1. Основные сведения о маломощных трансформаторах

Маломощные трансформаторы (мощностью до 1000 ВА и наибольшим напряжением на обмотках до 1000 В) широко используют в различных отраслях промышленности. Наиболее широкое применение получили однофазные трансформаторы (в отдельных случаях 3-фазные).

Конструкция МТ должна обеспечивать его надежную работу в течение всего заданного срока службы (10000÷20000 часов и более), поэтому в зависимости от места установки к конструкции предъявляют следующие требования: высокая механическая прочность, нагревостойкость, влагостойкость, электрическая прочность, экономичность.

Относительно благоприятные условия охлаждения МТ позволяют обходиться без вентиляционных каналов в сердечнике и обмотках. Наряду с этим, из-за небольших напряжений обмоток (менее 1000 В) толщину изоляции между обмотками делают малой. Это обусловливает небольшие потоки рассеяния. Поэтому в МТ с воздушным охлаждением для частоты 50 Гц реактивная составляющая напряжения короткого замыкания в несколько раз меньше активной составляющей.

Маломощные трансформаторы обычно применяют для питания автономной нагрузки и поэтому на параллельную работу не включают. По этим причинам напряжение короткого замыкания в данном случае не является одной из исходных величин для расчета (как это имеет место в мощных трансформаторах), его определяют в конце расчета, и используют для уточнения значения напряжения на вторичных обмотках при нагрузке.

Ток холостого хода МТ велик и достигает 40÷50 % номинального значения. Это объясняется значительным влиянием повышенного магнитного сопротивления стыков магнитопровода при относительно малом пути магнитного потока по стали (по сравнению с мощными трансформаторами). Поэтому значение тока холостого хода МТ ограничивает увеличение индукции в стали, в то же время, в мощных трансформаторах значение последней лимитируется нагревом.

2. Материалы, применяемые при изготовлении мт

Магнитные материалы. К магнитным материалам, используемым для изготовления магнитопроводов МТ, предъявляют следующие требования: высокая магнитная проницаемость, малые потери на вихревые токи и перемагничивание, малая себестоимость. Для изготовления сердечников МТ в диапазоне мощности от единиц до нескольких сотен вольт-ампер в качестве магнитного материала широко используют горячекатаные и холоднокатаные электротехнические стали разных марок и толщин.

Магнитные свойства горячекатаных сталей практически одинаковы во всех направлениях проката. Холоднокатаные стали обладают меньшими удельными потерями и значительно лучшими электромагнитными характеристиками вдоль направления проката по сравнению с горячекатаными. Поэтому из горячекатаных сталей выполняют пластинчатые магнитопроводы, а из холоднокатаных – ленточные.

При расчете трансформатора на минимум стоимости следует выбирать горячекатаные стали, а на минимум массы – холоднокатаные.

С учетом наибольшего практического применения при курсовом проектировании МТ рекомендуют следующие марки сталей (в скобках указаны марки сталей по старому ГОСТу):

– при частоте 50 Гц для пластинчатых магнитопроводов – горячекатаная сталь марки 1512 (Э42) с толщиной листов 0,35 мм;

– при частоте 400 Гц для пластинчатых магнитопроводов – горячекатаная сталь марки 1521 (Э44) с толщиной листов 0,2 мм;

– при частоте 50 Гц для ленточных магнитопроводов – холоднокатаная сталь марки 3412 (Э320) с толщиной ленты 0,35 мм;

– при частоте 400 Гц для ленточных магнитопроводов – холоднокатаная сталь марки 3404 (Э340) с толщиной ленты 0,2 мм.

Обмоточные провода. При изготовлении обмоток используют обмоточные провода широкой номенклатуры. В качестве материала проволоки выбирают в основном медь, имеющую малое удельное сопротивление. Для расчета МТ рекомендуют следующие марки данных проводов:

– ПЭЛ – провод эмалированный лакостойкий, предназначен для работы при температуре до 105 °С; по стоимости – относительно дешевый, применяют в трансформаторах, которые рассчитывают на минимум стоимости; недостаток провода – малая механическая прочность его изоляции;

– ПЭВ-1 – провод, изолированный высокопрочной эмалью (ванифлекс) в один слой; применяют при напряжениях до 500 В, удовлетворяет повышенным требованиям надежности, рабочая температура до 105 °С; рекомендуют для трансформаторов наименьшей массы;

– ПЭВ-2 – аналогичный провод, но с изоляцией в два слоя; применяют при требовании большой надежности и при напряжении обмоток свыше 500 В.

Если диаметр обмоточного провода находится в пределах 0,35÷2,0 мм, то выводные концы обмоток выполняются из самого обмоточного провода, если же меньше 0,35 мм или больше 2,0 мм, то специальными проводами марок: МГШДО – при рабочем напряжении до 127 В, ПТЛ-250 – до 250 В и МГТФЛ – до 500 В.

Электроизоляционные материалы. Эти материалы применяют в трансформаторах для изоляции токоведущих частей. В зависимости от назначения изоляция бывает межобмоточной, межслоевой, межвитковой и основной (изоляция между катушкой и сердечником).

К изоляции с рабочей температурой до 105 °С (класс изоляции А указан в задании на курсовой проект) относят отдельные материалы на основе хлопчатобумажной и шелковой тканей или на основе целлюлозы, не пропитанные или пропитанные лаками.

В качестве материалов, используемых для межслоевой и межобмоточной изоляции, применяют бумаги, пропитанные изоляционным компаундом: кабельная марки K-12, телефонная КТН; конденсаторная КОН-1; пропиточная марок ЭПИ-50 и ЭПИ-63Б. Из тканевых материалов используют лакоткани марок: ЛX1, ЛХ2, ЛШ1, ЛШ2.

Материалом для каркасов катушек служат: для сборных – текстолит, гетинакс, электрокартон; для прессованных и литых – пресс-порошки К21-22, K114-35 и др.