4 Некоторые типы трансформаторов, выпускаемых

промышленностью

4.1 Силовые трансформаторы с креплением

хомутиком

Наиболее простые модели, используются при мощностях от 3 до 40 Вт. Чаще всего имеют две вторичные обмотки, выдающие одинаковое напряжение, но могут быть и с одной обмоткой. Соединение осуществляется с помощью лепестков.

Для этих трансформаторов допустимы перенапряжения до 20%: чем меньше мощность трансформатора, тем коэффициент перенапряжения выше.

4.2 Трансформаторы со стяжками

Используются чаще всего, перекрывают диапазон мощностей от пятидесяти до сотен ватт. По мере увеличения мощности, растет и масса трансформатора, вследствие чего возникает необходимость надежно фиксировать его на шасси. Выпускают трансформаторы на вторичные напряжения: 2х9 В; 2х12 В и т.п. Схемы, геометрические размеры и цоколевка трансформаторов меняются от модели к модели. Нестандартные трансформаторы, например, с большим количеством вторичных обмоток, чаще всего выполняются по заказу. Коэффициент перенапряжения таких трансформаторов не превышает 15%.

4.3 Тороидальные трансформаторы

Такие трансформаторы по отношению к традиционным из листовой стали обладают тем преимуществом, что имеют намного меньшие объем и массу (разница может доходить до 50%). У них очень малы индукционные шумы и излучение магнитного поля. Наконец, практически отсутствуют механические вибрации, а коэфициент полезного действия весьма высок.

У тороидальных трансформаторов перенапряжение могут доходить до 25% от номинала. Недостаток их в том, что ток, возникающий при включении питания, намного больше, чем у классического трансформатора. Поэтому необходима защита схемы, выполняемая путем включения в первичную цепь плавкого предохранителя.

Как и для классических трансформаторов, существуют экранированные модели тороидальных трансформаторов, практически не излучающие магнитного поля.

4.4 Способы расположения индуктивно связанных катушек

Для обеспечения нормальной работы РЭС требуются один или не­сколько источников напряжения постоянного тока. Обычно эти источники на­зывают вторичными источниками питания (батареи и аккумуляторы относятся к первичным источникам питания), поскольку в подавляющем числе случаев они подключаются к сети переменного тока промышленной частоты 50 Гц (сети пи­тания самолетной и корабельной РЭС могут иметь частоту 400 Гц).

Рисунок 11 – Способы расположения индуктивно связанных катушек

В простейшем случае трансформатор – это две обмотки, связанные об­щим магнитным потоком (рис. 11). В некоторых трансформаторах магнитный поток замыкается по воздуху (рис. 11,а); в других – через ферромагнитный стержневой сердечник (рис. 11,6); замкнутый кольцевой (рис. 11: в, г, д) и Ш-образный (рис. 11,е). В трансформаторах часто бывает несколько обмоток (рис. 11, ж).

4.5 Сердечники для индуктивных компонентов

Металлические магнитные материалы (железо и его сплавы) применяют, в основном, в диапазоне звуковых частот. С повышением частоты потери энер­гии в металлических материалах возрастают, магнитная проницаемость умень­шается. Наиболее высокочастотный металлический материал – пермаллой (в виде лент толщиной 0,01 мм).

Сердечники трансформаторов, как правило, собраны из пластин или сви­ты из тонкой ленты. Это связано с тем, что в самом сердечнике тоже наводится ток, и, если не принять мер, этот ток окажется весьма большим. Сердечник -это, по сути дела, короткозамкнутый виток, обмотка с малым сопротивлением. В итоге сердечник будет греться, отбирать значительную мощность. А в пла­стинчатом сердечнике токи в соседних пластинах создают магнитные поля, ко­торые действуют друг против друга. В итоге общая мощность, потребляемая сердечником, резко уменьшается.

Потери в сердечнике увеличиваются с частотой, и для высокочастотных трансформаторов и катушек уже недостаточно пластинчатых металлических сердечников.

В этом случае используют ферриты. Они относятся к числу магнитоди­электрических материалов, которые имеют сравнительно высокую магнитную проницаемость μ (подобно стали) и в то же время не проводят электрический ток (в отличие от стали), являются диэлектриками. Основа магнитодиэлектри-ков – спрессованные и особым образом обработанные мельчайшие крупинки ферромагнитных веществ, изолированные друг от друга.

Ферромагнитный материал измельчают, а затем крупинки спрессовывают с помощью изолирующих смол. В каждой крупинке наводятся свои токи, их магнитные поля ослабляют друг друга, потери в сердечнике уменьшаются.

Магнитная проницаемость входит в название марки феррита. Так, на­пример, у марки 600 НН начальная проницаемость μ = 600 (проницаемость в слабых магнитных полях).Важный параметр для феррита – граничная частота. Это частота, превы­шение которой приводит к резкому увеличению потерь. Для феррита марки 600 НН f_rpaн= 1,2 МГц.

Задание 1: Проведите классификацию представленных на стенде катушек индуктивности. Замерьте величину их индуктивности. Зарисуйте схематически их внешний вид.