- •Магнитные элементы электронной техники
- •Введение
- •Глава 1 Электромагнетизм
- •Глава 2 Электромагнетизм. Процессы при перемагничивании ферромагнетиков Общие сведения
- •2.1 Единицы магнитных величин и магнитные свойства веществ
- •2.2 Строение атомов и кристаллов твердых веществ
- •2.3 Виды магнитных материалов по их магнитным свойствам
- •2.3.1. Диамагнетики
- •2.3.2. Парамагнетики
- •2.3.3 Ферромагнетики
- •2.3.4 Антиферромагнетики
- •2.4 Доменная структура и магнитная анизотропия ферромагнетиков
- •2.5. Кривые намагничивания и петли гистерезиса
- •Глава 3 Перемагничивание сердечника. Математическое моделирование. Общие сведения
- •3.1. Электрические и магнитные величины для сердечника
- •3.1.2.4. Необратимые процессы вращения самопроизвольной намагниченности.
- •3.1.2.5. Магнитная вязкость и скорость перемагничивания ферромагнетиков (не изучаем)
- •3.2. Моделирование сердечника и процессов в нем.
- •3.2.1. Методы моделирования процессов в сердечнике.
- •3.2.1.2. Эквивалентные преобразования ферромагнитных цепей (не изучаем)
- •2.2.1.4. Метод физического подобия. (не изучаем)
- •3.2.2. Основные упрощения и допущения.
- •3.2.2.1. Основные допущения при составлении моделей поля.
- •2.2.2.3. Методы численного моделирования электромагнитного поля (не изучаем)
- •2.2.2.4. Упрощенное моделирование. (не изучаем)
- •Глава 4 Трансформаторы Общие сведения
- •4.1. Трансформатор. Конструкция и принцип действия
- •4.1.1. Общие сведения
- •4.1.2. Конструкция трансформатора
- •Магнитопроводы трансформаторов
- •4.2. Типы трансформаторов
- •4.2.2.Специальные типы трансформаторов
- •4.3. Область применения трансформаторов
- •4.4. Потери и коэффициент полезного действия
- •4.6 Методика расчета трансформатора
- •Глава 6 Трансформаторные датчики. Индукционные преобразователи
- •6.1 Общие сведения
- •6.2 Трансформаторные датчики
- •6.2.1. Простейший трансформаторный датчик
- •6.3 Датчики
- •6.2.2. Датчик с перемещающимся якорем
- •6.2.3. Датчик с перемещающимся экраном.
- •6.2.4 Датчики с подвижной обмоткой
- •6.2.5. Дифференциальные трансформаторные датчики
- •6.2.6. Датчики с изменяемой площадью зазора.
- •6.2.7. Датчики с поворотной рамкой.
- •6.2.8. Датчик с распределенными магнитными параметрами
- •Глава 7 Магнитные накопители энергии - дроссели Общие сведения
- •7.1 Дроссели переменного тока
- •7.2 Сглаживающий дроссель
- •7.2.1.Применение и конструкция дросселя насыщения.
- •7.2.2 Электромагнитная и расчётная мощность сглаживающего дросселя.
- •7.4 Дроссели насыщения
- •Глава 8. Магнитные усилители (материал в методичке к лр)
- •8.1.4 Материалы магнитопроводов магнитных усилителей
- •Глава 9 Стандартизированные ряды магнитных элементов. Общие сведения
- •9.1. Унифицированные ряды шихтованных сердечников (шс).
- •9.2. Унифицированные ряды ленточных сердечников.
- •9.3. Прессованные сердечники.
- •9.4 Рекомендации по применению унифицированных рядов сердечников
- •Глава 10 Электромагниты постоянного и переменного тока Общие сведения
- •10.1 Электромагниты. Основные части электромагнитов.
- •10.2 Основные характеристики электромагнитов. Сравнение электромагнитов постоянного и переменного тока.
- •Электромагниты соленоидного типа
- •Трехфазные электромагниты.
- •Глава 11 Датчики тока и поля
- •11.1 Пояс роговского
- •11.2 Датчики тока на основе датчиков холла
- •11.2.1 Описание эффекта Холла
- •11.2.2. Датчики прямого усиления, основанные на эффекте Холла
- •11.2.3. Датчики компенсационного типа, основанные на эффекте Холла
- •Список используемой литературы
9.2. Унифицированные ряды ленточных сердечников.
Большая часть рядов предназначена для силовых трансформаторов малой мощности, некоторые одновременно используют и для согласующих, и для импульсных. Материал сердечников - холоднокатаная сталь Э3… Толщина - 0,35 мм для частоты 50 Гц, 0,08 - 0,15 мм - для частоты 400 Гц, 0,05 - 0,08 мм - для частот несколько килогерц, 0,02 - 0,05 мм - для более высоких частот. Для согласующих и импульсных трансформаторов малой мощности применяют железоникелевые сплавы тех же толщин. Для согласующих высоковольтных трансформаторов созданы и специальные ряды сердечников. Разъемные сердечники из стали, делают как методом штамповки и гибки ленты, так и методом навивки, последнее - чаще. Неразъемные сердечники и разъемные сердечники из железоникелевых сплавов делают методом навивки.
Обозначения сердечников: буква, соответствующая типу сердечника (Ш,П,О,Т), буква Л (ленточный), произведение размеров a × b (в миллиметрах), дополняемое третьим размером - h в случае вариации этого размера. Иногда добавляется и третья буква, обозначающая разновидность ряда.
Геометрия (x, y, z) и обозначения сердечников междуведомственной унификации определяются условиями, представленными в таблице 9.4.
Таблица 3.1
-
Ряд сердечников
Обозначение
x
y
z
ШЛ
ШЛ a × b
1
1 - 2
2.5
ПЛ
ПЛ a × b × h
1.25 - 1.6
1.6 - 2
1.6 - 5
ОЛ
ОЛ C/D × b
3.2
1.25 - 3.3
----
ТЛ
ТЛ a × b ×h
2.5 - 2
1.6
2 - 4
ШЛМ
ШЛМ a × b
0.6 - 0.8
0.8 - 2
1.6 - 1.9
ПЛМ
ПЛМ a × b × h
0.9
1.45
1.3 - 2.6
ПЛВ
ПЛВ a × b × h
2
2
2.5 - 5
ШЛР
ШЛР a × b
0.5
1.25 - 2.5
1.5
ПЛР
ПЛР a × b
1.15
1.25 -2.15
4
У рядов ШЛ, ОЛ, ШЛМ, ШЛР, ПЛР, как и у шихтованных сердечников, в группе варьируется размер b. У рядов ПЛ, ПЛМ, ПЛВ, ТЛ применен другой метод вариации - высоты окна h (параметра z). Шаг κζш как внутри группы, так и между группами следует обычно ряду R10, т.е. κζш=1,25; у рядов ТЛ и ПЛВ внутри группы κζш = 1,15÷ 1,2.
Ряды ШЛ, ПЛ, ОЛ и ПЛВ установлены нормалью НО.666.002, ШЛМ и ПЛМ - дополнением к ней, ТЛ - нормалью НО.666.003, ШЛР и ПЛР - нормалью НО.666.004.
Ряд ШЛ - сердечников наименьшего веса для броневых трансформаторов малой мощности нормальной и повышенной частоты создан как аналог ряда Ш - сердечников. Это можно объяснить желанием сохранить преемственность при переходе от шихтованных к ленточным сердечникам. Число типоразмеров ряда - 48 (12 наименьших размеров включены дополнительно). Мощность трансформаторов малой мощности для типовых условий при частоте 501 Гц до 1100 Вт, при 400 Гц - до 2700 Вт. Вес сердечников - от 1,5 г до 10 кг.
При использовании этого ряда была выявлена его неоптимальность, особенно для силовых трансформаторов нормальной частоты. Поэтому появился новый ряд сердечников - ШЛМ, отличающийся более узким и низким окном и специально предназначенный для малых и средних трансформаторов малой мощности наименьшего веса нормальной частоты. Он содержит 30 сердечников, весом от 20 г до 1,4 кг. Мощность - до 120 Вт.
В настоящее время предлагается также дополнительный ряд ШЛО - сердечников с увеличенной шириной окна (x ≈ 1.5, z ≈ 3,5) для трансформаторов малой мощности наименьшего веса на частоту 1000 Гц и выше. Типо размеры этого ряда - от 4 × 5 до 16 × 32 по нормали НПО.666.001.
Ряд ПЛ - сердечников наименьшего веса для стержневых трансформаторов нормальной и повышенной частоты в наибольшей степени вобрал в себя выводы по оптимизации геометрии, полученные к моменту его разработки. Так, геометрия ряда неподобна: первые группы спроектированы из условия минимального падения напряжения, остальные - из условия минимального перегрева при одной переходной группе. Такая разбивка соответствует реальному сочетанию критериев проектирования и величины мощности трансформатора в большинстве практических случаев.
Число сердечников ряда - 40, вес от 20 г до 15 кг. Мощности трансформаторов малой мощности при типовых условиях: при частоте 50 Гц - до 2600 Вт, при 400 Гц - до 7600 Вт. Этот ряд наиболее представителен по размерам и охватываем мощностям трансформаторов малой мощности.
Аналогично ряду ШЛМ специально для частоты 50 Гц разработан ряд стержневых сердечников наименьшего веса средних размеров ПЛМ. Поскольку ряд ПЛ ближе к оптимальному, чем ШЛ, ряд ПЛМ охватывает весьма узкую номенклатуру и содержит только три группы общим числом 12 типоразмеров. Вес сердечников - от 800 г до 4,5 кг, мощность трансформаторов малой мощности при типовых условиях - до 500 Вт.
Ряд ОЛ - сердечников наименьшего веса для тороидальных трансформаторов малой мощности нормальной и повышенной частоты содержит 41 сердечник весом от 3 г до 4,5 кг, мощность трансформатора - до 720 Вт при частоте 50 Гц и до 2200 Вт при 400Гц.
Такой же ряд ТЛ - сердечников для трехфазных трансформаторов малой мощности состоит из 45 сердечников весом от 40 г до 7 кг. Мощность трансформатора малой мощности при частоте 50 Гц - до 1000 Вт, при 400 Гц - до 3100 Вт.
Ряд ПЛВ - сердечников наименьшего веса для стержневых высоковольтных трансформаторов малой мощности содержит 20 больших типоразмеров. Вес - от 1,4 до 15 кг.
Ряд ШЛР - сердечников наименьшей стоимости для броневых трансформаторов нормальной частоты включает в себя 14 малых типоразмеров весом от 50 г до 1 кг, мощностью до 70 Вт.
Аналогичный ряд ПЛР для стержневых Трансформаторов малой мощности содержит 29 сердечников средних размеров весом от 100 г до 4 кг. Мощность Трансформатора малой мощности - до 520 Вт.
Для высоковольтных согласующих, в том числе достаточно мощных выходных, трансформаторов малой мощности создан специальный ряд разрезных ленточных ПЛ - сердечников наименьшего объема ведомственной нормализации. Они отличаются более широкими и высокими окнами, что необходимо для размещения высоковольтных катушек с большим удельным весом изоляции. Этот ряд приведен в таблице П1.1 в приложении 1 и включает в себя 16 сердечников весом от 200 г до 18 кг. Геометрия: x = 1,3 ÷ 2,5, y= 0,66 ÷ 2, z= 2 ÷ 9. Обозначения сердечников - ПЛ a × b × h.
Сердечники применяют не только для стержневых трансформаторов, иногда , если к этому есть причины, их сдваивают и используют для броневых сердечников. Кроме того, их собирают в броневую систему с радиально расположенными сердечниками. Подобная система получила на практике название кругового магнитопровода. Сочетания типоразмеров ПЛ - сердечников и их числа в круговых трансформаторах малой мощности приведены в таблице П1.2 приложении 1. Там же даны необходимые характеристики. Вес круговых магнитопроводов составляет от 1,5 до 100 кг.Сердечники предназначены для работы при повышенной и ультразвуковой частоте.
