Навигация
Сердечник импульсного трансформатора
37331
знак
0
таблиц
1
изображение
1.4 Сердечник импульсного трансформатора
Материалом для сердечников импульсного трансформаторов обычно служит листовая горячекатаная электротехническая сталь марки Э44 и холоднокатаная сталь марок Э310 и Э340 толщиной листа 0.1…0.2 мм. Также применяются специальные магнитные сплавы примерно такой же толщины. Данные материалы выпускаются в листах и в виде ленты. Они обладают повышенными магнитными качествами. В качестве изоляции между листами сердечника трансформатора служат порошкообразная окись кремния или магния и оксидная изоляция. Из-за малой толщины листов коэффициент заполнения поперечного сечения сердечника сталью в импульсных трансформаторах несколько меньше, чем в обычных, и составляет величину kз=0.8…0.9.
Из трансформаторных сталей в ИТ наибольшее распространение получила сталь 3425. Однако вследствие обычно значительного эффекта вихревых токов, особенно при малой длительности импульсов, кажущаяся магнитная проницаемость оказывается примерно на порядок меньше средней. Поэтому реальное преимущество стали 3425 по сравнению с другими электротехническими сталями состоит только в большей индукции насыщения.
При большой частоте повторения и малой длительности импульсов мощность потерь может оказаться очень большой, что приведет к трудностям с охлаждением МС. В таких случаях целесообразно применение в МС пермаллоев марок 38НС, 42НС, 50НХС, 80НХС с относительно высоким удельным электрическим сопротивлением.
Для сердечников малых импульсных трансформаторов в последнее время используют феррит. По своим магнитным свойствам ферриты относятся низкокоэрцитивным магнитным материалам, занимающим промежуточное положение между металлическими и магнитными материалами, и магнитодиэлектриками. Благодаря высокому удельному электрическому сопротивлению ферритов потери на вихревые токи в них в переменных полях при больших частотах получаются небольшими. Ферриты имеют мелкозернистую структуру, обладают значительной твердостью.
Все эти магнитные материалы пригодны для использования в ИТ. Определяющими возможность их применения факторами является допустимое приращение индукции, удельное электрическое сопротивление и толщина листов. Если эти характеристики магнитного материала соответствуют установленным критериям, то в электромагнитном отношении совершенно безразлично, какой из этих материалов будет применен в МС ИТ. Существенными являются только конструктивные и технологические факторы, определяющие ту или иную степень производительной сложности изготовления МС из тонких листов.
Особенностью конструкций малых импульсных трансформаторов является компактность их сердечника и индуктивности рассеяния и распределенной емкости. [2]
1.5 Тепловой режим импульсного трансформатора
Тепловые процессы в ИТ протекают точно также как и в силовом трансформаторе. Потери мощности в МС и обмотках преобразуется в теплоту и вызывает нагрев соответствующих частей ИТ. От мест выделения теплота под действием теплового градиента направляется к тем местам, где она может быть передана охлаждающей среде, воздуху или воде, в зависимости от способа охлаждения. Рассеивание теплоты происходит посредством лучеиспускания и конвекции.
Температура трансформатора должна быть в допустимых пределах. Так температура трансформаторного масла не должна превышать 95 градусов, температура обмоток – предельных допустимых температур для изоляционных материалов. Температура окружающего воздуха определяется условиями эксплуатации ИТ и может достигать 50 градусов. Площадь поверхности охлаждения каждого элемента конструкции, рассеивающего теплоту, должна быть достаточной для поддержания перепада температур в заданных пределах.
Главными источниками тепловыделения в ИТ являются МС и обмотки.
Теплота, выделяющаяся в МС, может передаваться как вдоль, так и поперек листов или лент. Вдоль листов благодаря высокой теплопроводимости трансформаторной стали теплота передается практически беспрепятственно. В поперечном направлении теплота передается в 5…15 раз хуже из-за относительно высокого теплового сопротивления межлистовой изоляции.
Из-за высокой частоты повторений импульсов и больших потерь на вихревые токи, ИТ обычно характеризуется большими тепловыми нагрузками поверхностей охлаждения МС.
В связи с тем, что обмотки в некоторой степени теплоизолируют МС, между ними и МС необходимо создавать охлаждающий масляный канал. По этой причине толщина изоляции между первичной обмоткой и МС оказывается, особенно в мощных ИТ, значительно большой, чем это необходимо для получения достаточной электрической прочности изоляции первичной обмотки. Это следует учитывать при конструктивном расчете ИТ. Увеличение толщины изоляции первичной обмотки имеет некоторое положительное значение, так как благодаря этому уменьшается емкость первичной обмотки. Для ИТ с небольшим коэффициентом трансформации, и особенно для понижающих напряжение ИТ, уменьшение емкости может быть важным фактором и должно учитываться при конструктивном расчете ИТ.
Вследствие значительного эффекта вихревых токов, особенно при импульсах малой длительности, основное количество теплоты выделяется в МС, и поэтому главные трудности вызывает теплоотвод именно в МС.
В целом можно констатировать, что охлаждение мощных ИТ представляет сложную техническую проблему, существенно сдерживающую применение ИТ в импульсных системах большой мощности. [2]
Похожие работы
... 2 – управляющее напряжение 2; 3 – выходной сигнал. Рисунок 3.12 – Диаграммы работы буфера управляющего напряжения. Промоделируем динамику работы всей схемы электрической принципиальной (приложение В). Реальный анализ схемы в составе импульсного источника питания в программе проектирования электронных схем не возможен ввиду использования с схеме импульсного трансформатора, модель которого в ...
... напряжения — трансформатор, питающийся от источника напряжения. Типичное применение — преобразование высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА. Применение трансформатора напряжения позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения. Импульсный трансформатор Импульсный трансформатор — это трансформатор, предназначенный для ...
... общего и специального назначения. Силовые трансформаторы общего назначения применяются на линиях передачи и распределения электроэнергии, а также в различных электроустройствах для получения требуемого напряжения. Трансформаторы специального назначения характеризуются разнообразием рабочих свойств и конструктивного использования. К этим трансформаторам относятся печные и сварочные трансформаторы, ...
... мощностью от нескольких единиц до 1 млн кВ-А и напряжением до 1250 кВ используются в сетях для распределения электроэнергии. К силовым относятся и трансформаторы малой мощности от 10 до 300 В-А, применяемые в устройствах радиотехники, промышленной электроники и автоматики. По способу охлаждения силовые трансформаторы подразделяются на масляные и воздушные; автотрансформаторы - используются для ...
0 комментариев