27.Элементы конструкции трансформаторов и дросселей.

Каркас обмотки (катушка) для трансформаторов бытовой ей аналогичной РЭА выполняется из листовых изоляционных материалов — электрокартона, прессшпана, гетинакса и т п., а для трансформаторов специальной РЭА — из пластмасс типа АГ-4. Выбор материала каркаса опреде­ляется его стоимостью, удобством обработки, теплостой­костью и гигроскопичностью. Конструкция каркаса опре­деляется способом намотки, устройством выводов, мас­штабами производства. Намотка внавал требует примене­ния каркаса в виде катушки, а бескаркасная намотка вы­полняется на простых цилиндрических каркасах (гильзах), склеенных из кабельной бумаги. Широкое применение на­ходят склеенные и составные каркасы из листовых материа­лов, которые выполняются на более простом оборудовании, конструкции различных каркасов показаны на рис. 8-15.

Выводы от концов обмоток могут быть выполнены не­посредственно обмоточным проводом, выпущенным из катушки на необходимую длину; специальным изолированным многожильным гибким проводом МГШВ, МГШД;

специальными ленточными выводами, укрепленными внешней изоляции обмотки, а также при помощи специальных контактов, укрепленных на щечках каркаса элементах крепления сердечника.           

Стягивание сердечника маломощных трансформаторов производится металлической скобкой; сердечник более мощных трансформаторов стягивается специальными планками, при помощи болтов или стяжек. Стягивающее устройство должно обладать необходимой механической прочностью и обеспечивать прочное соединение деталей сердечника.

Защита трансформаторов и дросселей от климатических воздействий может быть осуществлена несколькими спо­собами: пропиткой обмотки или целого трансформатора обволакиванием, опрессовкой, заливкой в форму (капсулирование) и герметизацией. Наиболее эффективным, но дорогим способом защиты является герметизация. Доста­точно надежную защиту создает опрессовка термопластич­ными полиамидными и полиуретановыми смолами и за­ливка эпоксидными смолами. Пропитка и обволакивание пригодны лишь для трансформаторов, работающих в нор­мальных или близких к ним условиях. Подробные данные по выбору изоляционных материалов приведены ниже, в табл. 8-4.

Для защиты входных трансформаторов от различных наводок применяют экранирование. Экранирование от электрических полей может быть получено при располо­жении трансформатора внутри металлического футляра, надежно соединенного с «землей». Экранирование от маг­нитных полей достигается расположением трансформатора внутри футляра из магнитного материала. Действие экрана будет тем эффективнее, чем толще материал и выше его магнитная проницаемость. Экраны из электротехнических сталей не обеспечивают большого ослабления магнитного поля и получаются громоздкими и тяжелыми. Экраны из пермаллоя, даже при толщине 0,3 — 0,5 мм, ослабляют наводки почти в 100 раз. Для усиления экранирующего действия экраны делают многослойными.

Экраны должны быть выполнены так, чтобы на пути силовых линий не было стыков и швов с большим магнит­ным сопротивлением. Расстояния между стенками экрана и трансформатором должны быть не менее 5—10% наружных размеров трансформатора; крепление трансформатора к эк рану должно производиться немагнитными материалами.

Экранирование облегчается, если трансформатор имеет большие размеры и выполнен на стержневом сердечнике с двумя катушками. В некоторых случаях экраны применяют лишь для защиты обмоток от механических воздействий. Во входных трансформаторах применяют экрани­рование обмоток друг от друга, размещая между ними

незамкнутый виток из фольги, соединяемый с корпусом прибора.

28. Расчет индуктивности однослойных катушек. Рассмотрим методику расчета однослойных катушек. Из теоретической радиотехники известно след. выражение для расчета индуктивности катушки: L=L_oN²D10^-3 [мкГн] (1) , где D - диаметр окружности, образованный осевой линией активного сечения провода сплошной намотки для однослойной катушки [см](в этой формуле); N -число витков; L_{0 —} поправочный коэф-нт для однослойной катушки.

Формула справедлива для сплошной однослойной намотки из бесконечно тонкой и узкой ленты, намотанной на ребро с бесконечно тонкой изоляцией. Однако и при сплошной намотке из тонкого круглого провода погрешность расчета меньше либо равна 2-3%. Покажем расчетные размеры для однослойной катушки:

d₀ — диаметр провода в изоляции

τ — шаг намотки, т. е. расстояние между осевыми линиями смежных витков

l = τ(N-1) — длина намотки

При сплошной намотке расстояние между смежными витками опред-ся диаметром провода в изоляции d₀ и неплотностью прилегания витков друг к другу.

Влияние неплотности может быть учтено коэф-нтом неплотности альфа — отношение фактического расстояние между осевыми линиями смежных витков к такому же расстоянию при идеальном плотном придегании витков друг к другу = величине d₀. Величина альфа зависит в основном от диаметра провода. При сплошной намотке ее длина l=альфаd_o(N-1). Для катушек со значительным числом витков (N больше либо равно 50) величина l=альфаd₀N. Среднее значение коэф-нта альфа приведено в таблице.

Поправочный коэф-нт L₀ для однослойных катушек в формуле (1) опред-ся с помощью зависимости: L₀=f(l/D)

Семейство таких зависимостей приведено в книге Волгова «Детали и узлы».

Рассмотрим методику расчета индуктивности катушки при однослойной намотке с шагом, проводом круглого сечения. В том случае фактически индуктивность катушки равна:

L=L^'-2πND(A+B)10^-3 [мкГн] (2), где

L^{' —} величина индуктивности катушки, вычисленная по формуле (1), т. е. Без учета поправки на шаг намотки; А — поправочный коэф-нт, учитывающий разницу в индуктивности витка провода круглого сечения и витка тонкой узкой ленты

A=f(d₀/τ):

В — поправочный коэф-нт, учитывающий разницу во взаимной индуктивностью между действ-ыми витками и витками сплошной намотки из тонкой и узкой ленты.

В = f(N)

Соотношение (2) явл-ся достаточно точным для катушек с числом витков N больше либо равным 4. В случае, если N меньше 4 индуктивность катушки рассчитывается по простой методике, основанной на исследовании индуктивности одного витка и взаимной индуктивности между витками. Эта методика дается в книге Волгова.