Авиационных однофазных трансформаторов

Все типы трансформаторов, вне зависимости от классификации, имеют общие основные элементы конструкции: магнитопровод и обмотки (см. рис. 1.2, а). Часть магнитопровода, вокруг которого расположены обмотки, называется сердечником (или стержнем), а часть, соединяющая сердечники – ярмом.

Обмотки трансформаторов делаются в виде катушек, расположенных коаксиально на сердечнике и имеющих длину, почти равную его длине. Катушки обмотки высшего напряжения ВН располагаются ближе к сердечнику, а низшего напряжения НН – снаружи.

Для трансформаторов с рабочей температурой не более 150 °С применяются провода, как правило, марки ПЭВ-2. В трансформаторах с рабочей температурой 200 °С и выше используются провода с кремнийорганической изоляцией, например, ПСДКТ.

Авиационные силовые трансформаторы выполняются в большинстве случаев с естественным охлаждением.

Магнитопровод авиационных трансформаторов представляет собой пакет, набранный из штампованных листов электротехнической, обычно текстурованной стали толщиной 0,35 мм и меньше, с низкими потерями (в составе стали имеется кремний до 4,5 %, увеличивающий ее электрическое сопротивление). Для уменьшения потерь на вихревые токи листы пакета стали берутся тонкими (0,15–0,2 мм) и изолированными друг от друга лаком (в теплостойком варианте – кремнийорганическим). Используются, как правило, стали марок Э44, Э330 и Э340.

По конструкции магнитопровода трансформаторы разделяются на стержневые и броневые, а по способу сочленения стержней с ярмами различают стыковую и шихтованную конструкции магнитопровода (рис. 1.3 и 1.4).

При стыковой конструкции (см. рис. 1.3, а) стержни и ярма собирают отдельно, насаживают обмотки на стержни, а затем приставляют верхнее и нижнее ярма. После сборки всю конструкцию прессуют и стягивают шпильками. Стыковая конструкция, хотя и облегчает сборку магнитопровода, не получила распространения в силовых трансформаторах из-за громоздкости стяжных устройств и необходимости механической обработки стыкующихся поверхностей для уменьшения магнитного сопротивления в месте стыка.

При шихтованной конструкции магнитопровода (см. рис. 1.3, б и 1.4) стержни и ярма собираются в переплет. Такая конструкция имеет меньшее магнитное сопротивление, но имеется некоторая сложность сборки, так как для насадки обмоток на стержни приходится расшихтовывать верхнее ярмо, а затем после насадки обмоток вновь его зашихтовывать.

Однофазные трансформаторы малой мощности выполняются, как правило, броневыми. У них магнитопровод набран из Ш-образных листов (см. рис. 1.4). Причем сердечник имеет сечение, большее, чем ярмо, так как магнитный поток в ярме почти в два раза меньше, чем в сердечнике. Обе обмотки располагаются на среднем стержне, а крайние стержни закрывают (бронируют) обмотки (рис. 1.5, а).

Однофазные трансформаторы большой мощности делаются стержневыми. Их магнитопровод набирается из П-образных листов стали. На каждом сердечнике располагаются по половине первичной и вторичной обмоток (рис. 1.5, б).

В настоящее время магнитопроводы силовых трансформаторов изготавливают из холоднокатаной электротехнической стали, у которой магнитные свойства вдоль направления прокатки лучше, чем поперек (текстурованная сталь). Эта сталь используется в виде лент, из которых изготавливают витые сердечники (рис. 1.6). Штампованные же магнитопроводы используются все реже. Этому способствует еще и то, что переход от штампованных магнитопроводов к разрезным ленточным дает экономию в расходе стали до 50 % (за счет массы магнитопровода – 25 % и исключения отходов стали при штамповке – 25 %). Помимо этого сокращается расход меди и получается экономия за счет исключения операции шихтовки при сборке трансформатора и организации механизированного производства.

По конструкции ленточные магнитопроводы бывают: броневые (рис. 1.6, а), стержневые (рис. 1.6, б), для трехфазных трансформаторов (рис. 1.6, в) и тороидальные (рис. 1.6, г). На рис. 1.6 показаны витые разрезные магнитопроводы (кроме тороидального, который обычно не разрезают).

Рис. 1.6. Ленточные витые магнитопроводы

Варианты выполнения трансформаторов на разрезных ленточных магнитопроводах приведены на рис. 1.7.

Рис. 1.7. Конструкции трансформаторов на витых ленточных магнитопроводах: а – броневая; б – стержневая двухкатушечная; в – стержневая

однокатушечная