§ 3.7. КОНСТРУКЦИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Трансформатор состоит из двух основных частей: магнитопровода (сердечника) и обмоток. Для значительного уменьшения потерь от вихревых токов, возникающих при перемагничивании, сердечники собирают из отдельных штампованных тонких (0,5-0,36 мм) пластин специальной трансформаторной стали, содержащей до 4—5% кремния. Эта сталь характеризуется малыми потерями от гистерезиса и большим электрическим сопротивлением. Для уменьшения потерь от вихревых токов в настоящее время пластины изолируют друг от друга тонкими оксидными пленками.
По конструкции сердечники различают стержневые (рис. 3-15, а) и броневые (рис. 3-15, б). Последние применяют, как правило, в трансформаторах малой мощности. В них магнитный поток разветвляется, поэтому боковые стержни делают с сечением, вдвое меньшим. В этих трансформаторах все обмотки размещают на среднем стержне. В современных радиотехнических установках все силовые
Рис. 3-15
Рис. 3-16
Рис. 3-17
и выходные трансформаторы имеют сердечники броневого типа. Они защищают обмотки от механических повреждений. Кроме того, при такой конструкции открытыми остаются стержни, пронизываемые половинным магнитным потоком трансформатора, что уменьшает наводки от переменного тока в близко расположенных токоведущих проводниках.
Разновидностью броневых сердечников являются сердечники однофазных трансформаторов, навитые из холоднокатаной стали (рис. 3-15, в). Такие сердечники дают экономию материалов на 15—20% по сравнению с броневыми, их применяют в трансформаторах мощностью до 500 кВА.
Сердечники трехфазных трансформаторов являются обычно стержневыми (рис. 3-16). На каждом стержне размещаются обмотки одной фазы. Обмотки трансформаторов выполняют изолированным медным проводом на специальных каркасах из картона или прессованной бумаги (прессшпана), пропитанных изоляционными маслами. В маломощных трансформаторах, применяемых в радиоэлектронике, часто применяют и бескаркасные обмотки. Их навивают в несколько слоев, тщательно изолированных друг от друга (от сердечника и от корпуса). Выводы обмоток через корпус трансформатора делают через фарфоровые изоляторы.
Сердечники и обмотки трансформаторов во время работы нагреваются. Если выделяющуюся теплоту не отводить, то изоляция обмоток быстро испортится и трансформатор выйдет из строя. Нормальным является такой режим, при котором в равные промежутки времени количества выделенной и отведенной теплоты равны. У маломощных трансформаторов такой режим обеспечивается теплообменом с окружающим воздухом самопроизвольно. У трансформаторов большой мощности теплообмен принудительный.
Для этого трансформаторы погружают в специальные баки с трансформаторным маслом (рис. 3-17). Масло забирает выделяющееся тепло и, обтекая трубки (или благодаря ребристой поверхности бака), отдает его окружающему воздуху.
