Методи випробування ізоляції трансформаторів

Електрична міцність ізоляції трансформаторів перевіряється на вплив як напругою промислової частоти, так і грозовими та комутаційними імпульсами напруги.
Кожен випускається із заводу трансформатор піддається приймально-здавальним випробуванням, у програму яких як обов'язкове входить випробування міцності ізоляції напругою промислової частоти. Існує два види випробувань внутрішньої ізоляції: напругою, що додається від стороннього джерела (за відсутності збудження магнітопроводу) та збудженням трансформатора індукованою напругою.
Схема випробування ізоляції прикладеною напругою показана на малюнку, де 1-випробувальний трансформатор; 2 - резистор; 3- випробуваний трансформатор;

4- Введення випробуваної обмотки; 5- Введення іншої обмотки трансформатора; І -іскровий проміжок. При випробуванні прикладеною напругою випробувальна напруга Uісп прикладається до випробуваної обмотки, у той час як всі введення інших обмоток з'єднують між собою і заземлюють разом з баком трансформатора. Випробування зазвичай починають із обмотки низької напруги. При цьому випробовується головна ізоляція трансформатора, тобто ізоляція кожної з обмоток та їх відведення від заземлених частин та інших обмоток. При випробуванні індуктованою напругою трансформатор порушується підвищеним

(зазвичай подвійним проти номінального) напругою. Так як при цьому буде збільшуватися пропорційно напрузі індукція головного магнітного потоку, то щоб уникнути небезпечного для живильної обмотки підвищення намагнічує струму індукцію знижують підвищенням частоти (до 100-250 Гц).

При випробуванні індуктованою напругою випробовується так звана поздовжня ізоляція обмоток, тобто їх міжвиткова, міжшарова і міжкатушкова ізоляція. Схема випробування індуктованою напругою показана на рисунку. нову конструкцію ізоляції.

Трансформатори всіх класів напруги піддаються випробуванням стандартним повним грозовим імпульсом 1,2/50 мкс та стандартним зрізаним грозовим імпульсом (при передрозрядному часі) 2-5 мкс, а на вимогу замовника стандартним комутаційним імпульсом 250/2500 м. Трансформатори 500, 750 та 1150 кВ піддаються одногодинним випробуванням з вимірюванням інтенсивності часткових розрядів. Застосування обмежувачів перенапруг (ГНН) дозволяє знизити випробувальну напругу, дає можливість зменшити ізоляційні відстані та масу трансформаторів.

До списку статей

Зварювальний трансформатор робимо самі

Загальні питання виготовлення зварювальних трансформаторів

Зварювальний апарат – бажане придбання для будь-якого господарства. Переваги ручного електрозварювання очевидні і безперечні: простота в користуванні, найширша сфера застосування, висока продуктивність і надійність з'єднань - і все це при можливості роботи практично скрізь, де є електромережа. Проблем із вибором та придбанням зварювальних апаратів сьогодні начебто не існує. У продажу з'явилося чимало побутових та професійних зварювальних апаратів промислового виготовлення. Навперебій пропонують свою продукцію і всілякі кустарні майстерні та умільці. Та ось тільки ціни на фабричні апарати «кусаються», як правило, у кілька разів, перевершуючи нинішній середньомісячний заробіток. В основному саме ця сумна невідповідність між власним достатком і ціною завжди змушує багатьох людей братися за зварювання власними руками.

Замовити зварювальний трансформатор

У сучасній літературі можна зустріти чимало матеріалу зі зварювальної справи. В останні роки ряд статей, присвячених удосконаленню та розрахунку елементів зварювальних трансформаторів. Я пропоную найголовніше: як і з чого в домашніх умовах виготовити зварювальні трансформатори. Всі описані надалі схеми зварювальних трансформаторів пройшли практичну перевірку та реально придатні для ручного електрозварювання. Деякі зі схем відпрацьовувалися «в народі» протягом десятиліть і стали свого роду «класикою» самостійного «трансформаторобудування».
Як і будь-який трансформатор, зварювальний трансформатор складається з первинної та вторинної (можливо з відводами) обмоток, намотаних на великому магнітопроводі з трансформаторного заліза. Від звичайного трансформатора зварювальний відрізняє режим роботи: він працює у дуговому режимі, тобто. у режимі практично максимально можливої потужності. А звідси і сильні вібрації, інтенсивне нагрівання, необхідність застосування дроту великого перетину. Запитується такий трансформатор від однофазної мережі 220-240 В. Вихідна напруга вторинної обмотки в режимі холостого ходу (х.х.) (коли до виходу не підключене навантаження) у саморобних зварювальників лежить, як правило, в межах 45-50 В, рідше до 70 В. Взагалі, вихідні напруги для промислових зварювальних агрегатів обмежені (80 для змінного, 90 для постійної напруги). Тому великі стаціонарні агрегати мають виході 60-80 У.

Основною потужністю зварювального трансформатора прийнято вважати вихідний струм вторинної обмотки у дуговому режимі (режимі зварювання). При цьому електрична дуга горить у зазорі між кінцем електрода і металом, що зварюється. Величина зазору 0,5 ... 1,1 d (d - Діаметр електрода), вона підтримується вручну. Для переносних конструкцій робочі струми становлять 40-200 А. Зварювальний струм визначається потужністю трансформатора. Від вихідного струму зварювального трансформатора залежать вибір діаметра електродів, що використовуються, і оптимальна товщина зварюваного металу.
Найбільш поширеними є електроди зі сталевими прутами 3 мм («трійка»), для яких потрібні струми 90-150 А (частіше 100-130 А). В умілих руках «трійка» горітиме і при 75 А. При струмах, більших 150 А, такі електроди можна застосовувати для різання металу (тонкі листи заліза 1-2 мм можна різати і при менших струмах). Працюючи електродом 3 мм через первинну обмотку трансформатора протікає струм 20-30 А (частіше близько 25 А).
Якщо вихідний струм нижче необхідного, то електроди починають «липнути» або «клеїтися», приварюючись кінчиками до металу, що зварюється: так, звірячий трансформатор починає працювати з небезпечним перевантаженням в режимі короткого замикання. При струмах більше допустимих електроди починають різати матеріал: так можна зіпсувати весь виріб.
Для електродів із залізним стрижнем 2 мм необхідний струм 40-80 А (частіше 50-70 А). Ними можна акуратно зварювати тонку сталь завтовшки 1-2 мм. Електроди 4 мм добре працюють при струмі 150-200 А. Вищі струми використовують для малопоширених (05-6 мм) електродів та різання металу.
Крім потужності, важливою властивістю зварювального трансформатора є динамічна характеристика. Динамічна характеристика трансформатора багато в чому визначає стабільність горіння дуги, отже, і якість зварних з'єднань. З динамічних характеристик можна виділити крутопадаючу і пологопадаючу. При ручному зварюванні відбуваються неминучі коливання кінця електрода і зміна довжини горіння дуги (у момент запалення дуги, при регулюванні довжини дуги, на нерівностях, від тремтіння рук). Якщо динамічна характеристика крутопадаючого трансформатора, то при коливаннях довжини дуги відбуваються незначні зміни робочого струму у вторинній обмотці трансформатора: дуга горить стабільно, зварний шов лягає рівно. При пологопадаючій або жорсткій характеристиці трансформатора: при зміні довжини дуги різко змінюється і робочий струм, що змінює режим зварювання - в результаті дуга горить нестабільно, шов виходить неякісним, працювати з таким зварювальним апаратом вручну важко або взагалі неможливо. Для ручного дугового зварювання необхідна динамічна характеристика трансформатора, що крутиться. Пологопадаюча застосовується для автоматичного зварювання.
Взагалі в реальних умовах якось виміряти або кількісно оцінити параметри вольт-амперних характеристик, втім, як і багато інших параметрів зварювальних трансформаторів, навряд чи є можливим. Тому на практиці їх ділять на такі, що зварюють краще та працюють гірше. Коли трансформатор працює добре, зварювальники кажуть: «Варить м'яко». Під цим слід розуміти високу якість шва, відсутність розбризкування металу, дуга постійно горить стабільно, метал наплавляється рівномірно. Всі описані надалі конструкції трансформаторів реально придатні для ручного дугового зварювання.

Режим роботи зварювального трансформатора

Режим роботи зварювального трансформатора можна охарактеризувати як короткочасний повторюваний. У реальних умовах після зварювання, як правило, слідують монтажні, складальні та інші роботи. Тому трансформатор після роботи в дуговому режимі має якийсь час для охолодження в режимі холостого ходу. У дуговому режимі зварювальний трансформатор інтенсивно нагрівається, а режимі холостого ходу охолоджується, але набагато повільніше. Найгірша ситуація, коли трансформатор застосовують для різання металу, що дуже поширене. Щоб перерізати дугою товсті прути, листи, труби і т.д., при не надто високому струмі саморобного трансформатора, доводиться занадто перегрівати апарат. Будь-який апарат промислового виготовлення характеризується таким важливим параметром як коефіцієнт тривалості роботи (ПР), що вимірюється в %. Для вітчизняних заводських переносних апаратів масою 40-50 кг ПР зазвичай не перевищує 20%. Це означає, що зварювальний трансформатор може працювати в дуговому режимі не більше 20% загального часу, решта 80% він повинен перебувати в режимі холостого ходу. Більшість саморобних конструкцій ПР слід приймати ще менше. Інтенсивним режимом роботи трнасформатора будемо вважати такий, коли час горіння дуги того ж порядку, що і час перерв.
Саморобні зварювальні трансформатори виконують за різними схемами: на П- і Ш-подібних магнітопроводах або тороїдальні, з різними комбінаціями розташування обмоток Схема виготовлення трансформатора і кількість витків майбутніх обмоток головним чином визначаються магнітопроводом, що є в розпорядженні. Надалі у статті будуть розглянуті реальні схеми саморобних трансформаторів, матеріали для них. Зараз визначимо, які обмотувальні та ізоляційні матеріали нам знадобляться.

Враховуючи високі потужності, для обмоток трансформаторів застосовують відносно товстий провід. Розвиваючи під час роботи значні струми, будь-який зварювальник поступово нагрівається. Швидкість нагрівання залежить від ряду факторів, найважливішим з яких є діаметр або площа поперечного перерізу дротів обмоток. Чим товстіший провід, тим краще він пропускає струм, тим менше він нагрівається і, нарешті, тим краще він розсіює тепло. Основною характеристикою є щільність струму (А/мм2): що стоїть щільність струму у проводах, тим інтенсивніше відбувається розігрів трансформатора. Обмотувальні дроти можуть бути мідними або алюмінієвими. Мідь дозволяє використовувати в 1,5 разів більшу щільність струму і менше гріється: первинну обмотку краще намотати мідним дротом. У промислових апаратах щільність струму вбирається у 5 А/мм2 для мідного проводу. Для саморобних варіантів задовільним результатом можна вважати 10 А/мм2 для міді. Зі збільшенням щільності струму різко прискорюється нагрівання трансформатора. В принципі, для первинної обмотки можна використовувати провід, через який потече струм із щільністю до 20 А/мм2, але тоді трансформатор нагріється до температури 60 ° С вже після використання 2-3-х електродів. Якщо ви вважаєте, що зварювати вам доведеться небагато, нешвидко, і найкращих матеріалів у вас все одно не знайдеться, то можна первинну обмотку намотати дротом і з сильним навантаженням. Хоча це, звісно, неминуче зменшить надійність апарату.

Крім перерізу, іншою важливою характеристикою дроту є спосіб ізоляції. Провід можна покрити лаком, намотати в один або два шари нитки або тканини, які, своєю чергою, просочити лаком. Від типу ізоляції залежить надійність обмотки, її максимальна температура перегріву, вологостійкість, ізоляційні якості (див. таблицю). Найкращою є ізоляція зі склотканини, просоченої теплостійким лаком, проте дістати такий провід складно, а якщо купувати, то коштуватиме він недешево. Найменш бажаним, але найдоступнішим матеріалом для саморобок є звичайні дроти ПЕЛ, ПЕВ 1,6-2,4 мм у простій лаковій ізоляції. Такі дроти найбільш поширені, їх можна зняти з котушок дроселів, трансформаторів устаткування, що відслужило. Обережно знімаючи старі дроти з каркасів котушок, необхідно стежити за станом їх покриття та злегка пошкоджені ділянки додатково ізолювати. Якщо котушки з проводом були додатково просочені лаком, їх витки між собою склеїлися, і при спробі роз'єднання затверділа просочення часто зриває і власне лакове покриття дроту, оголюючи метал. У поодиноких випадках, за відсутності інших варіантів «саморобники» намотують первинні обмотки навіть монтажним дротом у хлорвінілової ізоляції. Його недоліки: зайвий обсяг ізоляції та погане тепловідведення.

Якість укладання первинної обмотки трансформатора завжди слід приділяти найбільшу увагу. Первинна обмотка містить більше витків, ніж вторинна, щільність її намотування вище, вона більше гріється. Первинна обмотка знаходиться під високою напругою, при її міжвитковому замиканні або пробої ізоляції, наприклад, через вологу, що потрапила, вся котушка швидко «згорає». Як правило, відновити її без розбирання всієї конструкції неможливо.
Вторинну обмотку намотують єдиним або багатожильним дротом, переріз якого забезпечує необхідну щільність струму. Існує кілька способів вирішення цієї проблеми. Перший можна використовувати монолітне проведення перетином 10-24 мм2 з міді або алюмінію. Такі дроти прямокутного перерізу (зазвичай звані шиною) використовують для промислових зварювальних трансформаторів. Однак у більшості саморобних конструкцій провід обмоток доводиться багато разів протягувати через вузькі вікна магнітопроводу. Спробуйте уявити, як це зробити приблизно 60 разів з твердим мідним проводом перетином 16 мм2. У цьому випадку краще віддати перевагу алюмінієвим дротам: вони набагато м'якші, та й коштують дешевші. Другий спосіб - намотати вторинну обмотку багатожильним проводом відповідного перерізу у звичайній хлорвінілової ізоляції. Він м'який, легко укладається, надійно ізольований. Щоправда, шар синтетики займає зайвий об'єм у вікнах та перешкоджає охолодженню. Іноді для цих цілей використовують старі багатожильні дроти у товстій гумовій ізоляції, які застосовують у потужних трифазних кабелях. Гуму легко видалити, а замість неї провід обмотати шаром якогось тонкого ізоляційного матеріалу. Третій спосіб - можна виготовити вторинну обмотку з декількох одножильних проводів - приблизно таких, якими намотана первинна обмотка. Для цього 2-5 проводів 1,6-2,5 мм акуратно стягують разом скотчем і використовують як один багатожильний. Така шина з декількох проводів займає невеликий об'єм і має достатню гнучкість, що полегшує її укладання. Якщо ж потрібний провід дістати важко, то вторинну обмотку можна виготовити з тонких, найбільш поширених проводів ПЕВ, ПЕЛ 0,5-0,8 мм, хоча для цього доведеться витратити годину-другу. Для початку потрібно вибрати рівну поверхню, де жорстко встановити два кілочки або гачка з відстанню між ними, що дорівнює довжині дроту вторинної обмотки 20-30 м. Потім між ними протягнути без прогину кілька десятків жил тонкого дроту, вийде один витягнутий пучок. Далі один з кінців пучка від'єднати від опори і затиснути в патрон електро- або ручного дриля. На невеликих оборотах весь пучок у трохи натягнутому стані, закручується в єдиний провід. Після скручування довжина дроту трохи зменшиться. На кінцях багатожильного дроту, що вийшов, потрібно акуратно обпалити лак і зачистити кінчики кожного проводка окремо, а потім надійно спаяти все разом. Після всього провід бажано ізолювати, обмотавши його по всій довжині шаром, наприклад скотчу.
Для укладання обмоток, кріплення дроту, міжрядової ізоляції, ізоляції та кріплення магнітопроводу знадобиться тонкий, міцний та теплостійкий ізоляційний матеріал. Надалі буде видно, що в багатьох конструкціях зварювальних трансформаторів об'єм вікон магнітопроводу, в які необхідно укладати кілька обмоток товстими проводами, дуже обмежений. Тому в цьому «життєво важливому» просторі магнітопроводу доріг кожен міліметр. При мінімальних розмірах сердечників ізоляційні матеріали повинні займати якнайменший обсяг, тобто. бути якомога тоншим і еластичним. Поширену ПХВ ізоленту можна виключити відразу з застосування на ділянках трансформатора, що гріються. Навіть при незначному перегріві вона стає м'якою і поступово розповзається або продавлюється дроти, а при значному перегріві плавиться і піниться. Для ізоляції і бандажа можна використовувати фторопластовые, скло- і лакотканевые кіперні стрічки, а між рядами - стандартний скотч. Скотч можна віднести до найзручніших ізоляційних матеріалів. Адже маючи клейку поверхню, малу товщину, еластичність, він досить теплостійкий і міцний. Тим більше, що зараз скотч продається майже скрізь на котушках різної ширини та діаметрів. Котушки малих діаметрів якнайкраще підходять для протяжки через вузькі вікна компактних магнітопроводів. Два-три шари скотчу між рядами дроту практично не збільшують обсяг котушок.

І нарешті, найважливіший елемент будь-якого трансформатора - магнітопровід. Як правило, для саморобок використовуються магнітопроводи старих електроприладів, які до того нічого спільного зі зварювальним трансформатором не мали, наприклад, великі трансформатори, автотрансформатори (Латри), електродвигуни. Найбільш важливим параметром магнітопроводу є його площа поперечного перерізу (S), яким циркулює потік магнітного поля. Для виготовлення трансформатора підходять магнітопроводи з площею перерізу 25-60 см2 (частіше 30-50 см2). Чим більший переріз, тим більший потік зможе передавати магнітопровід, тим більшим запасом потужності має трансформатор і тим менша кількість витків містять його обмотки. Хоча оптимальна площа перерізу магнітопроводу, найкращі характеристики при середній потужності 30 см2.
Існують стандартні методики розрахунку параметрів магнітопроводу та обмоток для схем зварювальників промислового виготовлення. Однак для саморобок ці методики практично не придатні. Справа в тому, що розрахунок згідно зі стандартною методикою ведеться для заданої потужності трансформатора, причому тільки в одному варіанті. Для неї окремо розраховують оптимальне значення перерізу магнітопроводу та кількість витків. Насправді, площа перерізу магнітопроводу для тієї ж потужності може бути в дуже широких межах. Зв'язку між довільним перетином та витками у стандартних формулах немає. Для саморобних зварювальних трансформаторів зазвичай використовують будь-які магнітопроводи, і зрозуміло, що знайти сердечник з «ідеальними» параметрами стандартних методик практично неможливо. На практиці доводиться підбирати витки обмоток під існуючий магнітопровід, виставляючи цим необхідну потужність.
Потужність зварювального трансформатора залежить від низки параметрів, врахувати які у звичайних умовах неможливо. Однак найважливішими серед них є кількість витків первинної обмотки та площа перерізу магнітопроводу. Співвідношення між площею та кількістю витків і визначатиме робочу потужність. Для розрахунку трансформаторів, призначених для зварювання 3-4 мм електродами та працюючих від однофазної мережі з напругою 220-230, пропоную використовувати наступну наближену формулу, отриману мною на основі практичних даних. Кількість витків N=9500/S (см2). При цьому для трансформаторів з великою площею магнітопроводу (більше 50 см2) та відносно високим ККД можна рекомендувати збільшити кількість розрахованих за формулою витків на 10-20%. Для трансформаторів, що виготовляються на сердечниках з невеликою площею (менше 30 см), можливо, доведеться, навпаки, зменшити на 10-20% кількість розрахункових витків. Крім того, корисна потужність визначатиметься ще рядом факторів: ККД, напругою вторинної обмотки, напругою живлення в мережі. (Практика показує, що мережна напруга в залежності від місцевості та часу може коливатися в межах 190-250). Важливе значення має й опір лінії електропередачі. Складаючи всього одиниці Ома, воно практично не впливає на показання вольтметра, що має великий опір, але може сильно гасити потужність трансформатора. Особливо може позначатися вплив опору лінії у віддалених від трансформаторних підстанцій місцях (наприклад, дачі, гаражні кооперативи у сільській місцевості, де лінії прокладені тонкими проводами з великою кількістю з'єднань). Тому спочатку точно розрахувати вихідний струм для різних умов, навряд чи можливо це можна зробити тільки приблизно. Намотуючи первинну обмотку, її останню частину краще виконати з 2-3 відводами через 20-40 витків. Таким чином, можна підрегулювати потужність, обравши оптимальний для себе варіант, або підлаштуватися під напругу мережі. Для отримання зварювального трансформатора більш високих потужностей, наприклад для роботи 4 мм електродом на струмах, великих 150 А, необхідно ще зменшити кількість витків первинної обмотки на 20-30%. Але слід пам'ятати, що зі збільшенням потужності зростає і щільність струму у дроті, а значить, інтенсивність розігріву обмоток. Вихідний струм можна також трохи підвищити збільшенням кількості витків вторинної обмотки, щоб вихідна напруга холостого ходу підвищилася з передбачуваних 50 до більш високих значень (70-80 В).

Включивши первинну обмотку в мережу, треба виміряти токхолостого ходу, він повинен мати велике знання (0,1-2 А). (При включенні зварювального трансформатора до мережі відбувається короткочасний, але потужний стрибок струму). Загалом струму холостого ходу. не можна судити про вихідну потужність тр: він може бути різним навіть для однакових типів трансформаторів. Проте, дослідивши криву залежності струму холостого ходу від напруги, що живить зварювальник, можна більш впевнено судити про властивості трансформатора. Для цього первинну обмотку необхідно підключити через ЛАТР, що дозволить плавно змінювати напругу на ній від 0 до 250 В. Вольт-амперні характеристики трансформтора в режимі холостого ходу при різних кількостях витків первинної обмотки показані на малюнку, де 1 обмотка містить мало витків; 2 - трансформатор працює при максимальній своїй потужності; 3, 4 - помірна потужність. Спочатку крива струму порожня, майже лінійно зростає до невеликого значення, потім швидкість зростання збільшується - крива плавно загинається вгору, після чого слідує стрімке збільшення струму. Коли прагнення струму до нескінченності відбувається до точки робочої напруги 240 В (крива 1), то це означає, що первинна обмотка містить мало витків, і її необхідно домотати (треба враховувати, що зварювальний трансформатор, включений на напругу без ЛАТРа, буде споживати струм приблизно на 30% більше). Якщо точка робочої напруги лежить на згині кривої, то трансформатор видаватиме свою максимальну потужність (крива 2, струм зварювання порядку 200 А). Криві 3 і 4 відповідають випадку, коли трансформатор має ресурс потужності та незначний струм холостого ходу: більшість саморобок орієнтовані на цей випадок. Реально струми холостого ходу є різними для різних типів зварювальних трансформаторів: більшість лежить в інтервалі 100-500 мА. Я не рекомендую встановлювати струм неодруженого ходу більше 2 А.

До списку статей

Зварювальний трансформатор

Зварювальний трансформатор

Б.М. Дубінін, м.Новояворівськ, Львівська обл.

Багато радіоаматорів, саморобів, раціоналізаторів та інших користуються електрозварюванням. Але придбати компактний зварювальний апарат промислового виробництва складно, та й не всім він по кишені. Наводжу короткий опис виготовлення та спрощені розрахунки зварювального трансформатора (СТ). Деякі теоретичні засади. Зварювальний трансформатор може виготовити особу, яка має деякий досвід у намотуванні обмоток електромашин-трансформаторів.
Спочатку необхідно з'ясувати максимальний діаметр електродів для зварювання. Від максимального діаметра електродів, що застосовуються, залежатиме потужність СТ.

Оскільки зварювання буде на змінному струмі, то знадобляться електроди для змінного струму.

Визначаємо зварювальний струм, тобто. струм у вторинній обмотці СТ за максимальним діаметром застосовуваного електрода I2 = 30Де,

де I2 - Струм у вторинній обмотці W2 СТ, А; 30 - щільність струму, А/мм2; Де - Діаметр електрода.

Перетин дроту (мм2) вторинної обмотки СТ

SW2 = 12/1пл,

де Iпл - густина струму, А/мм2 (для алюмінію 2,5 А/мм2, для міді 5 А/мм2).

Потужність СТ (Вт)

Рст = I2U2,

де U2 - напруга вторинної обмотки W2, B.

Для однофазного СТ оптимальна напруга U2 = 50 B.

Поперечний переріз магнітопровід СТ, см2

Sмаг = (Рст)1/2.

Кількість витків на 1 ст.

N = К/Sмаг,

де К - коефіцієнт (45).

Струм у первинній обмотці W1 СТ

I1 = Рст/U1,

де U1 - напруга мережі (зазвичай 220 В).

Перетин дроту первинної обмотки
W1, мм2 SW1 = I1/Iпл.

Кількість витків первинної обмотки W1 n1 = NU1.

Кількість витків вторинної обмотки W2 n2 = 1,05 NU2

де U2 - напруга на вторинній обмотка W2; 1,05 - збільшення витків з урахуванням втрат на 5%

Як магнітопровод можна застосувати набір пластин з трансформаторної сталі, зібраних за П-подібною формою, магнітопроводи, намотані з трансформаторної сталевої стрічки (тороїди), статори асинхронних двигунів, з Ш-подібної трансформаторної сталі і т.д.

Але найкращі характеристики Ст отримують на магнітопроводах, зібраних з пластин трансформаторної сталі формою прямокутного «вікна», так звані двострижневі магнітопроводи.

Розташування половин первинної та вторинної обмоток на двох стрижнях магнітопроводу також сприяє крутопадаючій характеристиці зварювального струму.
Первинну обмотку СТ намотують з двох котушок, які розташовують на двох стрижнях магнітопроводу і з'єднують послідовно (намотують в один бік і з'єднують початок з початком або кінець з кінцем).

На кожну котушку первинної обмотки намотують половину розрахункових витків первинної обмотки. Оскільки одна котушка первинної обмотки буде секціонована (для збільшення або зменшення зварювального струму), кількість витків необхідно розраховувати за напругою, вказаною на схемі.

Вторинне обмотування також намотують на двох котушках, які містять по половині витків вторинної обмотки і з'єднують послідовно. На одному стрижні магнітопроводу розташовують одну котушку первинної обмотки та одну котушку вторинної обмотки. Так само розташовують котушки на другому стрижні. При складанні СТ необхідно встановлювати котушки таким чином, щоб напрямок намотування збігався на обох стрижнях, тоді простіше робити з'єднання котушок.
Котушки первинної обмотки можна намотувати дротом круглого або прямокутного перерізу. Котушки вторинної обмотки зазвичай намотують дротом прямокутного перерізу. Провід може бути як мідний, так і алюмінієвий.

Намотані котушки необхідно просочити просочення лаком і висушити в спеціальній печі. Якщо Ви збираєтеся мотати котушки в домашніх умовах та проводом у паперовій ізоляції, то кожен шар котушки необхідно пофарбувати нітроемальовою фарбою або лаком повітряного сушіння. Якщо у Вас є прямокутний алюмінієвий провід на вторинну обмотку у паперовій ізоляції, то паперову ізоляцію необхідно видалити. На місце її намотати нову за допомогою ескапонової, склолюдної або, у крайньому випадку, тафтяної або кіперної стрічки. Останні дві ізоляції необхідно просочити лаком, фарбою.

Котушки повинні мати хорошу корпусну ізоляцію та добре закріплені на стрижнях за допомогою дерев'яних клинів. Котушки на стрижнях мають впритул одну біля іншої, а вікно магнітопроводу має бути таким, щоб котушки, розташовані на протилежних стрижнях, не торкалися одна одної. Довжину дроту котушки можна визначити, заміривши середню довжину витка котушки і помноживши кількість витків.

Ремонт імпортних силових трансформаторів

  В.М. Палей
     Якщо трансформатор не працює, уважно огляньте його. У багатьох випадках зовнішній вигляд трансформатора та особливо його обмоток дозволяє визначити характер несправності.
Якщо каркас сильно оплавлений або видно сліди сажі або дрібні кульки розплавленої міді, серйозного ремонту не уникнути.
    Якщо ж зовнішній вигляд трансформатора не змінено, спробуйте дістатися первинної обмотки, якщо конструкція трансформатора дозволяє. Справа в тому, що за кольором проводів первинної обмотки, особливо посередині каркаса, можна визначити, наскільки трансформатор перевантажувався. Якщо трансформатор тривалий час працював у важкому режимі, його первинна обмотка змінює свій колір. В цьому випадку відбуваються порушення ізоляції обмотувального дроту, пробій між витками, оплавлення та обрив. Якщо ж колір обмотки не змінився по всій ширині, а обмотка оплавлена, це результат порушення ізоляції дроту з стихійних причин або після включення на 110 В. При цьому оплавлення котушки не відбувається.

Якщо ж трансформатор виходить з ладу через коротке замикання (КЗ) у вторинних ланцюгах, то, як правило, видозмінюється і вторинна обмотка. Згадані вище ознаки дозволять Вам уникнути повторного виходу трансформатора з ладу, якщо їх врахувати при ремонті.
Перш ніж приступити до розбирання трансформатора, перевірте, чи є в ньому термозапобіжник. На рис.1 показана конструкція двох найпоширеніших варіантів розташування обмоток трансформатора на каркасах. На рис.1,а показана конструкція, що дозволяє легко перевірити наявність та стан термозапобіжника. Для цього не розбираючи трансформатор, зніміть захисну ізоляцію первинної обмотки. Якщо конструкція трансформатора така, як показано на рис.1 б, тобто. висновки термозапобіжника виходять на штифти трансформатора, його можна перевірити на обрив тестером. Цей запобіжник, як правило, одноразової дії та відновлення не підлягає.

Якщо Вам вдалося відновити цілісність первинного ланцюга, спробуйте включити трансформатор у мережу через тоненький проводок, який стане запобіжником у разі КЗ. Якщо трансформатор сильно гуде і відразу гріється, його доведеться розбирати, а якщо ні - виміряйте струм холостого ходу первинного кола. Для хороших трансформаторів на 200-300 Вт він дорівнює 20-40 мА, а для "видавлених" малопотужних до 80-90 мА. У потужних трансформаторів на 200-300 Вт цей струм може бути 300-350 мА.

Якщо розбирання трансформатора потрібна, звільніть його від усієї арматури, і, якщо пластини не зварені, як показано на рис.2, спробуйте акуратно вибити пластини з каркаса. Якщо вони виявляться склеєними, не гнить пластини і не ламайте - це не допоможе, особливо якщо вони тонкі. В цьому випадку сердечник досить добре нагріти і легко розібрати. Якщо трансформатор малогабаритний, його можна нагріти, поклавши на гарячий паяльник на 15-20 хв, а якщо на паяльнику прогріти сердечник до 130-150 ° С не вдається, нагрійте його на електроплиті або принаймні на перевернутій прасці. При цьому перевіряйте жорсткість компаунду, яким склеєний трансформатор і не бійтеся за каркас: такі температури він легко витримує. Слід зазначити, що у такий спосіб можна легко розібрати феритові склеєні сердечники, зокрема й броньові типу СБ, хоча останніх, особливо вітчизняного виробництва, каркас може деформуватися.

Якщо ж трансформатор зварний, як показано на рис.2, не засмучуйтесь. Ваше завдання в більшості випадків спрощується або принаймні можна розв'язати: ножівкою по металу, як показано на рис.3, зробіть пропили по шву електрозварювання. Причому для сердечника на рис.3, а досить зробити один пропил і перемичку відігнути, а для сердечника на рис.3, краще зробити пропили з обох боків. Це займе не більше часу, ніж нагріти трансформатор. Якщо після розпилювання зварювальних швів котушку із сердечника не зняти, не стукайте по ньому сильно, його краще прогріти, як було сказано вище. Ну і ось Ви, нарешті, розібрали трансформатор, не пошкодивши пластин та зберігши їх усі до єдиної! Це важливо особливо для мініатюрних сердечників. Якщо у Вашому трансформаторі конструкція котушки, як показано на рис.1,а, приступайте до розмотування первинної обмотки. Не можу порадити зрізати обмотку з наступним намотуванням «до заповнення каркаса». Це найпростіший шлях, але часто він призводить до неприємних наслідків, особливо якщо це серйозна апаратура. А якщо конструкція котушки як на рис.1,6, і каркас не розсунути внаслідок оплавлення, не докладайте великих зусиль. Вони зламаються і все одно їх не розібрати. Змотайте вторинну обмотку, порахуйте витки, а потім по периметру ножівковим полотном по металі в місцях, показаних на рис.1,6, пропиліть каркас вторинної обмотки і видаліть його, залишивши на місці щічки каркаса, маючи на увазі, що каркас відновлювати немає жодної необхідності: достатньо між первинною та вторинною обмотками прокласти хорошу ізоляцію. До того ж у Вас з'явиться запас по вікну за рахунок товщини віддаленого каркаса. Далеко не завжди вдається в один провід розмотати обмотку, що спеклася. Та в цьому немає потреби. Навіть якщо Ви розмотуватимете по 1-2-5, 10-100 витків і записуватимете їх кількість, щоб потім підсумувати при 2500-3500 витків, Ви помилитеся не більше ніж на 100 витків, що радикально не вплине на роботу трансформатора. Але якщо у вас виникли сумніви, кількість витків первинної обмотки краще збільшити на 100, ніж зменшити на 50.

Однак при розбиранні малопотужного трансформатора може виявитися, що первинна обмотка була намотана у два дроти (зазвичай різного кольору емалі). Вважати витки в цьому випадку необхідно за їх реальною кількістю, а при наступному намотуванні в два дроти не забудьте встановити лічильник на половину значення. Такі трансформатори застосовують у дуже дешевій апаратурі, і такий спосіб намотування здешевлює її ще більше, чого не можна сказати про надійність. Проте спроби намотати такий трансформатор в один провід найчастіше не виправдані. Мало того, під час намотування котушки у два дроти, їх потрібно укладати якомога ближче один до одного, для чого я використовую шматочок поліхлорвінілової трубки можливо меншого діаметру, як показано на рис.4. У цьому збільшується межвитковая ємність обмотки, що зумовлює деякому збільшення реактивного опору, тобто. до зменшення струму холостого ходу, який у подібних трансформаторах і так близький до критичного.

У таких трансформаторах потрібно дуже уважно підходити до вибору діаметра обмотувального дроту: при меншому діаметрі трансформатор не видає початкової потужності, тому перевантажується і перегрівається, а при більшому діаметрі зменшується опір первинного ланцюга, що призводить до збільшення струму холостого ходу, трансформатор також перегрівається і виходить з ладу. Хотілося б відзначити, що завжди ремонту трансформаторів прагнете використовувати вітчизняні обмотувальні дроти. Їх емалеве покриття істотно міцніше і надійніше за імпортні. Тепер Ви намотали всі обмотки, і вони вмістилися в каркасі. Залишилося тільки зібрати сердечник. Найпростіше зібрати зварний сердечник, який Ви не деформували при розпилюванні. Заберіть задирки на ньому і з'єднайте із застосуванням епоксидної смоли. Щоб не утворилося магнітних зазорів, затисніть сердечник у лещата до закінчення полімеризації компаунда.

Якщо Ви збираєте трансформатор «вперекришку», то перед закінченням збирання, коли пластини входять ще не дуже туго, вставте дві пластини в одному напрямку, як показано на рис.5. Тоді в кінці складання, коли пластини вже важко входять вздовж каркаса, Ви їх порівняно легко можете вставити між односторонніми пластинами, не ризикуючи пошкодити каркас та обмотку. І лише після цього встановлюйте перемички.

Від малопотужного трансформатора у Вас не повинно залишитися жодної «зайвої» пластини, ні перемички. Це призводить до різкого підвищення струму холостого ходу. Перевірте трансформатор без навантаження на відповідність напруг і особливо струму холостого ходу і лише після цього збирайте арматуру, зберігши взаємне розташування кріпильних елементів та висновків трансформатора. Привабливим є ремонт силових трансформаторів мікрохвильових печей, які крім магнітних шунтів практично не відрізняються від звичайних, але їхній ремонт можливий тільки при виготовленні жорстких і точних розбірних каркасів для намотування котушок, що навряд чи доступне широкому колу радіоаматорів, а до того ж виготовлення такого каркасу. ремонту одного трансформатора (з огляду на їхню широку номенклатуру) навряд чи економічно виправдано.

Нарешті, про «підводні камені» при роботі з тонкими обмотувальними проводами. Кому не відомі явища обриву дроту під час намотування котушки або нестачі дроту. Не засмучуйтесь. Нічого страшного. Якщо це обмотка силового трансформатора, намотана в навал, з'єднайте провід методом пайки і продовжуйте намотування. Попередньо ізолюйте місце з'єднання, як показано на рис.6, ізоляційним матеріалом, причому краще конденсаторним папером, за товщиною, що співвідноситься з діаметром дроту. При необхідності папір можна прокласти кілька шарів. В крайньому випадку використовувати звичайний якісний писчий папір, краще крейдований. Подбайте про те, щоб місце з'єднання вийшло на котушці не з боку вікна сердечника, а з торця: це позбавить Вас зайвої проблеми розміщення обмотки у вікні. Якщо це: високовольтна котушка a (наприклад, котушка запалення або обмотка ТВС, ТДКС), то додатково потрібно обов'язково позбутися гострих виступів місць пайки.

Якщо Ви спробували, то напевно зустрілися ще з одним неприємним явищем: тонкий дріт не так просто акуратно спати. Місце паяння виходить неміцним і найчастіше точковим. Але й у цьому випадку є простий вихід. Враховуючи те, що зазвичай трансформатори містять кілька тисяч витків, можна дозволити собі перевитратити кілька десятків сантиметрів дроту. Складіть два кінці обірваного дроту разом і наберіть кілька петель, як показано на рис.7, а. Такий пучок вже відчувається в руках і можна скрутити (рис.7,6). Тепер прокрутіть сформований пучок між пальцями, притримуючи обмотувальний провід, дещо відступивши вниз по рис.7,б, і Ви отримаєте красиве рівномірне скручування обмотувального дроту, яке легко залудити. Потім зайве скручування обріжте і сформуйте місце з'єднання, як показано на рис.7, ст. Але майте на увазі, що з'єднавши таким способом провідник товщиною 0,2 мм і більше, подбайте про те, щоб пайкою були з'єднані завитки скручування, інакше при зовні красивій пайці дроту можуть залишитися ізольованими один від одного: провід глибоко в завитках не залужений.
І останнє. Якщо Ви мотали обмотку в два дроти, застосуйте принцип: "сім разів відміряй, ...". Ви повинні бути абсолютно впевнені, що початок одного провідника з'єднаний з кінцем іншого, тільки після цього можна випробовувати трансформатор.

До списку статей

Провід для обмоток трансформаторів

Провід для обмоток котушок та трансформаторів.

А. П. Кашкаров, м. Санкт-Петербург

Для виготовлення трансформаторів та дроселів використовуються спеціальні обмотувальні дроти. Про основні типи таких дротів вітчизняного та зарубіжного виробництва розказано у цій статті.

Вітчизняні обмотувальні дроти

Найбільшого поширення набули обмотувальні дроти в емалевій ізоляції на основі високоміцних синтетичних лаків з температурним індексом (ТІ) у діапазоні 105…200. Під ТІ розуміється температура дроту, коли він його корисний ресурс щонайменше 20000 год.

Мідні емальовані дроти з ізоляцією на основі масляних лаків (ПЕЛ) випускаються з діаметром жили 0,002...2,5 мм. Такі дроти мають високі електроізоляційні характеристики, які практично не залежать від зовнішнього впливу підвищених температур і вологості.

Проводам типу ПЕЛ властива велика залежність від зовнішнього впливу розчинників щодо проводів з ізоляцією на основі синтетичних лаків. Обмотковий провід ПЕЛ можна відрізнити від інших навіть за зовнішньою ознакою - емальове покриття за кольором близько до чорного.

Мідні дроти типів ПЕВ-1 та ПЕВ-2 (випускаються з діаметром жили 0,02…2,5 мм) мають полівінілацетатну ізоляцію та відрізняються золотистим кольором. Мідні дроти типів ПЕМ-1 і ПЕМ-2 (з тим самим діаметром, як і ПЕВ) і прямокутні мідні провідники ПЕМП (перетином 1,4...20 мм2) мають лаковану ізоляцію на полівінілформальовому лаку. Індекс «2» у позначенні проводів ПЕВ і ПЕМ характеризує двошарову ізоляцію (підвищеної товщини).

ПЕВТ-1 та ПЕВТ-2 — емальовані дроти з температурним індексом 120 (діаметром 0,05…1,6 мм), вони мають ізоляцію на основі поліуретанового лаку. Такі дроти зручно монтувати. При пайці не потрібно зачищати лаковану ізоляцію та використовувати флюси. Досить звичайного припою марки ПОС-61 (або аналогічного) та каніфолі.

Емальовані дроти з ізоляцією на поліефірамідній основі ПЕТ-155 мають ТІ рівний 155. Вони випускаються з жилами не тільки круглого перерізу (діаметра), а й прямокутного (ПЕТП) типу з діаметром провідника 1,6-1 1,2 мм2. За своїми параметрами проводи ПЕТ близькі до розглянутих вище проводів типу ПЕВТ, але мають більш високу стійкість до нагрівання та теплового удару. Тому обмотувальні дроти типів ПЕВТ та ПЕТ, ПЕТП особливо часто можна зустріти у потужних трансформаторах, у тому числі у трансформаторах для зварювальних робіт.

Вітчизняні високочастотні обмотувальні дроти

На високих частотах застосовуються багатожильні емальовані обмотувальні дроти (літцендрати) типу ЛЕШО в шовковій одношарової ізоляції або ЛЕШД — фв подвійної шовкової ізоляції. Такі дроти складаються з пучка мідної емальованої тяганини діаметром 0,05...0,1мм і використовуються для котушок індуктивності (і дроселів). У високочастотних проводах типів ЛЕШО, ЛЕШД, ПЕЛО, ЛЕЛД, ДЕП, ЛЕПКО жили скручені з окремих емальованих дротів зменшення втрат від поверхневого ефекту ( Ефекту близькості). У табл.№1 наведено діаметри широко застосовуваних високочастотних обмотувальних проводів вітчизняного виробництва. Для непарних номерів діаметр дроту приблизно дорівнює половині суми діаметрів двох сусідніх (парних) номерів.

Позначення популярних зарубіжних обмотувальних проводів

У США та Великобританії позначення діаметрів обмотувальних дротів записується словами wire size (розмір дроту).

Наприклад, у США застосовують систему

American Wire Gauge (AWG). Також іноді США використовують систему B&S, а Великобританії — Standar Wire Gauge (SWG). У табл.2 та табл.3 наведені діаметри широко застосовуваних типів обмотувальних проводів за стандартами AWG та SWG.
Допустиме навантаження на провідники

Максимальний допустимий струм, який можна пропускати через дроти, не турбуючись за спалах або порушення контакту, визначається відповідно до табл.4. Максимальне нагрівання гумової або пластмасової (а також їх поєднань або похідних) ізоляції проводів не повинно перевищувати температури +50 градусів. Від цього температурного параметра залежить тривалість безпечного впливу
на провідник максимально допустимого струму (I_max A у табл.4)
Журнал «Електрик»

До списку статей

Трансформатори струму - базові поняття

Принцип дії трансформатора струму ґрунтується на фізичному принципі електромагнітного поля. Збільшення або зменшення струму на виході трансформатора струму, включеного в ланцюг змінного струму, може збільшуватися або зменшуватися в залежності від співвідношення між обмотками. Так, наприклад, якщо співвідношення обмоток 1:100, тобто. 100А протікає через первинну обмотку трансформатора струму, то вторинної обмотці ми можемо отримати струм 1А. Трансформатор струму є первинну і вторинну обмотки намотані на один каркас і пов'язані між собою тільки електромагнітним полем.

Трансформатори струму за призначенням поділяються на трансформатори струму для вимірювань та трансформатори струму для захисту. У деяких випадках ці функції поєднуються в одному трансформаторі струму.

Вимірювальні трансформатори струму встановлюються в ланцюгах, у яких протікає великий струм і неможливо безпосередньо підключити вимірювальні прилади. Вони служать передачі інформації вимірювальних приладів. До вторинної обмотки трансформатора струму для вимірювань підключаються амперметри, струмові обмотки ватметрів, лічильників та аналогічних приладів. Таким чином, трансформатор струму для вимірювань забезпечує:

перетворення змінного струму будь-якого значення змінний струм, який можна виміряти стандартними вимірювальними приладами.
ізолювання вимірювальних приладів від ланцюга високої напруги для безпечного їх використання.

Також важливе завдання трансформатора струму - контроль електромережі струму. Так, підключений до силового реле трансформатор, здійснює постійний моніторинг мережі, стану заземлення, захист та відключення приладів та обладнання, підключених до мережі при аварійному значенні струму. Струм, що протікає через вторинну обмотку трансформатора струму, прямо пропорційний струму, що протікає в первинній обмотці. Таким чином пряме вимірювання струму на вторинній обмотці, дозволяє опосередковано розрахувати струм первинної, тобто. великий струм ланцюга. трансформаторы тока

Захисні трансформатори струму — призначаються передачі виміряної інформації у пристрої захисту та управління. Відповідно трансформатор струму захисту забезпечує:

перетворення змінного струму будь-якого значення на змінний струм, прийнятний для живлення реле захисту або систем автоматичного захисту.
для ізолювання ланцюгів та обладнання, до яких є доступ, від ланцюга високої напруги.

Струм та напруга є основними параметрами, що характеризують режим електричного кола. Методи вимірювання та прилади, що застосовуються для оцінки цих величин, різні та залежать від роду струму, діапазону вимірюваної величини, необхідної точності, допустимого споживання потужності, форми кривої, частоти і т.д. Насамперед слід зазначити, що включення амперметра або вольтметра до досліджуваного ланцюга для вимірювання струму або напруги змінює вимірювану величину. Тому навіть при ідеально точних вимірювальних приладах отриманий результат відрізняється від значення вимірюваної величини, яке було в досліджуваному ланцюгу до включення приладу.

Список статей

Статті

Статті з трансформаторної тематики

Тороїдальний трансформатор: розширений гід з фактами, цифрами та джерелами : ККД 90-95%, низьке поле. Увімкнення та DC-блокер, екран. Чек-лист вибору та міні-розрахунок. «Плюси» та «мінуси» застосування
Від ідеї до пуску: розраховуємо трансформатор, намотуємо секції, Підключаємо галетник і діодний міст - отримуємо зручні ступені струму для АКБ. Усередині — прості формули, схема підключення, поради щодо охолодження та захисту.

Силові трансформатори З практики ремонту та конструювання — Здавалося б, про мережеві трансформатори сказано вже все чи майже все. Однак у практиці ремонту та конструювання зустрічаються дуже цікаві та неординарні ситуації, у плані практичного застосування, на яких слід зупинитися, щоб розглянути їх більш уважно.
Силові трансформатори-корисні рецепти — Все різноманіття сьогоднішньої побутової радіоапаратури має один спільний елемент, що об'єднує.
Найпростіший автотрансформатор-особливості конструкції — Зазвичай необхідно передбачити можливість регулювання напруги на навантаженні за змін напруги мережі. Якщо…
Трансформатори-терміни та визначення — Від правильного вибору та застосування трансформаторів залежить стійка та надійна робота як окремих вузлів та каскадів, так і всієї апаратури загалом. Трансформатори істотно впливають на основні електричні параметри апаратури та приладів, надійність і довговічність пристроїв, а також на експлуатаційні характеристики в умовах впливу на них підвищеної температури та інших кліматичних факторів.
Трансформатори струму -У сучасних умовах, у зв'язку з оновленням обладнання, що застаріло не лише морально, а й фізично, йде активна заміна старих трансформаторів струму на нові, що відповідають сучасним вимогам. І якщо на напругу 10 кВ вартість трансформатора струму не є визначальною під час проведення реконструкції, то зі збільшенням класу напруги картина змінюється.
Трансформатори-практика ремонту — Ремесло виготовлення трансформаторів — це нестерпна для творчої людини, яка засмучує розум рутина. Практично будь-який трансформатор можна замінити на інші схожі конструкції. Великий досвід подібних замін накопичений практиками телеремонту. Перш ніж замінити трансформатор, що вийшов з ладу, треба переконатися в його повній відмові і по можливості уточнити причину відмови.
Використання низьковольтного освітлення — переваги та недоліки використання низьковольтного освітлення при проектуванні та будівництві освітлювальних систем
Експлуатація силових трансформаторів, основні моменти - Тривалість роботи силового трансформатора безпосередньо залежить від режиму його роботи та умов обслуговування.
Трансформатори струму - Базові поняття про трансформатори струму, основна класифікація.
Класифікація та принцип роботи трансформаторів струму - у статті наводиться основна класифікація трансформаторів струму, а також дана принципова схема трансформатора струму та методика їх розрахунку
Трансформатори живлення ТАН — наведено всі дані для вибору та розрахунку трансформаторів типу ТАН
Трансформатор виявляє коротке замикання — Електрикам, які експлуатують високовольтні кабельні мережі, багато клопоту завдають замикання на землю окремих провідників. У їхньому розпорядженні тепер є простий пристрій.
Трансформатори живлення типу ТН-вид силових трансформаторів, що використовуються в радіоелектронній апаратурі, вони як і трансформатори ТА і ТАН, включаються в мережу змінного струму частотою 50Гц і напругою 127В або 220В оскільки передбачалося, що вони будуть використовуватися для ланцюгів радіоламп, вторинні обмотки цих трансформаторів ,3/5В
Трансформатор тороїдальний пристрій та конструкція - Тороїдальний трансформатор має ідеальний дизайн, на відміну від трансформаторів іншої конструкції. Фактично, перший трансформатор, розроблений Фарадеєм, був
Трансформатор живлення типу ТА - присутність на трансформаторі декількох вторинних обмоток, розрахованих на різні струми та напруги, і можливість їх послідовного та паралельного включення дозволяють отримати різні поєднання струмів та напруг на виході трансформатора. Наявність додаткових відводів у первинній обмотці дає можливість досить точно врахувати особливості мережі живлення.
Зварювальні трансформатори призначення та класифікація - представлено класифікаційну схему основних різновидів зварювальних трансформаторів, що застосовуються в сучасних контактних машинах, залежно від способу їх живлення. За цією схемою усі зварювальні трансформатори поділяються на дві основні групи: трансформатори, що перетворюють електричну енергію змінного струму частотою 50 Гц, що споживається з мережі безпосередньо під час зварювання, і трансформатори,...
Трансформатори, дроселі, індуктивності - З усього різноманіття магнітних матеріалів зупинимося на магніто-м'яких феритах, т.к. вони здатні працювати в широкому діапазоні частот.
Уніфіковані універсальні трансформатори живлення (УУТП) - призначені для живлення радіоелектронної апаратури широкого застосування від промислової мережі змінного струму напругою 220 В та частотою 50 Гц. Тільки один трансформатор серії Т5 вміщує підключення до мережі як 127, так і 220 В.
Трансформатори живлення низьковольтні - трансформатори живлення однофазні низьковольтні типу ТП8 - кліматичного виконання, напругою живлення 220В з номінальною частотою 50 Гц та напругою живлення 115/220 В з номінальною частотою 400 Гц призначені для роботи в джерелах живлення радіоелектронної апаратури. Конструкція трансформаторів показана на...
Трансформатори сигнальні узгоджувальні — є досить велика група сигнальних трансформаторів малої потужності, призначених для виконання певних функцій в електричних ланцюгах блоків, вузлів, приладів та пристроїв РЕА. До цієї групи трансформаторів можна віднести: узгоджувальні сигнальні трансформатори безперервних сигналів, імпульсні узгоджувальні сигнальні трансформатори, широкосмугові узгоджувальні сигнальні трансформатори.
Трансформатори для імпульсних джерел живлення — знаходять широке застосування різні типи трансформаторів для імпульсних джерел живлення.
Трансформатори живлення типу ТПІ- застосовуються в імпульсних пристроях електроживлення побутової та офісної апаратури з проміжним перетворенням напруги мережі живлення 127 або 220 В з частотою 50 Гц в імпульси прямокутної форми з частотою слідування до 30 кГц, виконані у вигляді модулів або блоків живлення: МП, МП- -2, МП-З, МП-403 та ін.
Трансформатори типу ТП з частотою мережі живлення 1 000 Гц — Малогабаритні низьковольтні трансформатори живлення типу ТП призначені для роботи в умовах помірно холодного клімату за температури навколишнього середовища -60…+85°С та відносної вологості повітря до 98% за температури +40°С. Трансформатори типу ТП застосовуються у пристроях електроживлення РЕА, АСС та приладів для живлення функціональних вузлів та блоків, що виготовляються на ППП та мікросхемах із застосуванням схем друкованого монтажу.
Підвищує автотрансформатор — Ступінчастий регулятор на базі трансформатора ТС-200 забезпечує регулювання напруги мережі, аналогічно функціям автотрансформатора. Тут навантаження йде мережева напруга, як добавка до якого використовується напруга з відводів вторинної обмотки трансформатора, послідовно з'єднаної з мережевими проводами.
Вибір групи та схеми з'єднань обмоток трансформаторів — Групу з'єднання обмоток силових трансформаторів вибирають так, щоб трансформатори максимально можливо відповідали таким умовам: перешкоджали виникненню вищих гармонік в електричних мережах, вирівнювали навантаження між фазами первинної обмотки при несиметричному навантаженні вторинної обмотки.
Вибір силових трансформаторів - За конструктивним виконанням трансформатори ділять на масляні, заповнені синтетичними рідинами і сухі /3/. Перші з них володіють хорошим відведенням тепла від обмоток і сердечника, хорошим діелектричним просоченням ізоляції, надійним захистом активних частин від впливу навколишнього середовища.
Класифікація трансформаторів - Малогабаритні трансформатори, що застосовуються в побутовій та офісній РЕА. класифікуються за такими головними ознаками: за умовами застосування та експлуатації, що враховують вимоги щодо стійкості до зовнішніх факторів, що впливають; за функціональним призначенням, яке визначається видами РЕА…
Трансформатори та дроселі для імпульсних джерел живлення - стаття дає відповідь на питання розрахунку трансформаторів та котушок індуктивності, у тому числі й дроселів. Читачі зможуть використовувати цю інформацію для перевірки та зміни параметрів КІ при повторенні та ремонті радіоаматорських або промислових конструкцій.
Методи перевірки імпульсних трансформаторів - Імпульсні трансформатори блоків живлення і малих розгорток виходять з ладу найчастіше через перегрівання обмоток.
Трансформатори для перетворювальних установок — у статті наводяться характеристики трансформаторів для перетворювальних установок.
Фазування обмоток трансформаторів — Добре відомо, що фаза напруги на висновках дроселя та фаза струму через його обмотку рознесені у часі на чверть періоду (нуль напруги збігається з максимумом струму і навпаки) — індуктивний елемент «крутить фазу». У трансформаторі все інакше. Хоча основу роботи трансформатора лежить закон електромагнітної індукції, щодо фаз сигналів тут усе інакше.
Трансформатори для промислових печей - електропечні трансформатори (ЕПТ) є частиною електротермічних установок (ЕТУ) - установок електропечей та електронагрівальних пристроїв, що застосовуються для отримання чорних, кольорових та рідкісних металів та їх сплавів із заданими властивостями, а також руднотермічних печей. Особливості роботи, режимів та технічних вимог виділяють ЕЛТ в окремий клас силових трансформаторів.
Автотрансформатори живлення на частоту 50 Гц - Відмінність автотрансформатора (АТ) від трансформатора полягає в тому, що АТ має всього одну обмотку, яка є одночасно і первинним, і вторинним ланцюгом. Це АТ із одним відводом. Можна виготовити АТ з декількома відводами, як зміни U1, так зміни Ун. Конструкція АТ абсолютно однакова.
Принцип роботи АТ практично не відрізняється від принципу роботи трансформатора. Розглянемо роботу АТ.
Галогенні лампи розжарювання. Основні параметри - Все про галогенні лампи-технічні параметри, способи підключення, характеристики. трансформатори для підключення галогенних ламп ...
Контроль стану трансформатора — Будь-який силовий трансформатор експлуатується роками (відомі випадки роботи трансформатора протягом 40 і більше років) у різних режимах і при різних зовнішніх впливах. Ця різноманітність не може бути представлена аналітично. Потрібна деяка система оцінки стану трансформатора, організована для підприємства.
Автотрансформатори - стаття дає порівняльний аналіз двообмотувального трансформатора та автотрансформатора, призначення автотрансформатора, методи розрахунку та підбору, схеми регулювання напруги в автотрансформаторі.
Влаштування точкового зварювання - Стаття дає уявлення про конструктивний пристрій апарату точкового зварювання, найбільш відповідного пристрою для автоматичного та напівавтоматичного зварювання невеликих металевих деталей. Основним компонентом точкового зварювання є силовий зварювальний трансформатор, дано рекомендації щодо його підбору та розрахунку.
стабілізатори напруги - Описується загальна методика підбору стабілізаторів напруги, їх основне призначення, облік поправочних коефіцієнтів при підборі потужності. Дано характеристику систем захисту стабілізатора. Вплив швидкодії стабілізатора на швидкість регулювання напруги.
Сухі силові трансформатори — Силові трансформатори є одними з найважливіших елементів електричних мереж та електроустановок. Раніше, аж до останньої третини минулого століття, в електромережах виключно використовувалися масляні силові трансформатори. Проте за останні 40 років замість них дедалі ширше стали застосовувати сухі силові трансформатори, що є одним з сучасних сучасних сучасних сучасних сучасних сучасних дослідників.
Провід для обмоток трансформаторів-Для виготовлення трансформаторів і дроселів використовуються спеціальні обмотувальні дроти. Такі дроти володіють високими електроізоляційними характеристиками, які практично не залежать від зовнішнього впливу підвищених температур і вологості.
Зварювальний апарат із двох трансформаторів- Пропонована конструкція призначена для зварювання постійним струмом і виготовлена з двох дроселів із трансформаторним залізом УШ40х80. Сумарний переріз сердечника 64 см2, що цілком достатньо для зварювального трансформатора. У конструкції використані штатні каркаси котушок та кріпильні деталі без переробки, що звело до мінімуму використання додаткових матеріалів та трудовитрат на виготовлення.
Економічне джерело світла трансформаторного типу — На основі досліджень низькочастотних (10кГц) індукційних розрядів «трансформаторного типу» було розроблено та створено експериментальні зразки індукційних безелектродних газорозрядних ламп різної потужності — від 100 Вт до 100 кВт, виконано експериментальні дослідження характеристик даних джерел світла.
Нормалізатор напруги мережі. Принципи побудови-У статті описаний загальний підхід до побудови недорогого нормалізатора напруги електричної мережі змінного струму на основі автотрансформатора з чотирма відводами, що комутуються сімісторними ключами.
Розглядається спосіб зменшення кроку перемикання за допомогою фазової вольтодобавки без зміни структури пристрою.
Тест на знання пристрою та принципу роботи трансформатора - Цікавий тест для перевірки теорії трансформаторів зі шкільного курсу
Стабільність електричної системи можна охарактеризувати як якість електроенергії. Першим кроком для оцінки стану електричної системи є збір даних від обладнання, інфраструктури та сервісної панелі. Стабільність електричної системи можна охарактеризувати як якість електроенергії. Першим кроком для оцінки стану електричної системи є збір даних від обладнання, інфраструктури та сервісної панелі.
Регульований автотрансформатор (варіак)- Невід'ємна частина будь-якої електричної лабораторії
Посібник із встановлення трансформаторів. Успішна робота трансформатора залежить від правильної установки, а також від хорошої
конструкції та виробництва. У цій статті розглядаються процедури встановлення, які слід враховувати, щоб гарантувати правильну та безпечну роботу трансформатора.
Історії про трансформатори: від випробувань та аналізу до технічного обслуговування. Вимірювання опору обмоток у трансформаторах мають фундаментальне значення для розрахунку складової втрат у провідниках l2R, розрахунку температури обмоток в кінці циклу температурних випробувань та як діагностичний інструмент для оцінки можливих пошкоджень у польових умовах.
Трансформатори розраховані на очікуваний термін служби 30 років. Необхідність заміни трансформаторів може бути визначена шляхом оцінки індивідуальних умов, але для планування довгострокової програми заміни трансформаторів необхідно визначити очікуваний термін служби активу.

Ще статті

Зменшення втрат у трансформаторному залозі

Трансформатори є невід'ємним елементом енергосистеми. Парметри трансформатора визначаються парметрами обмоткок, параметрами сердечника і параметрами охолодження. Конструкційні та інші аспекти у цій статті не розглядатимуться. Про це можна почитати у статтях Тут мова піде про матеріал сердечника трансформатора, а саме про його молекулярну будову.

Відомо, що краще залізні сердечники намагнічуються, тим менше енергії вони втрачають і тим ефективніше вони працюють. Дослідники з інституту Пола Шерера (Швейцарія) знайшли спосіб заглянути всередину залізного сердечника трансформатора. Йдеться про новаторський метод нейтронної інтерферометрії, розробленої в PSI. Це відкриває можливість спостереження магнітних доменів у процесі , як вони утворюють магнітні поля всередині залізного сердечника. Це важливий крок на шляху до розуміння того, як трансформатори працюють сьогодні та у розробці більш ефективних моделей трансформаторів у майбутньому. Не в останню чергу тому, що ЄС встановив нові цілі щодо підвищення енергоефективності у цій галузі. Дослідники повідомили про свої результати у двох дослідженнях, опублікованих в останньому випуску журналу Physical Review.

Трансформатори є незамінним елементом в енергосистемі: на підстанціях вони перетворюють напругу від низького до високого, так що електрика може поширюватися на великі відстані по високовольтних лініях електропередач, не витрачаючи багато енергії. На іншому кінці лінії електропередачі високої напруги, трансформатори зменшують напругу так, що електрика може бути підведена до побутових споживачів 230 вольт.

Тим не менш, залишається місце для покращення становища у цій галузі. Два нових дослідження командою вчених під керівництвом Крістіана Грюйзвега в PSI, проведених шляхом штучного моделювання, показують крихітні магнітні структури всередині трансформатора під час його роботи. Отримані результати сприятимуть нашому розумінню того, як функціонують сьогодні трансформатори та допомогти у розробці ефективніших моделей у майбутньому.

"Сердечник з магнітного заліза у формі кільця трансформатора є основним елементом, необхідним для перетворення напруги," пояснює Грюйзвег. Крихітні магнітні домени в межах активної зони відіграють істотну роль у цьому процесі. Магнітна орієнтація всередині кожного домену є рівномірною. Експерти називають межі між цими доменами-стінками. Якщо залізний осердя намагнічується, це призводить до переорієнтації у всіх доменах в одному напрямку на мікроскопічному рівні. Іншими словами, доменні стіни зникають.

"Вирішальним фактором для ефективного функціонування трансформатора є мобільність доменної стінки," каже Бенедикту Бец, перший автор обох досліджень та докторант у команді PSI. Це відбувається тому, що наші силові лінії несуть змінний струм із частотою 50 Гц. В результаті, залізний сердечник трансформатора є повторно намагнічений 100 разів на секунду, будучи повторно поляризована з півночі на південь і назад у швидкій послідовності. Домени, отже, відкидає назад і вперед: чим більша їх гнучкість, тим краще трансформатор виконує.

PSI технологія виглядає всередині трансформаторів

Методи, доступні досі дозволено лише опосередковане спостереження поведінкою доменної стінки. Решітка інтерферометрії нейтронів, розроблена Christian Grünzweig в PSI десять років тому в рамках своєї докторської дисертації в даний час дозволяє прямий візуалізації доменних стінок. "Ви можете думати про домени як садові ділянки, відокремлені один від одного парканами," каже Grünzweig. «Використання нейтронних ґрат інтерферометрії, тепер ми можемо побачити ці паркани-то є доменні стінки, а не сад самих ділянок.» У зображеннях вченого, отриманих методом нейтронних ґрат інтерферометрії,, доменні стінки з'являються у вигляді чорних ліній.

У дослідженні, проведеному під керівництвом Бенедиктом Беца, команда Grünzweig досліджувала те, що відбувається, коли трансформатор підключений до постійного струму, який спочатку збільшується, а потім знову знизився. У міру зростання напруги чорні лінії зникли, показуючи, що залізний сердечник був рівномірно намагнічені в одному напрямку. Тільки цьому стані робить напруга переносу ядра заліза ефективно. Після того, як напруга була згодом зменшена, лінії — і доменні стінки, які вони представляють, знову з'явилися. Це перше дослідження, послужили основою подальших досліджень.

У другому дослідженні дослідники імітували більш реалістичний сценарій, застосовуючи змінний струм. При зміні напруги та частоти змінного струму, вони виявили, що існують певні граничні значення кожного з цих параметрів, за якими доменні стінки зникли або з'явилися замерзати.

Розробка ефективних трансформаторів

"Ці ідеї не призводять безпосередньо до покращення трансформаторів", визнає Крістіан Grünzweig. "Те, що ми робимо, пропонуючи науки і промисловості новий метод дослідження." І коли він прийшов якраз у потрібний момент. Починаючи з минулого року Директива Екодизайн ЄС, яку Швейцарія також погодилися здійснити, закликав енергетичний сектор для підвищення продуктивності трансформатора. До цих пір розробка трансформаторів була більш-менш на основі спроб і помилок: чому новий трансформатор функціонує краще, ніж стара версія ніколи не була зрозуміла. Ця нова, більш точна інформація про магнітні процеси, що відбуваються в межах ядра заліза, тепер дозволить більш цілеспрямовану оптимізацію трансформаторів.

Потенціал для покращення величезний. За оцінками, великі розподільні трансформатори втрачають близько 38 терават-годин вартістю енергії щорічно на всій території ЄС — понад половину річного споживання енергії Швейцарії. Підвищення ефективності трансформатора шляхом навіть кілька відсотків призвело б до економії прирівнюючи до виробництва електроенергії кількох електростанцій.

Використання трансформатора у сонячній енергетиці

Трансформатор є дуже важливим компонентом у виробництві електроенергії на сонячних батареях. Історично трансформатори поділяються на «підвищують» або «знижують» електричну напругу, отриману на енергогенеруючих станціях з ресурсів, що не відновлюються. Трансформатори, що застосовуються в системах сонячної енергетики поділяються на розподільні, трансформатори підстанцій, розділові (для видалення вищих гармонік через мережу) та інші менш поширені види. Вони також відрізняються за типом монтажу на бетонній основі, або безпосередньо на землі. Усі трансформатори для геліосистем (надалі ТГС) мають різне призначення та їхня вартість варіюється в залежності від цього.

Улаштування систем сонячної енергетики стабільно навантажені під час роботи інвертора. Коли сонце йде, відбувається згладжування і навантаження на трансформатор зменшується і стає рівномірнішим. Через недосконалість систем регулювання часто трапляються помилки управління інверторами та геліосистеми простіше включити-вимкнути, ніж обвішувати дуже складними системами управління, але галузь ця молода і швидко розвивається і ці питання незабаром будуть вирішені.

Що стосується гармонік, у звичайному інверторі зміст гармонік не більше 1%, що практично не впливає на роботу системи. Низький рівень гармонік обумовлений відсутністю генераторів, перемикачів та захисних систем, побудованих на ключах, які можна зустріти на вітрогенераторних станціях. Основне завдання трансформатора в геліосистемі є підвищення напруги. Інвертор перетворює постійну вхідну напругу від панелі в синусоїдальну змінну напругу, яка подається на трансформатор без закидів по напрузі від незавантаженого ланцюга. ТГС працюють на стійкій напрузі, яка знаходиться в діапазоні, контрольованому інвертором. Тому стрибки напруги та навантаження на вході в трансформатор значно нижчі, ніж при роботі з вітрогенераторними установками.

трансформатор для солнечных систем (гелиосистем)

ТГС мають ще одне важливе значення крім трансформації напруги від поновлюваного джерела та передачі його в мережу, а саме гальванічна розв'язка між інвертором та мережею. Незважаючи на те, як сказано вище, рівень перешкод незначний вони існують. І таким чином забезпечується надійна стійка робота електронних пристроїв.

При виборі ТГС важливо враховувати, що потужність трансформатора повинна бути не меншою, а може і трохи більшою за потужність інвертора. Сторона низької напруги трансформатора повинна відповідати вихідному напруженню інвертора. Сторона високої напруги повинна відповідати параметрам високовольтної розподільної лінії. Необхідно враховувати інші нюанси, наприклад, ККД, тип охолодження, приєднання, запобіжники та ін.

Сонячно-генеруючі станції мають особливості у проектуванні. Оскільки найпотужніший інвертор розрахований на 500кВА, інженери конструюють 1000 кВА трансформатори на два інвертори одночасно. Причому трансформатор складається з двох окремих трансформаторів в одному блоці. Трансформатор має різні обмотки, розраховані окремий вхід від кожного інвертора. Також не рекомендуються застосовувати довгі траси кабелів від панелей до інвертора та трансформатора.
ЗАМОВИТИ ТРАНСФОРМАТОР

Обмеження на розмір інвертора є основною проблемою, через яку неможливо збільшити потужність сонячної електростанції. Спроба збільшення потужності генерації вимагає збільшення кількості інверторів в одному трансформаторному корпусі, що є досить важким завданням.

Основна проблема при проектуванні ТГС полягає у великій різноманітності геліосистем, і інженери повинні уніфікувати їх під різні за характеристиками системи. Розвиток технологій виробництва інверторів є досить повільним і це є основним обмежувачем розвитку сонячної енергетики.

Режими навантажень силових трансформаторів

Навантаження більшості трансформаторів змінюється протягом доби внаслідок змінної роботи промислових підприємств, включення освітлення в темний час доби і т.п. на ті, що залишилися в роботі), а також длявиконання поточних та капітальних ремонтів як самоТаким чином, трансформаторам не доводиться нести повне навантаження протягом усього терміну служби, внаслідок чого тривалість терміну служби збільшується.

Режим навантаження трансформаторів, з'єднаних в блок з генераторами (якщо на один трансформатор працює один генератор), визначається режимом навантаження генераторів, і такі трансформатори в більшості випадків несуть постійне за величиною навантаження протягом тривалого часу, якщо генератори працюють в основі графіка навантаження енергосистеми.

На ряді електростанцій застосовується схема укрупненого блоку, коли на один трансформатор працюють кілька генераторів. У такому випадку трансформатор може працювати з недовантаженням, якщо один із генераторів блоку не працює. У тих випадках, коли генератор приєднаний до двох трансформаторів, при виході одного з них з роботи для другого не виключена можливість навантаження. На низьких підстанціях, і навіть на станціях для трансформаторів у зв'язку з системою навантаження трансформаторів визначається переважно графіком роботи споживачів.

Найчастіше навантаження трансформаторів підстанцій не більше доби змінюється за добовим графіком, характер якого мало змінюється протягом року, лише змінюються добові максимуми за сезонами з допомогою подовження темної частини доби у зимовий час. Як правило, прийнято вважати, що навантаження визначається двома посередніми графіками - зимового та літнього робочого дня. Керуючись відомим графіком навантаження, необхідно вибирати те чи інше число паралельно працюючих трансформаторів для забезпечення їхньої економічної роботи. Типовий графік навантаження, що встановився, дозволяє розрахувати допустиме навантаження трансформатора (величину і тривалість), якщо в цьому виникає необхідність за умовами експлуатації.

Добовий графік навантаження характеризується коефіцієнтом навантажі (або заповнення графіка), що представляють відношення середовищнезваженого струму навантаження до максимального струму навантаження за

добу.Kн = I_ср\I_макс

Під максимальним струмом I _макс слід розуміти середньозважений за n годин струм навантаження більший за номінальний.