Трансформаторы 50 или 60 Гц обычно используютsiламинирование стали Licon, обычно вырезанный или перфорированный из листов 0,5 мм или меньше, покрытых лаком или покрытием с обеих сторон. Это приводит к желаемому подавлению или устранению вихревых токов.
Существует два основных типа однофазных трансформаторов, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Типы силовых трансформаторов 50/60 Гц.
Трансформаторы кожухового типа:Для трансформаторов меньшей мощноститип оболочкивыбран. Полученные трансформаторы имеют одну катушку, на которой размещены как первичная, так и вторичная обмотки, как показано на рисунке 1 (а). Пластины можно укладывать на разную высоту, в зависимости от требуемого класса VA. Такая высота стопы выбрана таким образом, чтобы соответствовать одной из многих запатентованных намоточных катушек. Используемые ламинаты штампуются из листа и из-за своей формы называются ламинатами «E&I». Более подробно они показаны на рисунке 2(а).
Трансформаторы лимбового типа:Ламинирование E и I становится менее экономичным по мере увеличения требуемого рейтинга VA. Открытая площадь обмотки, доступная для охлаждения, становится пропорционально меньше для больших размеров, поэтому для получения рейтинга VA требуются более крупные сердечники с большими потерями и более дорогие сердечники. Итак, для более мощных трансформаторовтип конечностивыбирается, как показано на рисунке 1(b). Полученные трансформаторы имеют две обмотки, каждая из которых несет как первичную, так и вторичную обмотки, эти обмотки соединены между собой последовательно и/или параллельно, в зависимости от необходимости. Пластины представляют собой простые прямоугольники, вырезанные из листа и сложенные, как показано на рисунке 2 (b).
Рисунок 2. Формы и укладка пластин кремнистой стали.
Номинальная мощность трансформатора, выше которой обрезанные сердечники становятся более экономичными, чем сердечники E и I, как по стоимости, так и по эффективности, составляет от 2 до 3 кВА.
Тороидальные трансформаторы:Вышеупомянутые пластины произвольно перфорированы и вырезаны из листа кремнистой стали, поэтому ориентация зерен невозможна. Существует еще один процесс, при котором ламинирующий материал изготавливается в виде полос, а металлические зерна ориентируются в направлении полосы. Затем эту полосу с ориентированными зернами сматывают в тороид, как рулон туалетной бумаги. В результате тороидальный трансформатор имеет все металлические зерна в стали, расположенные по окружности, поэтому его можно эксплуатировать при более высокой плотности потока. Это приводит к созданию более легкого, меньшего и более эффективного трансформатора. Однако материал более дорогой, и для его производства требуется специальное оборудование для намотки и челночной намотки. примеры тороидальных трансформаторов, с которыми вы, возможно, знакомы, — это трансформаторы тока и «вариационные трансформаторы» (рис. 3).
Рисунок 3. Примеры тороидального сердечника
Ядра 400 Гц:Для трансформаторов, предназначенных для использования на частоте 400 Гц (например, в аэрокосмической промышленности), потери на гистерезис кремниевой стали, характерные для применений с частотой 50 или 60 Гц, могут стать неуправляемыми, поэтому требуются материалы с более линейной кривой возбуждения (BH) и более низким гистерезисом.Сердечники из аморфной стали (металлическое стекло)обладают этими улучшенными свойствами и подходят для этих применений. При частоте 50/60 Гц потери в них составляют треть меньших, чем у обычной кремнистой стали, но они вдвое дороже.
Высокочастотные ядра:На высоких частотах (1 кГц и выше) указанные материалы не подходят из-за высоких потерь на гистерезис. Поэтому обычно выбирают ферритовый материал. Ферриты — это керамические соединения переходных металлов с кислородом, которые являются ферримагнитными, но непроводящими. Ферриты, используемые в трансформаторах или электромагнитных сердечниках, содержат оксиды железа в сочетании с соединениями никеля, цинка и/или марганца. Они имеют низкую коэрцитивную силу, что очень полезно для работы на высоких частотах.
Рисунок 4. Примеры ферритовых сердечников.
Ферритовым сердечникам можно отлить любую необходимую форму, как показано на рисунке выше.
