23.Типы магнитопровода дросселей и трансформаторов.

Типы магнитопровода. В зависимости от способа изготовления магнитопроводы разделяются на:

-Штампованные

-Витые или ленточные

Штампованные набираются из плоских штампованных пластин, определенной формы. Витые магнитопроводы изготавливаются из тонкой ленты, намотанной в виде спирали, витки которой прочно соединены между собой.

Достоинства штампованных магнитопроводов. Они могут быть даже изготовлены из хрупких магнитных материалов. Достоинства витых магнитопроводов заключается в полном использовании свойств текстурированных магнитных материалов, простота изготовления и незначительные расходы. Это позволяет уменьшить массогабаритные характеристики и стоимость трансформатора. Недостатком витых магнитопроводов является то, что они не могут быть изготовлены из хрупких материалов, например из некоторых специальных магнитных сплавов.

По конструкции магнитопроводы делят: броневые, стержневые, терроидальные.

Каждый из этих типов может быть выполнен из штампованных пластин или из ленты. Рассмотрим достоинства и недостатки типов конструкции магнитопроводов. При использовании магнитопроводов броневого типа обмотки располагаются на центральном стержне. Это упрощает конструкцию трансформатора, дает возможность более полно использовать окно магнитопровода обмоткой и создает частичную механическую защиту обмотки. Поэтому такие магнитопроводы используются наиболее часто. Недостатком является их повышенная чувствительность к воздействию магнитных полей низких частот. Поэтому применение этих магнитопроводов для входных трансформаторов с малым уровнем помех является нецелесообразным.

В магнитопроводах стержневого типа обмотки располагаются на двух стержнях. Это усложняет конструкцию трансформатора, но уменьшает толщину намотки, что снижает величину индуктивности рассеивания, расходы проволоки и увеличению поверхности охлаждения. Поэтому этот тип магнитопровода нашел наибольшее применение в мощных выходных трансформаторах. Стержневые магнитопроводы также целесообразно использовать для входных трансформаторов с малым уровнем помех.

Терроидальные магнитопроводы позволяют полнее использовать магнитные свойства материала и создают слабое магнитное поле, но из-за сложности процесса намотки не получили широкого применения. Для уменьшения потерь на вихревые токи штампованные магнитопроводы набираются из пластин толщиной 0,35-0,5мм, покрытых изоляцией – это может быть слой лака или оксидная пленка.

Лента для витых магнитопроводов имеет толщину от нескольких сотых до 0,35мм, также покрывается электроизолирующей и одновременно склеивающей суспензией или оксидной пленкой. Уменьшение толщины изоляции способствует уменьшению магнитопровода. Для многих типов маломощных трансформаторов изоляцией может в полнее служить слой окиси, образующийся на поверхности пластин.

24.Материалы магнитопроводов и их параметры.

Материалом для изготовления пластин или лент магнитопровода служат электротехнические стали (с повышенным содержанием кремния) или специальные магнитные сплавы, например пермаллой – это сплав никеля и железа с лигирующими добавками Mо, Cr, Si, Al.

Все материалы используемые для магнитопровода являются магнитномягкими( с узкой петлей гистерезиса).

Рассмотрим основные параметры магнитных материалов, которые оказывают наибольшее влияние на характеристики трансформатора:

1)Магнитная проницаемость. Её величина в слабых полях, т.е. в начале кривой намагничивания, являются μ₀, увеличение индукции повышает проницаемость до предела μ_max, после которой она падает, при создание в магнитопроводе постоянно подмагничевающего поля, магнитная проницаемость падает. Магнитная проницаемость в значительной степени определяет индуктивность обмотки. Рассмотрим значения магнитной проницаемости например для горячекатаной электротехнической стали Э41, Э42 ( 4% кремния, а 1%, 2% потери удельные). μ₀=350-400, а μ_max=6000-7000, для пермолоя 80НХС (80% никеля и кремния лигирующие компоненты). μ₀=18000-2500, а μ_max=40000-70000 (он значительно дороже электротехнической стали).

2)Индукция насыщения (Вт) – максимальная индукция, которую можно получить в магнитном материале. От нее зависит объем магнитопровода и уровень нелинейных искажений.

3)Потери в магнитопроводе. Определяются величиной удельных потерь в магнитном материале. Обозначается Р₀ и измеряется (Вт/кг) и указывается для определенных значений индукции и частоты. С их повышением потери увеличиваются.

4)Нелинейные искажения – создаваемые трансформаторами обусловленные нелинейностью кривой намагничивания из-за которой в токе намагничивания возникают высшие гармоники. Нелинейностью оценивается коэффициентом гармоник а₂, а₃…, представляющими собой отношение соответствующей гармоники тока намагничивания к первой гармонике с ростом постоянного подмагничивания и индукции, эти коэффициенты увеличиваются.