе самодельного трансформатора, приходится слишком перегревать аппарат. Любой аппарат промышленного изготовления характеризуется таким важным параметром, как коэффициент продолжительности работы (ПР), измеряемым в %. Для отечественных заводских переносных аппаратов массой 40-50 кг ПР обычно не превосходит 20%. Это значит, что сварочный трансформатор может работать в дуговом режиме не более 20% общего времени, остальные 80% он должен находится в режимехолостого хода. Для большинства самодельных конструкций ПР следует принимать еще меньше. Интенсивным же режимом работы трнасформатора будем считать такой, когда время горения дуги того же порядка, что и время перерывов.
Самодельные сварочные трансформаторы выполняют по разным схемам: на П- и Ш-образных магнито-проводах или тороидальные, с различными комбинациями расположения обмоток. Схема изготовления трансформатора и количество витков будущих обмоток главным образом определяются имеющимся в распоряжении магнитопроводом. В дальнейшем в статье будут рассмотрены реальные схемы самодельных трансформаторови, материалы для них. Сейчас же определим, какие обмоточные и изоляционные материалы нам понадобятся.

Учитывая высокие мощности, для обмотоки трансформаторов применяют относительно толстый провод. Развивая во время работы значительные токи, любой сварочник постепенно нагревается. Скорость нагрева зависит от ряда факторов, важнейшим из которых является диаметр или площадь поперечного сечения проводов обмоток. Чем толще провод, тем лучше он пропускает ток, тем меньше он нагревается и, наконец, тем лучше он рассеивает тепло. Основной характеристикой является плотность тока (А/мм2): чем выше плотность тока в проводах, тем интенсивнее происходит разогрев трансформатора. Обмоточные провода могут быть медными или алюминиевыми. Медь позволяет использовать в 1,5 раз большую плотность тока и меньше греется: первичную обмотку лучше намотать медным проводом. В промышленных аппаратах плотность тока не превышает 5 А/мм2 для медного провода. Для самодельных вариантов удовлетворительным результатом можно считать и 10 А/мм2 для меди. С увеличением плотности тока резко ускоряется нагрев трансформатора. В принципе, для первичной обмотки можно использовать провод, через который потечет ток с плотностью до 20 А/мм2, но тогда трансформатор нагреется до температуры 60° С уже после использования 2-х-3-х электродов. Если вы считаете, что сваривать вам придется немного, небыстро, и лучших материалов у вас все равно не найдется, то можно первичную обмотку намотать проводом и с сильной перегрузкой. Хотя это, конечно, неизбежно уменьшит надежность аппарата.

Кроме сечения, другой важной характеристикой провода является способ изоляции. Провод можно покрыть лаком, намотать в один или два слоя нити или ткани, которые, в свою очередь, пропитать лаком. От типа изоляции сильно зависит надежность обмотки, ее максимальная температура перегрева, влагостойкость, изоляционные качества (см. таблицу). Наилучшей является изоляция из стеклоткани, пропитанной теплостойким лаком, однако достать такой провод сложно, а если покупать, то обойдется он недешево. Наименее желательным, но самым доступным материалом для самоделок являются обычные провода ПЭЛ, ПЭВ 1,6-2,4 мм в простой лаковой изоляции. Такие провода наиболее распространены, их можно снять с катушек дросселей, трансформаторов отслужившего оборудования. Осторожно снимая старые провода с каркасов катушек, необходимо следить за состоянием их покрытия и слегка поврежденные участки дополнительно изолировать. Если катушки с проводом были дополнительно пропитаны лаком, их витки между собой склеились, и при попытке рассоединения затвердевшая пропитка часто срывает и собственное лаковое покрытие провода, оголяя металл. В редких случаях, при отсутствии других вариантов «самодельщики» наматывают первичные обмотки даже монтажным проводом в хлорвиниловой изоляции. Его недостатки: лишний объем изоляции и плохой теплоотвод.

Качеству укладки первичной обмотки трансформатора всегда следует уделять наибольшее внимание. Первичная обмотка содержит большее количество витков, чем вторичная, плотность ее намотки выше, она больше греется. Первичная обмотка находится под высоким напряжением, при ее межвитковом замыкании или пробое изоляции, например, через попавшую влагу, вся катушка быстро «сгорает». Как правило, восстановить ее без разборки всей конструкции невозможно.
Вторичную обмотку наматывают единым или многожильным проводом, сечение которого обеспечивает необходимую плотность тока. Существует несколько способов решения этой проблемы. Первый можно использовать монолитный провод сечением 10-24 мм2 из меди или алюминия. Такие провода прямоугольного сечения (обычно называемые шиной) используют для промышленных сварочных трансформаторов. Однако в большинстве самодельных конструкций провод обмоток приходится много раз протягивать через узкие окна магнитопровода. Попробуйте себе представить, как это проделать примерно 60 раз с твердым медным проводом сечением 16 мм2. В этом случае лучше отдать предпочтение алюминиевым проводам: они намного мягче, да и стоят дешевле. Второй способ — намотать вторичную обмотку многожильным проводом подходящего сечения в обычной хлорвиниловой изоляции. Он мягкий, легко укладывается, надежно изолирован. Правда, слой синтетики занимает лишний объем в окнах и препятствует охлаждению. Иногда для этих целей используют старые многожильные провода в толстой резиновой изоляции, которые применяют в мощных трехфазных кабелях. Резину легко удалить, а вместо нее провод обмотать слоем какого-нибудь тонкого изоляционного материала. Третий способ — можно изготовить вторичную обмотку из нескольких одножильных проводов -примерно таких, которыми намотана первичная обмотка. Для этого 2-5 проводов 1,6-2,5 мм аккуратно стягивают вместе скотчем и используют как один многожильный. Такая шина из нескольких проводов занимает небольшой объем и обладает достаточной гибкостью, что облегчает ее укладку. Если же нужный провод достать трудно, то вторичную обмотку можно изготовить из тонких, наиболее распространенных проводов ПЭВ, ПЭЛ 0,5-0,8 мм, хотя для этого и придется потратить час-другой. Для начала нужно выбрать ровную поверхность, где жестко установить два колышка или крючка с расстоянием между ними, равным длине провода вторичной обмотки 20-30 м. Потом между ними протянуть без прогиба несколько десятков жил тонкого провода, получится один вытянутый пучок. Далее один из концов пучка отсоединить от опоры и зажать в патрон электро- или ручной дрели. На небольших оборотах весь пучок в слегка натянутом состоянии, закручивается в единый провод. После скручивания длина провода немного уменьшится. На концах получившегося многожильного провода нужно аккуратно обжечь лак и зачистить кончики каждого проводка отдельно, а потом надежно спаять все вместе. После всего провод желательно изолировать, обмотав его по всей длине слоем, например, скотча.
Для укладки обмоток, крепления провода, межрядовой изоляции, изоляции и крепления магнитопровода понадобится тонкий, крепкий и теплостойкий изоляционный материал. В дальнейшем будет видно, что во многих конструкциях сварочных трансформаторов объем окон магнитопровода, в которые необходимо укладывать несколько обмоток толстыми проводами, сильно ограничен. Поэтому в этом «жизненно важном» пространстве магнитопровода дорог каждый миллиметр. При малых размерах сердечников изоляционные материалы должны занимать как можно меньший объем, т.е. быть как можно тоньше и эластичнее. Распространенную ПХВ изоленту можно исключить сразу из применения на греющихся участках трансформатора. Даже при незначительном перегреве она становится мягкой и постепенно расползается или продавливается проводами, а при значительном перегреве плавится и пенится. Для изоляции и бандажа можно использовать фторопластовые, стекло- и лакотканевые киперные ленты, а меж рядами — обычный скотч. Скотч можно отнести к наиболее удобным изоляционным материалам. Ведь обладая клейкой поверхностью, малой толщиной, эластичностью, он достаточно теплоустойчивый и крепкий. Тем более что сейчас скотч продается почти везде на катушках различной ширины и диаметров. Катушки малых диаметров как нельзя лучше подходят для протяжки через узкие окна компактных магнитопрводов. Два-три слоя скотча между рядами провода практически не увеличивают объем катушек.

И наконец, самый важный элемент любого трансформатора — магнитопровод. Как правило, для самоделок используются магнитопроводы старых электроприборов, которые до того ничего общего с сварочным трансформатором не имели, например, крупные трансформаторы, автотрансформаторы (ЛАТРы), электродвигатели. Наиболее важным параметром магнитопровода является его площадь поперечного сечения (S), по которому циркулирует поток магнитного поля. Для изготовления трансформатора подходят магнитопроводы с площадью сечения 25-60 см2 (чаще 30-50 см2). Чем больше сечение, тем больший поток сможет передавать магнитопровод, тем большим запасом мощности обладает трансформатор и тем меньшее количество витков содержат его обмотки. Хотя оптимальная площадь сечения магнитопровода, наилучшие характеристики при средней мощности, 30 см2.
Существуют стандартные методики расчета параметров магнитопровода и обмоток для схем сварочников промышленного изготовления. Однако для самоделок эти методики практически не пригодны. Дело в том, что расчет согласно стандартной методике ведется для заданной мощности трансформатора, причем только в единственном варианте. Для нее отдельно рассчитывают оптимальное значение сечения магнитопровода и количество витков. На самом деле, площадь сечения магнитопровода для той же мощности может находиться в весьма широких пределах. Связи между произвольным сечением и витками в стандартных формулах нет. Для самодельных сварочных трансформаторов обычно используют любые магнитопроводы, и понятно, что найти сердечник с «идеальными» параметрами стандартных методик практически невозможно. На практике приходится подбирать витки обмоток под существующий магнитопровод, выставляя тем самым требуемую мощность.
Мощность сварочного трансформатора зависит от ряда параметров, учесть которые в полной мере в обычных условиях невозможно. Однако важнейшими среди них являются количество витков первичной обмотки и площадь сечения магнитопровода. Соотношение между площадью и количеством витков и будет определять рабочую мощность . Для расчета трансформаторов, предназначенных для сварки 3-4 мм электродами и работающих от однофазной сети с напряжением 220-230 В, предлагаю использовать следующую приближенную формулу, полученную мной на основе практических данных. Количество витков N=9500/S (см2). При этом для трансформаторов с большой площадью магнитопровода (более 50 см2) и относительно высоким КПД можно рекомендовать увеличить количество рассчитанных по формуле витков на 10-20%. Для трансформаторов, изготавливаемых на сердечниках с небольшой площадью (меньше 30 см), возможно придется, наоборот, уменьшить на 10-20% количество расчетных витков. Кроме того, полезная мощность будет определяться еще рядом факторов: КПД, напряжением вторичной обмотки, напряжением питания в сети. (Практика показывает, что сетевое напряжение в зависимости от местности и времени может колебаться в пределах 190-250 В). Немаловажное значение имеет и сопротивление линии электропередачи. Составляя всего единицы Ома, оно практически не влияет на показания вольтметра, обладающего большим сопротивлением, но может сильно гасить мощность трансформатора. Особенно может сказывается влияние сопротивления линии в отдаленных от трансформаторных подстанций местах (например, дачи, гаражные кооперативы, в сельской местности, где линии проложены тонкими проводами с большим количеством соединений). Поэтому изначально точно рассчитать выходной ток для разных условий, вряд ли возможно — это можно сделать только приблизительно. Наматывая первичную обмотку, ее последнюю часть лучше выполнить с 2-3 отводами через 20-40 витков. Таким образом, можно подрегулировать мощность, выбрав оптимальный для себя вариант, или подстроиться под сетевое напряжение. Для получения от сварочного трансформатора более высоких мощностей, например для работы 4 мм электродом на токах, больших 150 А, необходимо еще уменьшить количество витков первичной обмотки на 20-30%. Но следует помнить, что с увеличением мощности возрастает и плотность тока в проводе, а значит, и интенсивность разогрева обмоток. Выходной ток можно также несколько повысить увеличением количества витков вторичной обмотки, чтобы выходное напряжение холостого хода повысилось с предполагаемых 50 В до более высоких значений (70-80 В).

Включив первичную обмотку в сеть, надо измерить токхолостого хода, он не должен иметь большое знание (0,1-2 А). (При включении сварочного трансформатора в сеть происходит кратковременный, но мощный скачок тока). В общем по току холостого хода. нельзя судить о выходной мощности тр: он может быть разным даже для одинаковых типов трансформаторов. Однако, исследовав кривую зависимости тока холостого хода от питающего сварочник напряжения, можно более уверенно судить о свойствах трансформатора. Для этого первичную обмотку необходимо подключить через ЛАТР, что позволит плавно менять напряжение на ней от 0 до 250 В. Вольт-амперные характеристики трансформтора в режиме холостого хода при различных количествах витков первичной обмотки показаны на рисунке, где 1 — обмотка содержит мало витков; 2 — трансформатор работает при максимальной своей мощности; 3, 4 — умеренная мощность . Сначала кривая тока полая, почти линейно возрастает до небольшого значения, потом скорость возрастания увеличивается — кривая плавно загибается вверх, после чего следует стремительное увеличение тока. Когда стремление тока к бесконечности происходит до точки рабочего напряжения 240 В (кривая 1), то это значит, что первичная обмотка содержит мало витков, и ее необходимо домотать (надо учитывать, чтосварочный трансформатор, включенный на тоже напряжение без ЛАТРа, будет потреблять ток примерно на 30% больше). Если точка рабочего напряжения лежит на изгибе кривой, тотрансформатор будет выдавать свою максимальную мощность (кривая 2, ток сварки порядка 200 А). Кривые 3 и 4 соответствуют случаю, когда трансформатор имеет ресурс мощности и незначительный ток холостого хода: большинство самоделок ориентированы на этот случай. Реально токи холостого хода различны для разных типов сварочных трансформаторов: большинство лежит в интервале 100-500 мА. Я не рекомендую устанавливать ток холостого хода более 2 А.

К списку статей

Сварочный трансформатор

Сварочный трансформатор

Б.Н. Дубинин, г.Новояворовск, Львовская обл

Многие радиолюбители, самодельщики, рационализаторы и другие пользуются электросваркой. Но приобрести малогабаритный сварочный аппарат промышленного изготовления непросто, да и не всем он по карману. Привожу краткое описание изготовления и упрощенные расчеты сварочного трансформатора (СТ). Некоторые теоретические основы. Сварочный трансформатор может изготовить лицо, имеющее некоторый опыт в намотке обмоток электромашин-трансформаторов.
Вначале необходимо выяснить максимальный диаметр электродов для сварки. От максимального диаметра применяемых электродов будет зависеть мощность СТ.

Так как сварка будет на переменном токе, то потребуются электроды для переменного тока.

Определяем сварочный ток, т.е. ток во вторичной обмотке СТ по максимальному диаметру применяемого электрода I2 = 30Дэ,

где I2 — ток во вторичной обмотке W2 СТ, А; 30 — плотность тока, А/мм2; Дэ — диаметр электрода.

Сечение провода (мм2) вторичной обмотки СТ

SW2 = 12/1пл,

где Iпл — плотность тока, А/мм2 (для алюминия 2,5 А/мм2, для меди 5 А/мм2).

Мощность СТ (Вт)

Рст = I2U2,

где U2 — напряжение вторичной обмотки W2, B.

Для однофазного СТ оптимальное напряжение U2 = 50 B.

Поперечное сечение магнитопрово-да СТ, см2

Sмаг = (Рст)1/2.

Количество витков на 1 В.

N = К/Sмаг,

где К — коэффициент (45).

Ток в первичной обмотке W1 СТ

I1 = Рст/U1,

где U1 — напряжение сети (обычно 220 В).

Сечение провода первичной обмотки
W1, мм2 SW1 = I1/Iпл.

Количество витков первичной обмотки W1 n1 = NU1.

Количество витков вторичной обмотки W2 n2 = 1,05NU2

где U2 — напряжение на вторичной обмотка W2; 1,05 — увеличение витков с учетом потерь на 5%

В качестве магнитопровода можно применить набор пластин из трансформаторной стали, собранных по П-образной форме, магнитопроводы, намотанные из трансформаторной стальной ленты (тороиды), статоры асинхронных двигателей, из Ш-образной трансформаторной стали и т.д.

Но самые лучшие характеристики Ст получают на магнитопроводах, собранных из пластин трансформаторной стали по форме прямоугольного «окна», так называемые двухстержневые магнитопроводы.

Расположение половин первичной и вторичной обмоток на двух стержнях магнитопровода также способствует крутопадающей характеристике сварочного тока.
Первичную обмотку (см. рисунок) СТ наматывают из двух катушек, которые располагают на двух стержнях магнитопровода и соединяют последовательно (наматывают в одну сторону и соединяют начало с началом или конец с концом).

На каждую катушку первичной обмотки наматывают половину расчетных витков первичной обмотки. Так как одна катушка первичной обмотки будет секционирована (для увеличения или уменьшения сварочного тока), то количество витков необходимо рассчитывать по напряжениям, указанным на схеме.

Вторичную обмотку также наматывают на двух катушках, которые содержат по половине витков вторичной обмотки и соединяют последовательно. На одном стержне магнитопровода располагают одну катушку первичной обмотки и одну катушку вторичной обмотки. Так же располагают катушки на втором стержне. При сборке СТ необходимо устанавливать катушки таким образом, чтобы направление намотки совпадало на обоих стержнях, тогда проще делать соединения катушек.
Катушки первичной обмотки можно наматывать проводом круглого или прямоугольного сечения. Катушки вторичной обмотки обычно наматывают проводом прямоугольного сечения. Провод может быть как медный, так и алюминиевый.

Намотанные катушки необходимо пропитать пропиточным лаком и высушить в специальной печи. Если Вы собираетесь мотать катушки в домашних условиях и проводом в бумажной изоляции, то каждый слой катушки необходимо покрасить нитроэмалевой краской или лаком воздушной сушки. Если у Вас имеется прямоугольный алюминиевый провод на вторичную обмотку в бумажной изоляции, то бумажную изоляцию необходимо удалить. На место ее намотать новую с помощью эскапоновой, стеклослюдяной или, в крайнем случае, тафтяной или киперной ленты. Последние две изоляции необходимо пропитать лаком, краской.

Катушки должны иметь хорошую корпусную изоляцию и хорошо закреплены на стержнях с помощью деревянных клиньев. Катушки на стержнях располагают вплотную одна возле другой, а окно магнитопровода должно быть таким, чтобы катушки, расположенные на противоположных стержнях, не касались друг друга. Длину провода катушки можно определить, замерив среднюю длину витка катушки и умножив на количество витков.

Ремонт импортных силовых трансформаторов

  В.М. Палей
     Если трансформатор не работает, внимательно осмотрите его. Во многих случаях внешний вид трансформатора и особенно его обмоток позволяет определить характер неисправности.
Если каркас сильно оплавлен или видны следы сажи или мелкие шарики расплавленной меди, серьезного ремонта не избежать.
    Если же внешний вид трансформатора не изменен, попробуйте добраться до первичной обмотки, если конструкция трансформатора позволяет. Дело в том, что по цвету проводов первичной обмотки, особенно посередине каркаса, можно определить, насколько сильно трансформатор перегружался. Если трансформатор длительное время работал в тяжелом режиме, то его первичная обмотка изменяет свой цвет. В этом случае происходят нарушение изоляции обмоточного провода, пробой между витками, оплавление и обрыв. Если же цвет обмотки не изменился по всей ширине, а обмотка оплавлена, то это результат нарушения изоляции провода по стихийным причинам или после включения на 110 В. При этом оплавление катушки не происходит.

Если же трансформатор выходит из строя из-за короткого замыкания (КЗ) во вторичных цепях, то как правило, видоизменяется и вторичная обмотка. Вышеупомянутые признаки позволят Вам избежать повторного выхода трансформатора из строя, если их учесть при ремонте.
Прежде чем приступить к разборке трансформатора, проверьте, есть ли в нем термопредохранитель. На рис.1 показана конструкция двух наиболее распространенных вариантов расположения обмоток трансформатора на каркасах. На рис.1,а показана конструкция, позволяющая легко проверить наличие и состояние термопредохранителя. Для этого, не разбирая трансформатор, снимите защитную изоляцию первичной обмотки. Если конструкция трансформатора такая, как показано на рис.1,б, т.е. выводы термопредохранителя выходят на штифты трансформатора, его можно проверить тестером на обрыв. Этот предохранитель, как правило, одноразового действия и восстановлению не подлежит.

Если Вам удалось восстановить целостность первичной цепи, попробуйте включить трансформатор в сеть через тоненький проводок, который послужит предохранителем в случае КЗ. Если трансформатор сильно гудит и сразу греется, его придется разбирать, а если нет — измерьте ток холостого хода первичной цепи. Для хороших трансформаторов на 200-300 Вт он равен 20-40 мА, а для «выдавленных» маломощных до 80-90 мА. У мощных трансформаторов на 200-300 Вт этот ток может быть 300-350 мА.

Если разборка трансформатора необходима, освободите его от всей арматуры, и, если пластины не сварены, как показано на рис.2, попробуйте аккуратно выбить пластины из каркаса. Если они окажутся склеенными, не гните пластины и не ломайте — это не поможет, особенно если они тонкие. В этом случае сердечник достаточно хорошенько нагреть и легко разобрать. Если трансформатор малогабаритный, его можно нагреть, положив на горячий паяльник на 15-20 мин, а если на паяльнике прогреть сердечник до 130-150°С не удается, нагрейте его на электроплите или в крайнем случае на перевернутом утюге. При этом проверяйте твердость компаунда, которым склеен трансформатор и не бойтесь за каркас: такие температуры он легко выдерживает. Следует заметить, что таким способом можно легко разобрать ферритовые склеенные сердечники, в том числе и броневые типа СБ, хотя в последних, особенно отечественного производства, каркас может деформироваться.

Если же трансформатор сварной, как показано на рис.2, не огорчайтесь. Ваша задача в большинстве случаев упрощается или по крайней мере разрешима: ножовкой по металлу, как показано на рис.3, сделайте пропилы по шву электросварки. Причем для сердечника на рис.3,а достаточно сделать один пропил и перемычку отогнуть, а для сердечника на рис.3,б лучше сделать пропилы по обеим сторонам. Это займет у Вас не больше времени, чем нагреть трансформатор. Если после распиловки сварочных швов катушку из сердечника не снять, не стучите по нему сильно, его лучше прогреть, как было сказано выше. Ну и вот Вы, наконец, разобрали трансформатор, не повредив пластин и сохранив их все до единой! Это важно особенно для миниатюрных сердечников. Если в Вашем трансформаторе конструкция катушки, как показано на рис.1,а, приступайте к размотке первичной обмотки. Не могу порекомендовать срезать обмотку с последующей намоткой «до заполнения каркаса». Это простейший путь, но довольно часто он приводит к неприятным последствиям, особенно если это серьезная аппаратура. А если конструкция катушки как на рис.1,6, и каркас не раздвинуть вследствие оплавления, не прилагайте больших усилий. Они сломаются и все равно их не разобрать. Смотайте вторичную обмотку, сосчитайте витки, а затем по периметру ножовочным полотном по металлу в местах, показанных на рис.1,6, пропилите каркас вторичной обмотки и удалите его, оставив на месте щечки каркаса, имея ввиду, что каркас восстанавливать нет никакой необходимости: достаточно между первичной и вторичной обмотками проложить хорошую изоляцию. К тому же у Вас появится запас «по окну» за счет толщины удаленного каркаса. Далеко не всегда удается в один провод размотать спекшуюся обмотку. Да в этом нет и необходимости. Даже если Вы будете разматывать по 1-2-5, 10-100 витков и будете записывать их количество, чтобы потом просуммировать при 2500-3500 витков, Вы ошибетесь не более чем на 100 витков, что радикально не повлияет на работу трансформатора. Но если у Вас возникли сомнения, количество витков первичной обмотки лучше увеличить на 100, чем уменьшить на 50.

Однако при разборке маломощного трансформатора может оказаться, что первичная обмотка была намотана в два провода (обычно разного цвета эмали). Считать витки в этом случае необходимо по их реальному количеству, а при последующей намотке в два провода не забудьте установить счетчик на половинное значение. Такие трансформаторы применяют в очень дешевой аппаратуре, и такой способ намотки удешевляет ее еще больше, чего нельзя сказать о надежности. Однако попытки намотать такой трансформатор в один провод чаще всего не оправданы. Мало того, во время намотки катушки в два провода, их нужно укладывать как можно ближе друг к другу, для чего я использую кусочек полихлорвиниловой трубки возможно меньшего диаметра, как показано на рис.4. При этом увеличивается межвитковая емкость обмотки, что приводит к некоторому увеличению реактивного сопротивлния, т.е. к уменьшению тока холостого хода, который в подобных трансформаторах и так близок к критическому.

В таких трансформаторах нужно очень внимательно подходить к выбору диаметра обмоточного провода: при меньшем диаметре трансформатор не выдает первоначальной мощности, поэтому перегружается и перегревается, а при большем диаметре уменьшается сопротивление первичной цепи, что приводит к увеличению тока холостого хода, и трансформатор также перегревается и выходит из строя. Хотелось бы отметить, что во всех случаях ремонта трансформаторов стремитесь использовать отечественные обмоточные провода. Их эмалевое покрытие существенно прочнее и надежнее импортных. Теперь Вы намотали все обмотки, и они уместились в каркасе. Осталось только собрать сердечник. Проще всего собрать сварной сердечник, который Вы не деформировали при распиловке. Уберите заусеницы на нем и соедините с применением эпоксидной смолы. Чтобы не образовалось магнитных зазоров, зажмите сердечник в тиски до окончания полимеризации компаунда.

Если Вы собираете трансформатор «вперекрышку», то перед окончанием сборки, когда пластины входят еще не очень туго, вставьте две пластины в одном направлении, как показано на рис.5. Тогда в конце сборки, когда пластины уже трудно входят вдоль каркаса, Вы их сравнительно легко можете вставить между односторонними пластинами, не рискуя повредить каркас и обмотку. И только после этого устанавливайте перемычки.

От маломощного трансформатора у Вас не должно остаться ни одной «лишней» ни пластины, ни перемычки. Это приводит к резкому повышению тока холостого хода. Проверьте трансформатор без нагрузки на соответствие напряжений и особенно тока холостого хода и только после этого собирайте арматуру, сохранив взаимное расположение крепежных элементов и выводов трансформатора. Заманчивым является ремонт силовых трансформаторов микроволновых печей, которые кроме магнитных шунтов практически не отличаются от обычных, но их ремонт возможен только при изготовлении жестких и точных разборных каркасов для намотки катушек, что вряд ли доступно широкому кругу радиолюбителей, а к тому же изготовление такого каркаса для ремонта одного трансформатора (учитывая их широкую номенклатуру) вряд ли экономически оправдано.

Наконец, о «подводных камнях» при работе с тонкими обмоточными проводами. Кому не известны явления обрыва провода во время намотки катушки или нехватки провода. Не огорчайтесь. Ничего страшного. Если это обмотка силового трансформатора, намотанная в навал, то соедините провод методом пайки и продолжайте намотку. Предварительно изолируйте место соединения, как показано на рис.6, изоляционным материалом, причем лучше конденсаторной бумагой, по толщине соотносящейся с диаметром провода. При необходимости бумагу можно проложить в несколько слоев. В крайнем случае использовать обычную качественную писчую бумагу, лучше мелованную. Позаботьтесь о том, чтобы место соединения получилось на катушке не со стороны окна сердечника, а с торца: это избавит Вас от лишней проблемы размещения обмотки в окне. Если же это: высоковольтная катушка a (например, катушка зажигания или обмотка ТВС, ТДКС), то дополнительно нужно обязательно избавиться от острых выступов мест пайки.

Если Вы попробовали, то наверняка встретились еще с одним неприятным явлением: тонкий провод не так-то просто аккуратно спаять. Место пайки получается непрочным и чаще всего точечным. Но и в этом случае есть простой выход. Учитывая то, что обычно трансформаторы содержат несколько тысяч витков, то можно позволить себе переизрасходовать несколько десятков сантиметров провода. Сложите два конца оборванного провода вместе и наберите несколько петель, как показано на рис.7,а. Такой пучок уже чувствуется в руках и его можно скрутить (рис.7,6). Теперь прокрутите сформированный пучок между пальцами, придерживая обмоточный провод, несколько отступив вниз по рис.7,б, и Вы получите красивую равномерную скрутку обмоточного провода, которую легко залудить. Затем лишнюю скрутку обрежьте и сформируйте место соединения, как показано на рис.7,в. Но имейте ввиду, что соединив таким способом проводник толщиной 0,2 мм и более, позаботьтесь о том, чтобы пайкой были соединены завитки скрутки, иначе при внешне красивой пайке провода могут остаться изолированными друг от друга: провод глубоко в завитках не залужен.
И последнее. Если Вы мотали обмотку в два провода, примените принцип: «семь раз отмерь, … «. Вы должны быть абсолютно уверенны, что начало одного проводника соединено с концом другого, только после этого трансформатор можно испытывать.

К списку статей

Провода для обмоток трансформаторов

Провода для обмоток катушек и трансформаторов.

А. П. Кашкаров, г. Санкт-Петербург

Для изготовления трансформаторов и дросселей используются специальные обмоточные провода. Об основных типах таких проводов отечественного и зарубежного производства рассказано в этой статье.

Отечественные обмоточные провода

Наибольшее распространение получили обмоточные провода в эмалевой изоляции на основе высокопрочных синтетических лаков с температурным индексом (ТИ) в диапазоне 105…200. Под ТИ понимается температура провода, при которой его полезный ресурс не менее 20000 ч.

Медные эмалированные провода с изоляцией на основе масляных лаков (ПЭЛ) выпускаются с диаметром жилы 0,002…2,5 мм. Такие провода обладают высокими электроизоляционными характеристиками, которые практически не зависят от внешнего влияния повышенных температур и влажности.

Проводам типа ПЭЛ свойственна большая зависимость от внешнего воздействия растворителей, относительно проводов с изоляцией на основе синтетических лаков. Обмоточный провод ПЭЛ можно отличить от других даже по внешнему признаку -эмалевое покрытие по цвету близко к черному.

Медные провода типов ПЭВ-1 и ПЭВ-2 (выпускаются с диаметром жилы 0,02…2,5 мм) имеют поливинилацетатную изоляцию и отличаются золотистым цветом. Медные провода типов ПЭМ-1 и ПЭМ-2 (с тем же диаметром, как и ПЭВ) и прямоугольные медные проводники ПЭМП (сечением 1,4…20 мм2) имеют лакированную изоляцию на по-ливинилформалевом лаке. Индекс «2» в соответствующем обозначении проводов ПЭВ и ПЭМ характеризует двухслойную изоляцию (повышенной толщины).

ПЭВТ-1 и ПЭВТ-2 — эмалированные провода с температурным индексом 120 (диаметром 0,05…1,6 мм), они имеют изоляцию на основе по-лиуретанового лака. Такие провода удобно монтировать. При пайке не требуется зачищать лакированную изоляцию и применять флюсы. Достаточно обычного припоя марки ПОС-61 (или аналогичного) и канифоли.

Эмалированные провода с изоляцией на полиэфирамидной основе ПЭТ-155 имеют ТИ равный 155. Они выпускаются с жилами не только круглого сечения (диаметра), но и прямоугольного (ПЭТП) типа с диаметром проводника 1,6-1 1,2 мм2. По своим параметрам провода ПЭТ близки к рассмотренным выше проводам типа ПЭВТ, но имеют более высокую стойкость к нагреванию и тепловому удару. Поэтому обмоточные провода типов ПЭВТ и ПЭТ, ПЭТП особенно часто можно встретить в мощных трансформаторах, в том числе в трансформаторах для сварочных работ.

Отечественные высокочастотные обмоточные провода

На высоких частотах применяются многожильные эмалированные обмоточные провода (литцендраты ) типа ЛЭШО в шелковой однослойной изоляции или ЛЭШД — фв двойной шелковой изоляции. Такие провода состоят из пучка медных эмалированных проволочек диметром 0,05…0,1мм и используются для катушек индуктивности ( и дросселей ). В высокочастотных проводах типов ЛЭШО, ЛЭШД, ПЭЛО, ЛЭЛД, ДЭП, ЛЭПКО жилы скручены из отдельных Эмалированных проволок для уменьшения потерь от поверхностного эффекта ( Эффекта близости). В табл.№1 приведены диаметры широко применяемых высокочастотных обмоточных проводов отечественного производства. Для нечетных номеров диаметр провода примерно равен половине суммы диметров двух соседних (четных) номеров.

Обозначение популярных зарубежных обмоточных проводов

В США и Великобритании обозначение диаметров обмоточных проводов записывается словами wire size (размер провода).

Например, в США применяют систему

American Wire Gauge (AWG). Также иногда в США используют систему B&S, а в Великобритании — Standar Wire Gauge (SWG). В табл.2 и табл.3 приведены диаметры широко применяемых типов обмоточных проводов по стандартам AWG и SWG.
Допустимая нагрузка на проводники

Максимальный допустимый ток, который можно пропускать через провода, не тревожась за возгорание или нарушение контакта, определяется в соответствии с табл.4. Максимальный нагрев резиновой или пластмассовой (а также их сочетаний или производных) изоляции проводов не должен превышать температуры +50градусов. От этого температурного параметра зависит продолжительность безопасного воздействия
на проводник максимально допустимого тока ( I_max A в табл.4)
Журнал «Электрик»

К списку статей

Трансформаторы тока — базовые понятия

Принцип действия трансформатора тока основан на физическом принципе электромагнитного поля. Увеличение или уменьшение тока на выходе трансформатора тока, включенного в цепь переменного тока может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от соотношения между обмотками. Так, например если соотношение обмоток 1:100,т.е. 100А протекает через первичную обмотку трансформатора тока, то на вторичной обмотке мы можем получить ток 1А. Трансформатор тока представляет собой первичную и вторичную обмотки намотанные на один каркас и связанные между собой только электромагнитным полем.

Трансформаторы тока по назначению разделяются на трансформаторы тока для измерений и трансформаторы тока для защиты. В некоторых случаях эти функции совмещаются в одном трансформаторе тока.

Измерительные трансформаторы тока устанавливаются в цепях ,в которых протекает большой ток и невозможно напрямую подключить измерительные приборы. Они служат для передачи информации измерительным приборам. Ко вторичной обмотке трансформатора тока для измерений подключаются амперметры, токовые обмотки ваттметров, счетчиков и аналогичных приборов. Таким образом, трансформатор тока для измерений обеспечивает:

преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, который можно измерить стандартными измерительными приборами.
изолирование измерительных приборов от цепи высокого напряжения, для безопасного их использования.

Также немаловажная задача трансформатора тока — контроль электросети по току. Так, подключённый к силовому реле трансформатор, осуществляет постоянный мониторинг сети, состояния заземления, защиту и отключение приборов и оборудования, подключённых к сети при аварийном значении тока. Ток, протекающий через вторичную обмотку трансформатора тока, прямо пропорционален току, протекающему в первичной обмотке. Таким образом прямое измерение тока на вторичной обмотке, позволяет косвенно рассчитать ток в первичной, т.е. большой ток цепи. трансформаторы тока

Защитные трансформаторы тока — предназначаются для передачи измеренной информации в устройства защиты и управления. Соответственно трансформатор тока защиты обеспечивает:

преобразование переменного тока любого значения в переменный ток, приемлемый для питания реле защиты или систем автоматической защиты.
для изолирования цепей и оборудования, к которым имеется доступ, от цепи высокого напряжения.

Ток и напряжение являются основными параметрами, характеризующими режим электрической цепи. Методы измерения и приборы, применяемые для оценки этих величин, различны и зависят от рода тока, диапазона измеряемой величины, требуемой точности, допустимого потребления мощности, формы кривой, частоты и т.д. Прежде всего следует отметить,что включение амперметра или вольтметра в исследуемую цепь для измерения тока или напряжения изменяет измеряемую величину. Поэтому даже при идеально точных измерительных приборах полученный результат отличается от того значения измеряемой величины, которое было в исследуемой цепи до включения прибора.

Список статей

Статьи

Статьи по трансформаторной тематике

Тороидальный трансформатор: расширенный гид с фактами, цифрами и источниками : КПД 90–95%, низкое поле. Включение и DC-блокер, экран. Чек-лист выбора и мини-расчёт. «Плюсы» и «минусы» применения
От идеи до пуска: рассчитываем трансформатор, наматываем секции, подключаем галетник и диодный мост — получаем удобные ступени тока для АКБ. Внутри — простые формулы, схема подключения, советы по охлаждению и защите.

Силовые трансформаторы. Из практики ремонта и конструирования — Казалось бы, о сетевых трансформаторах сказано уже все или почти все. Однако в практике ремонта и конструирования встречаются очень интересные и неординарные ситуации, в плане практического применения, на которых следует приостановиться, чтобы рассмотреть их более пристально.
Силовые трансформаторы-полезные рецепты — Все многообразие сегодняшней бытовой радиоаппаратуры имеет один общий, объединяющий элемент —…
Простейший автотрансформатор-особенности конструкции — Обычно необходимо предусмотреть возможность регулирования напряжения на нагрузке при изменениях напряжения сети. Если…
Трансформаторы-термины и определения — От правильного выбора и применения трансформаторов зависит устойчивая и надежная работа как отдельных узлов и каскадов, так и всей аппаратуры в целом. Трансформаторы оказывают существенное влияние на основные электрические параметры аппаратуры и приборов, надежность и долговечность устройств, а также на эксплуатационные характеристики в условиях воздействия на них повышенной температуры и других климатических факторов.
Трансформаторы тока -В современных условиях, в связи с обновлением оборудования, устаревшего не только морально, но и физически, идет активная замена старых трансформаторов тока на новые, отвечающие современным требованиям. И если на напряжение 10 кВ стоимость трансформатора тока не является определяющей при проведении реконструкции, то с увеличением класса напряжения картина меняется….
Трансформаторы-практика ремонта — Ремесло изготовления трансформаторов — это невыносимая для творческого человека, удручающая разум рутина.Практически любой трансформатор можно заменить другими похожей конструкции. Обильный опыт подобных замен накоплен практиками телеремонта. Прежде чем заменить вышедший из строя трансформатор, надо убедиться в его полном отказе и по возможности уточнить причину отказа.
Использование низковольтного освещения — преимущества и недостатки использования низковольтного освещения при проектировании и строительстве осветительных систем
Эксплуатация силовых трансформаторов, основные моменты — продолжительность работы силового трансформатора напрямую зависит от режима его работы и условий обслуживания.
Трансформаторы тока — базовые понятия о трансформаторах тока, основная классификация.
Классификация и принцип работы трансформаторов тока — в статье приводится основная классификация трансформаторов тока, а также дана принципиальная схема трансформатора тока и методика их расчета
Трансформаторы питания ТАН — приведены все данные для выбора и расчета трансформаторов типа ТАН
Трансформатор обнаруживает короткое замыкание — Электрикам, эксплуатирующим высоковольтные кабельные сети, много хлопот доставляют замыкания на землю отдельных проводников. В их распоряжении теперь есть простое устройство..
Трансформаторы питания типа ТН-вид силовых трансформаторов, используемых в радиоэлектронной аппаратуре, они как и трансформаторы ТА и ТАН, включаются в сеть переменного тока частотой 50Гц и напряжением 127В или 220В поскольку предпологалось, что они будут использоваться для накальных цепей радиоламп, вторичные обмотки этих трансформаторов обеспечивают напряжения только 6,3/5В
Трансформатор тороидальный устройство и конструкция — тороидальный трансформаторимеет идеальный дизайн ,в отличие от трансформаторов другой конструкции. Фактически, первый трансформатор, разработанный Фарадеем представлял собой
Трансформатор питания типа ТА — присутствие на трансформаторе нескольких вторичных обмоток, рассчитанных на разные токи и напряжения, и возможность их последовательного и параллельного включения позволяют получить разные сочетания токов и напряжений на выходе трансформатора. Наличие дополнительных отводов в первичной обмотке дает возможность достаточно точно учесть особенности питающей сети.
Сварочные трансформаторы назначение и классификация — представлена классификационная схема основных разновидностей сварочных трансформаторов, применяемых в современных контактных машинах, в зависимости от способа их питания. По этой схеме все сварочные трансформаторы подразделяются на две основные группы:трансформаторы, преобразующие электрическую энергию переменного тока частотой 50 Гц, потребляемую из сети непосредственно во время сварки, и трансформаторы,…
Трансформаторы, дроссели, индуктивности — из всего многообразия магнитных материалов остановимся на магнито-мягких ферритах, т.к. они способны работать в широком диапазоне частот…
Унифицированнные универсальные трансформаторы питания( УУТП) — предназначены для питания радиоэлектронной аппаратуры широкого применения от промышленной сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Только один трансформатор серии Т5 рассчитан на подключение к сети как 127, так и 220 В.
Трансформаторы питания низковольтные — трансформаторы питания однофазные низковольтные типа ТП8 — климатического исполнения, напряжением питания 220В с номинальной частотой 50 Гц и напряжением питания 115/ 220 В с номинальной частотой 400 Гц предназначены для работы в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры. Конструкция трансформаторов показана…
Трансформаторы сигнальные согласующие — представляют собой достаточно большую группу сигнальных трансформаторов малой мощности, предназначенных для выполнения определенных функций в электрических цепях блоков, узлов, приборов и устройств РЭА. К данной группе трансформаторов можно отнести: согласующие сигнальные трансформаторы непрерывных сигналов,импульсные согласующие сигнальные трансформаторы, широкополосные согласующие сигнальные трансформаторы..
Трансформаторы для импульсивных источников питания — находят широкое применение различные типы трансформаторов для импульсных источников питания .Импульсные сетевые блоки и модули питания бытовой и офисной аппаратуры, подключенной к сети переменного тока, применяются для получения напряжений постоянного тока, необходимых для питания всех функциональных узлов РЭА
Трансформаторы питания типа ТПИ— применяются в импульсных устройствах электропитания бытовой и офисной аппаратуры с промежуточным преобразованием напряжения питающей сети 127 или 220 В с частотой 50 Гц в импульсы прямоугольной формы с частотой следования до 30 кГц, выполненные в виде модулей или блоков питания: БП, МП-1, МП-2, МП-З, МП-403 и др.
Трансформаторы типа ТП с частотой питающей сети 1 000 Гц — Малогабаритные низковольтные трансформаторы питания типа ТП предназначены для работы в условиях умеренно холодного климата при температуре окружающей среды -60…+ 85°С и относительной влажности воздуха до 98% при температуре + 40 °С. Трансформаторы типа ТП применяются в устройствах электропитания РЭА, АСС и приборов для питания функциональных узлов и блоков, изготавливаемых на ППП и микросхемах с применением схем печатного монтажа.
Повышающий автотрансформатор — Ступенчатый регулятор на базе трансформатора ТС-200 обеспечивает регулировку сетевого напряжения, аналогично функциям автотрансформатора. Здесь в нагрузку идет сетевое напряжение, в качестве добавки к которому используется напряжение с отводов вторичной обмотки трансформатора, последовательно соединенной с сетевыми проводами.
Выбор группы и схемы соединений обмоток трансформаторов — Группу соединения обмоток силовых трансформаторов выбирают так, чтобы трансформаторы в максимально возможной степени отвечали следующим условиям: препятствовали возникновению высших гармоник в электрических сетях, выравнивали нагрузку между фазами первичной обмотки при несимметричной нагрузке вторичной обмотки
Выбор силовых трансформаторов — По конструктивному исполнению трансформаторы делят на масляные, заполненные синтетическими жидкостями и сухие /3/. Первые из них обладают хорошим отводом тепла от обмоток и сердечника, хорошей диэлектрической пропиткой изоляции, надежной защитой активных частей от воздействия окружающей среды,..
Классификация трансформаторов — Малогабаритные трансформаторы, применяемые в бытовой и офисной РЭА. классифицируются по следующим главным признакам: по условиям применения и эксплуатации, учитывающих требования по стойкости к внешним воздействующим факторам;по функциональному назначению, которое определяется видами РЭА…
Трансформаторы и дроссели для импульсных источников питания — статья дает ответ на вопрос расчета трансформаторов и катушек индуктивности, в том числе и дросселей. Читатели смогут использовать эту информацию для проверки и изменения параметров КИ при повторении и ремонте радиолюбительских или промышленных конструкций.
Методы проверки импульсных трансформаторов — импульсные трансформаторы блоков питания и строчных разверток выходят из строя чаще всего по причине перегрева обмоток.Чаще это происходит в малогабаритных трансформаторах, намотанных тонким проводом,предлагаются простые достоверные методы проверки импульсных трансформаторов в режиме, близком к рабочему…
Трансформаторы для преобразовательных установок — в статье приводятся характеристики трансформаторов для преобразовательных установок.Описывается устройство силовых преобразовательных трансформаторов
Фазировка обмоток трансформаторов — Хорошо известно, что фаза напряжения на выводах дросселя и фаза тока через его обмотку разнесены во времени на четверть периода (нуль напряжения совпадает с максимумом тока и наоборот) — индуктивный элемент «крутит фазу». В трансформаторе все иначе. Хотя в основе работы трансформатора лежит закон электромагнитной индукции, в отношении фаз сигналов здесь все иначе.
Трансформаторы для промышленных печей — лектропечные трансформаторы (ЭПТ) являются частью электротермических установок (ЭТУ) — установок электропечей и электронагревательных устройств, применяемых для получения черных, цветных и редких металлов и их сплавов с заданными свойствами, а также руднотермических печей. Особенности работы, режимов и технических требований выделяют ЭПТ в отдельный класс силовых трансформаторов…
Автотрансформаторы питания на частоту 50 Гц — отличие автотрансформатора (АТ) от трансформатора состоит в том, что АТ имеет всего одну обмотку, которая является одновременно и первичной, и вторичной цепью. Это АТ с одним отводом. Можно изготовить АТ с несколькими отводами, как для изменения U1, так и для изменения Ун. Конструкция АТ совершенно одинакова.
Принцип работы АТ практически ни чем не отличается от принципа работы трансформатора. Рассмотрим работу АТ…
Галогенные лампы накаливания. Основные параметры — Все о галогенных лампах-технические параметры, способы подключения,характеристики.трансформаторы для подключения галогенных ламп…
Контроль состояния трансформатора — Любой силовой трансформатор эксплуатируется годами (известны случаи работы трансформатора в течение 40 и более лет) в самых различных режимах и при разных внешних воздействиях. Это разнообразие не может быть представлено аналитически. Необходима некоторая система оценки состояния трансформатора, организованная на предприятии.
Автотрансформаторы — статья дает сравнительный анализ двухобмоточного трансформатора и автотрансформатора, назначение автотрансформатора, методы расчета и подбора, схемы регулирования напряжения в автотрансформаторе.
Устройство точечной сварки — статья дает представление о конструктивном устройстве аппарата точечной сварки,наиболее подходящего устройства для автоматической и полуавтоматической сварки не больших металлических деталей. Основным компонентом точечной сварки является силовой сварочный трансформатор,даны рекомендации по его подбору и расчету.
Стабилизаторы напряжения — описывается общая методика подбора стабилизаторов напряжения,их основное назначение,учет поправочных коэффициентов при подборе мощности. Дана характеристика систем защиты стабилизатора. Влияние быстродействия стабилизатора на скорость регулирования напряжения.
Сухие силовые трансформаторы — Силовые трансформаторы являются одними из важнейших элементов электрических сетей и электроустановок. Ранее, вплоть до последней трети прошлого века, в электросетях исключительно использовались силовые масляные трансформаторы. Однако за последние 40 лет вместо них все более широко стали применять сухие силовые трансформаторы, представляющие собой один из…
Провода для обмоток трансформаторов-Для изготовления трансформаторов и дросселей используются специальные обмоточные провода.Медные эмалированные провода с изоляцией на основе масляных лаков (ПЭЛ) выпускаются с диаметром жилы 0,002…2,5 мм. Такие провода обладают высокими электроизоляционными характеристиками, которые практически не зависят от внешнего влияния повышенных температур и влажности.Эмалированные провода с изоляцией на полиэфирамидной основе ПЭТ-155…
Сварочный аппарат из двух трансформаторов— Предлагаемая конструкция предназначена для сварки постоянным током и изготовлена из двух дросселей с трансформаторным железом УШ40х80. Суммарное сечение сердечника 64 см2, чего вполне достаточно для сварочного трансформатора. В конструкции использованы штатные каркасы катушек и крепежные детали без переделки, что свело к минимуму использование дополнительных материалов и трудозатраты на изготовление.
Экономичный источник света трансформаторного типа — На основе исследований низкочастотных (10кГц) индукционных разрядов «трансформаторного типа» были разработаны и созданы экспериментальные образцы индукционных безэлектродных газоразрядных ламп различной мощности — от 100 Вт до 100 кВт, выполнены экспериментальные исследования характеристик данных источников света.
Нормализатор напряжения сети.Принципы построения-В статье описан общий подход к построению недорогого нормализатора напряжения электрической сети переменного тока на основе автотрансформатора с 4-мя отводами,коммутируемых симисторными ключами.
Рассматривается способ уменьшения шага переключения с помощью фазовой вольтодобавки, без изменения структуры устройства.
Тест на знание устройства и принципа работы трансформатора — интересный тест для проверки теории трансформаторов из школьного курса
Стабильность электрической системы можно охарактеризовать как «качество электроэнергии». Первым шагом к оценке состояния электрической системы является сбор данных от оборудования, инфраструктуры и сервисной панели. Стабильность электрической системы можно охарактеризовать как «качество электроэнергии». Первым шагом к оценке состояния электрической системы является сбор данных от оборудования, инфраструктуры и сервисной панели.
Регулируемый автотрансформатор (вариак)— неотъемлемая часть любой электрической лаборатории
Руководство по установке трансформаторов. Успешная работа трансформатора зависит от правильной установки, а также от хорошей
конструкции и производства. В этой статье рассматриваются процедуры установки, которые следует учитывать, чтобы гарантировать правильную и безопасную работу трансформатора.
Истории о трансформаторах: от испытаний и анализа к техническому обслуживанию. Измерения сопротивления обмоток в трансформаторах имеют фундаментальное значение для расчета составляющей потерь в проводниках l2R, расчета температуры обмоток в конце цикла температурных испытаний и в качестве диагностического инструмента для оценки возможных повреждений в полевых условиях.
Трансформаторы рассчитаны на ожидаемый срок службы 30 лет- Необходимость замены трансформаторов может быть определена путем оценки индивидуальных условий, но для планирования долгосрочной программы замены трансформаторов необходимо определить ожидаемый срок службы актива.

Еще статьи

Уменьшение потерь в трансформаторном железе

Трансформаторы являются неотъемлимым элементом в энергосистеме. Парметры трансформатора определяются парметрами обмоткок, ,парметрами сердечника и параметрами охлаждения. Конструкционные и другие аспекты в этой статье рассматриваться не будут. Об этом можно почитать в статьях на нашем сайте.Здесь речь пойдет о материале сердечника трансформатора,а именно о его молекулярном строении.

Известно,что чем лучше железные сердечники намагничиваются, тем меньше энергии они теряют и тем более эффективно они работают. Исследователи из института Пола Шерера (Швейцария) нашли способ заглянуть внутрь железного сердечника трансформатора.Речь идет о новаторском методе нейтронной интерферометрии, разработанной в PSI. Это открывает возможность наблюдения магнитных доменов в процессе , как они создают магнитные поля внутри железного сердечника. Это важный шаг на пути к пониманию того, как трансформаторы работают сегодня и в разработке более эффективных моделей трансформаторов в будущем. Не в последнюю очередь потому, что ЕС установил новые цели по повышению энергоэффективности в этой области. Исследователи сообщили о своих результатах в двух исследованиях, опубликованных в последнем выпуске журнала «Physical Review» .

Трансформаторы являются незаменимым элементом в энергосистеме: на подстанциях, они преобразуют напряжение от низкого до высокого, так что электричество может распространяться на большие расстояния по высоковольтным линиям электропередач, не затрачивая много энергии. На другом конце линии электропередачи высокого напряжения, трансформаторы уменьшают напряжение так, что электричество может быть подведено к бытовым потребителям в 230 вольт.

Тем не менее, остается место для улучшения положения в этой области. Два новых исследования командой ученых под руководством Кристиана Грюйзвега в PSI проведенных путем искусственного моделирования, показывют крошечные магнитные структуры внутри трансформатора при его работе. Полученные результаты будут способствовать нашему пониманию того, как функционируют сегодня трансформаторы и помочь в разработке более эффективных моделей в будущем.

«Сердечник из магнитного железа в форме кольца трансформатора является основным элементом, необходимым для преобразования напряжения,» объясняетГрюйзвег. Крошечные магнитные домены в пределах активной зоны играют существенную роль в этом процессе. Магнитная ориентация внутри каждого домена равномерна. Эксперты называют границы между этими доменами-стенками. Если железный сердечник намагничивается, это приводит к переориеннтации во всех доменах в одном напрвлении на микроскопическом уровне. Другими словами, доменные стенки исчезают.

«Решающим фактором для эффективного функционирования трансформатора является мобильность доменной стенки,» говорит Бенедикту Бец, первый автор обоих исследований и докторант в команде PSI. Это происходит потому, что наши силовые линии несут переменный ток с частотой 50 Гц. В результате, железный сердечник трансформатора является повторно намагниченный 100 раз в секунду, будучи повторно поляризована с севера на юг и обратно в быстрой последовательности. Домены, следовательно, отбрасывает назад и вперед: чем больше их гибкость, тем лучше трансформатор выполняет.

PSI технология выглядит внутри трансформаторов

Методы, доступные до сих пор разрешено только косвенное наблюдение за поведением доменной стенки. Решетка интерферометрии нейтронов, разработанный Christian Grünzweig в PSI десять лет назад в рамках своей докторской диссертации в настоящее время позволяет прямой визуализации доменных стенок. «Вы можете думать о доменах как садовых участков, отделенных друг от друга заборами,» говорит Grünzweig. «Использование нейтронной решетки интерферометрии, теперь мы можем увидеть эти заборы-то есть доменные стенки, а не сад самих участков.» В изображениях ученого, полученных методом нейтронной решетки интерферометрии ,, доменные стенки появляются в виде черных линий.

В исследовании, проведенном под руководством Бенедиктом Беца, команда Grünzweig в исследовал то, что происходит, когда трансформатор подключен к постоянному току, который сначала увеличивается, а затем вновь снизился. По мере возрастания напряжения, черные линии исчезли, показывая, что железный сердечник был равномерно намагничены в одном направлении. Только в этом состоянии делает напряжение переноса ядра железа эффективно. После того, как напряжение было впоследствии уменьшено, линии — и доменные стенки, которые они представляют — снова появился. Это первое исследование, послужили основой для дальнейших исследований.

Во втором исследовании, исследователи имитировали более реалистичный сценарий, применяя переменный ток. При изменении напряжения и частоты переменного тока, они обнаружили, что существуют определенные пороговые значения каждого из этих параметров, за которой доменные стенки исчезли или появились замерзать.

Разработка эффективных трансформаторов

«Эти идеи не приводят непосредственно к улучшению трансформаторов», признает Кристиан Grünzweig. «То, что мы делаем, предлагая науки и промышленности новый метод исследования.» И когда он пришел как раз в нужный момент. Начиная с прошлого года, Директива Экодизайн ЕС, который Швейцария также согласились осуществить, призвал энергетический сектор для повышения производительности трансформатора. До сих пор разработка трансформаторов было более или менее на основе проб и ошибок: почему новый трансформатор функционирует лучше, чем старая версия никогда не была ясна. Эта новая, более точная информация о магнитных процессах, происходящих в пределах ядра железа теперь позволит более целенаправленную оптимизацию трансформаторов.

Потенциал для улучшения огромен. По оценкам, крупные распределительные трансформаторы теряют около 38 тераватт-часов стоимостью энергии ежегодно на всей территории ЕС — более половины годового потребления энергии Швейцарии. Повышение эффективности трансформатора путем даже всего несколько процентов привело бы к экономии приравнивая к производству электроэнергии нескольких электростанций.

Использование трансформатора в солнечной энергетике

Трансформатор является очень важным компонентом в производстве электроэнергии на солнечных батареях. Исторически трансформаторы подразделяются на «повышающие» или «понижающие» электрическое напряжение, полученное на энергогенерирующих станциях из не возобновляемых ресурсов. Трансформаторы, которые применяются в системах солнечной энергетики подразделяются на распределительные, трансформаторы подстанций, разделительные (для удаления высших гармоник по сети) и другие менее распространённые виды. Они также отличаются по типу монтажа-на бетонном основании, либо непосредственно на земле. Все трансформаторы для гелиосистем (в дальнейшем ТГС) имеют различное назначение и их стоимость варьируется в зависимости от этого.

Устройства систем солнечной энергетики стабильно нагружены во время работы инвертора. Когда солнце уходит, происходит сглаживание и нагрузка на трансформатор уменьшается и становится более равномерной. Из-за несовершенства систем регулирования часто случаются ошибки управления инверторами и гелиосистемы проще включить-выключить, чем обвешивать очень сложными системами управления, но отрасль эта молодая и быстроразвивающаяся и эти вопросы в скором будущем будут разрешены.

Что касается гармоник, в обычном инверторе содержание гармоник не более 1%, что практически не влияет на работу системы. Низкий уровень гармоник обусловлен отсутствием генераторов, переключателей и защитных систем, построенных на ключах, какие можно встретить на ветрогенераторных станциях. Основной задачей трансформатора в гелиосистеме является повышение напряжения. Инвертор преобразует постоянное входное напряжение от панели в синусоидальное переменное напряжение которое подается на трансформатор без забросов по напряжению от незагруженной цепи. ТГС работают на устойчивом напряжении, которое находится в диапазоне, контролируемом инвертором. Поэтому скачки напряжения и нагрузки на входе в трансформатор значительно ниже, чем при работе с ветрогенераторными установками.

трансформатор для солнечных систем (гелиосистем)

ТГС имеют еще одно важное значение помимо трансформации напряжения от возобновляемого источника и передачи его в сеть, а именно гальваническая развязка между инвертором и сетью. Несмотря на то, как сказано выше, уровень помех незначительный- они существуют. И таким образом обеспечивается надежная, устойчивая работа электронных устройств.

При выборе ТГС важно учитывать, что мощность трансформатора должна быть не меньше, а может и немного больше чем мощность инвертора. Сторона низкого напряжения трансформатора должна соответствовать выходному напряжению инвертора. Сторона высокого напряжения должна соответствовать параметрам распределительной высоковольтной линии. Необходимо учитывать другие нюансы, например, КПД, тип охлаждения, подсоединение, предохранители и др.

Солнечно-генерирующие станции имеют особенности в проектировании. Так как самый мощный инвертор рассчитан на 500кВА, инженеры конструируют 1000 кВА трансформаторы на два инвертора одновременно. Причем трансформатор, состоит как бы из двух отдельных трансформаторов в одном блоке. Трансформатор имеет различные обмотки, рассчитанные на отдельный вход от каждого инвертора. Также не рекомендуются применять длинные трассы кабелей от панелей до инвертора и трансформатора.
ЗАКАЗАТЬ ТРАНСФОРМАТОР

Ограничения на размер инвертора являются основной проблемой, из-за которой невозможно увеличить мощность солнечной электростанции. Попытка увеличения мощности генерации, требует увеличения количества инверторов в одном трансформаторном корпусе, что является достаточно трудной задачей.

Основная проблема при проектировании ТГС заключается в большом разнообразии гелиосистем, и инженеры должны унифицировать их под совершенно разные по характеристикам системы. Развитие технологий производства инверторов довольно медленное и это является основным ограничителем развития солнечной энергетики.

Режимы нагрузок силовых трансформаторов

Нагрузка большинства трансформаторов изменяется в течение суток вследствие сменной работы промышленных предприятий, включения освещения в темное время суток и т. п. Трансформаторы отключаются из работы по режимным соображениям (например, из нескольких работающих трансформаторов при снижении общей нагрузки часть может быть отключена с переводом их нагрузки на оставшиеся в работе), а также для выполнения текущих и капитальных ремонтов как самого трансформатора, так и связанного с ним оборудования.Таким образом, трансформаторам не приходится нести полную нагрузку в течение всего срока службы, вследствие чего продолжительность срока службы увеличивается.

Режим нагрузки трансформаторов, соединенных в блок с генераторами (если на один трансформатор работает один генератор), определяется режимом нагрузки генераторов, и такие трансформаторы в большинстве случаев несут постоянную по величине нагрузку в течение длительного времени, если генераторы работают в базе графика нагрузки энергосистемы.

На ряде электростанций применяется схема укрупненного блока, при которой на один трансформатор работают несколько генераторов. В таком случае трансформатор может работать с недогрузкой, если один из генераторов блока не работает. В тех случаях, когда генератор подсоединен к двум трансформаторам, при выходе одного из них из работы для второго не исключена возможность перегрузки. На понизительных подстанциях, а также на станциях для трансформаторов связи с системой нагрузки трансформаторов определяется в основном графиком работы потребителей.

В большинстве случаев нагрузка трансформаторов подстанций в пределах суток изменяется по суточному графику, характер которого мало изменяется в течение года, а лишь изменяются суточные максимумы по сезонам за счет удлинения темной части суток в зимнее время. Как правило, принято считать, что нагрузка определяется двумя осредненными графиками — зимнего и летнего рабочего дня. Руководствуясь известным графиком нагрузки, необходимо выбирать то или иное число параллельно работающих трансформаторов для обеспечения их наиболее экономичной работы. Установившийся типовой график нагрузки позволяет рассчитать допустимую перегрузку трансформатора (величину и длительность), если в этом возникает необходимость по условиям эксплуатации.

Суточный график нагрузки характеризуется коэффициентом нагрузки (или заполнения графика), представляющим отношение средневзвешенного тока нагрузки к максимальному току нагрузки за

сутки .Kн=I_ср\I_макс

Под максимальным током I _макс следует понимать средневзвешенный за n часов ток нагрузки больше номинального.