книги из ГПНТБ / Китаев, В. Е. Трансформаторы учеб. пособие

ложение, а для ограничения токов в короткозамкнутой части об­ мотки нужно дополнительное сопротивление. В качестве дополни­ тельного сопротивления применяют реактор, обладающий относи­ тельно большой индуктивностью.

Чтобы не прекратилось электроснабжение потребителей в про­ цессе регулирования, устанавливают два переключателя и два контактора, работающих поочередно. При нормальной работе

1г

№

Рис. 123. Процесс изменения напряжения под нагрузкой!

а — ж — очередность переключения контакторов К1 и К2 и пере­ ключателей П1 и П2; I и 2 — неподвижные контакты

трансформатора подвижные контакты двух переключателей нахо­ дятся на одном неподвижном контакте (рис. 123, а); через каждый переключатель и контактор протекает ток, равный половине тока нагрузки. В верхней и нижней половинах обмотки реактора токи имеют различноенаправление, вследствие чего индуктивность ре­ актора мала и он не влияет на работу электроустановки.

Для изменения напряжения отключается один из контакторов, например К1, обесточивается цепь переключателя П1 (рис. 123,6); через переключатель П2 и контактор К2 временно протекает весь ток нагрузки. Обесточенный переключатель П1 переводится на .вто­ рой неподвижный контакт (рис. 123, в), после чего включается контактор К1 (рис. 123, г). При этом часть витков обмотки между неподвижными контактами 1 и 2 окажется замкнутой на реактор, который предназначен для ограничения токов в замкнутой цепи.

Затем отключается контактор К2, обесточивая переключатель П2 (рис. 123, д), после чего этот переключатель переводится на

170

Г Л А В А 12

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МАГНИТОПРОВОДОВ

§ 49. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЛАСТИН МАГНИТОПРОВОДОВ

Магнйтопроводы трансформаторов изготовляют из тонких пла­ стин электротехнической стали, изолированных друг от друга для уменьшения потерь от вихревых токов. Пластины вырезают из ли­ стовой стали. Отходы, образующиеся при раскрое пластин магнитопроводов крупных трансформаторов, используют для изготовления пластин магнитопроводов трансформаторов меньших габаритов.

После механической обработки стали ее магнитные свойства ухудшаются. Восстановить их можно отжигом стали. Отжиг стали является длительным и дорогостоящим процессом, требующим пе­ чей, производственных площадей и большого расхода электроэнер­ гии. Поэтому на практике отжиг стали производят только в тех случаях, когда к магнитным свойствам стали магнитопроводов предъявляют жесткие требования, например у измерительных трансформаторов тока.

Технологический процесс изготовления стальных пластин для магнитопроводов может быть различным. Покрывают изоляцией стальные листы, из которых вырезают пластины. В этом случае ме­ ханической обработке листы подвергают после нанесения изоляции и отжиг стали не применяют, так как при отжиге произойдет раз­ рушение изоляции. Если стальные листы сначала подвергают меха­ нической обработке, а затем изолируют готовые пластины, листы отжигают до нанесения на них изоляции.

К изоляции стальных листов (пластин)' магнитопроводов транс­ форматоров предъявляются ряд требований: высокая электриче­ ская и механическая прочность, большое электрическое сопротив­ ление, малая толщина, маслостойкость и теплостойкость.

Стальные листы для магнитопроводов трансформаторов мощ­ ностью до 1600 ква раньше изолировали бумагой, которой их оклеивали на специальной машине. Такая изоляция имеет невысо­ кую стоимость, но очень большим ее недостатком является относи­ тельно большая толщина бумаги и низкая теплостойкость. В неко­ торых случаях такую изоляцию применяют и в настоящее время. Бумагу для оклейки стальных листов выпускают в виде рулонов шириной 760 мм. Толщина бумаги 0,033 мм с допуском ±0,002. Од­ на сторона бумаги гладкая; при наклейке на стальные листы клей­ стер наносят на гладкую сторону бумаги.

Бумага должна ровно и прочно приклеиться по всей площади листа; образование сгустков и комков клейстера под бумагой не­ допустимо. После оклейки удаляют влагу из клейстера, для чего.

172

клееные стальные листы прогревают газовыми горелками. Плохая просушка бумаги приведет к образованию ржавчины на поверхно­ сти листов.

В настоящее время пластины магнитопроводов трансформато­ ров изолируют лаком, который наносят на готовые пластины, а не на стальные листы. Для изоляции стальных пластин применяют маслостойкие лаки № 302 и 202, изготовленные на основе расти­ тельных масел; после высыхания они образуют прочную лаковую пленку. При температуре 200—210° С лак, нанесенный на пластину, высыхает в течение 12 мин.

Лаковая изоляция пластин дороже и более трудоемка, чем бу­ мажная, но имеет ряд преимуществ перед бумажной: меньшую толщину, более высокое электрическое сопротивление, большую теплостойкость и механическую прочность. Так как лак наносят на готовые пластины, то он покрывает острые края, получившиеся по­ сле резки и штамповки пластин, что предупреждает замыкания между пластинами при сборке магнитопроводов.

Изоляцию стальных пластин производят на специальных лаки­ ровальных машинах. После нанесения лака пластины просушива­ ют в печи и затем охлаждают водой до температуры 30—40° С.

раза. В особо ответственных случаях применяют трехкратную лакировку.

Наиболее простой и дешевой изоляцией пластин магнитопрово­ дов является масса, изготовленная на основе жидкого стекла. Жид­ кое стекло содержит примерно 30% кремнезема, 10% окиси натрия и 60% воды. Масса для покрытия стальных пластин содержит жидкое стекло, водный раствор кристаллической буры и железный1 сурик, растертый с жидким стеклом. Наносится масса на пластины в специальной машине.

Несмотря на низкую стоимость изоляция пластин жидким стек­ лом не получила широкого распространения, так как имеет низкую механическую прочность и при шихтовке магнитопровода часто повреждается. Высокая гигроскопичность жидкого стекла не поз­ воляет использовать его для изоляции пластин магнитопроводов сухих трансформаторов.

Применяют изоляцию пластин, наносимую химическим путем. При такой изоляции на поверхности пластин образуется тонкая пленка, имеющая большое электрическое сопротивление.

Изоляционную пленку можно нанести на поверхности пластин методом оксидирования. Для этого готовые пластины загружают в печь для отжига и прогревают при 700° С в течение 30 мин. Для. создания окислительной среды после прогрева пластин, в печь по­ дают водяной пар. Температура в печи понижается до 500° С. Пла­ стины выдерживают в течение 1,5 ч. На поверхности пластин обра­ зуется тонкая прочная пленка из окиси железа, имеющая большое электрическое сопротивление. При такой изоляции совмещаются процессы отжига и изолирования пластин. В процессе отжига об-

173.

ч

горают мелкие заусенцы, образовавшиеся при механической обра­ ботке стали.

При неблагоприятных условиях оксидирование пластин может вызвать появление ржавчины на их поверхности, что приведет к порче пластин и трансформаторного масла. Недостатком процесса оксидирования также является его трудоемкость, вследствие чего оксидирование пластин не имеет широкого применения.

Изоляционную пленку можно нанести на поверхность пластин фосфатированнем. В этом случае пластины погружают в фосфат­ ную ванну. Пластины магнитопроводов изготовляют из горячека­ таной и холоднокатаной электротехнической стали.

Основную массу горячекатаной трансформаторной стали по­ ставляют в виде листов размерами 750X1500 мм. Кромки листов имеют неправильную форму, поэтому все четыре стороны листа

резке и штамповке получаются ломаные кромки. По магнитным свойствам горячекатаная сталь уступает холоднокатаной, но зна­ чительно дешевле ее.

Холоднокатаные трансформаторные стали чаще изготовляют в виде рулонов, что облегчает обработку и уменьшает отходы.

Пластины магнитопроводов вырезают из листовой стали на гильотинных ножницах. Холоднокатаную сталь в рулонах разреза­ ют дисковыми или роликовыми ножницами. Кромки полос, наре­ занных дисковыми ножницами, имеют кривизну, поэтому эти поло­ сы нельзя использовать без дополнительной обработки. Штамповку отверстий и окончательную обрезку кромок пластин производят на прессах.

При конструировании новых типов трансформаторов для наибо­ лее выгодного использования листов электротехнической стали разрабатывают карту раскроя, в которой указывают количество и размеры пластин, вырезаемых из листа. Сначала лист разрезают на заготовки длиной, равной длине изготовляемых пластин, на гильотинных ножницах или большом кривошипном прессе. Заго­ товки поступают на штамп, который нарезает пластины нужного размера и делает отверстия в них.

Отверстия в пластинах вырубают пуансоном и матрицей, меж­ ду которыми должен быть зазор 0,015 мм на обе стороны при тол­ щине листов 0,35 мм и 0,025 мм при толщине листов 0,5 мм. При увеличенном зазоре сталь перед разрушением вытягивается, обра­ зуя заусенцы по всему контуру отверстия (рис. 124, а). Приумень­ шенном зазоре по всему контуру отверстия образуются тонкие за­ усенцы с рваными краями (рис. 124, б). При нормальном зазоре заусенцы не образуются (рис. 124, в). Заусенцы образуются как при затупленном пуансоне (рис. 124, г), так и при затупленной матрицё (рис. 124, 5).

174

Заусенцы на пластинах магнитопровода вызывают замыкание между отдельными пластинами и снижают качество их изоляции, что увеличивает потери в магнитопроводе. Из листов, оклеенных бумагой, пластины штампуют так, чтобы заусенцы были направле­ ны в сторону, не оклеенную бумагой. При других видах изоляции

зазоры в месте стыка, что весьма нежелательно. Магнитопроводы трансформаторов малых мощностей выполняют

стержневыми и броневыми. Стержневой магнитопровод собирают из

нитопроводы броневых трансформаторов собирают из Ш-образных пластин (рис. 125, в ) . Иногда броневые магнитопроводы собирают из пластин с рассечкой стержня (рис. 125, г). При такой штампов­ ке пластин магнитопровод имеет относительно малое магнитное сопротивление, но отходы стали велики. Штамповка Г- и П-образ­ ных пластин может быть организована без отходов, а при штампов­ ке Ш-образных пластин отходы невелики (рис. 126). Применение

175

для пластин Г-, П- и Ш-образной формы холоднокатаной стали нецелесообразно, так как магнитный поток в этом случае будет за­ мыкаться не везде по направлению проката.

В настоящее время в трансформаторостроении наиболее широ­ ко применяют холоднокатаную рулонную сталь ЭЗЗОА с особо

Рис. 126. Безотходная штамповка пла­ стин:

а — Г-образных, б — П-образных. в — Ш-образ-

иых

низкими удельными потерями и жаростойким изоляционным по­ крытием, допускающим ее отжиг после изолировки и механической обработки. Эту сталь изготовляют толщиной 0,35 мм и поставляют в рулонах шириной 240, 750 и 1000 мм.

§ 50. СБОРКА МАГНИТОПРОВОДОВ

Магнитопроводы трансформаторов мощностью до 630 ква соби­ рают на специальном столе. На раме 4 (рис. 127) сборочного стола устанавливают швеллеры 2, расстояние между которыми зависит от длины ярма магНитопровода. Швеллеры имеют овальные пазы, в которые закладывают стальные полосы 3, являющиеся основани­ ем для сборочных оправок 1. Перед началом сборки магнитопрово-

Д76

5 и f. д.) и четных слоев (2, 4, 6 и т. д.) располагают так, чтобы были перекрыты места стыка. У трансформаторов малой мощности с целью уменьшения трудоемкости сборки магнитопровода допу­ скается укладывать одновременно две или три пластины в каждом слое, о чем имеется указание в чертеже.

В процессе укладки пластины подбивают медными бойками, чтобы устранить большие зазоры между ними и набегание одной пластины на другую. Правильность расположения пластин магни­ топровода проверяют, измеряя расстояние между отверстиями по диагонали. Толщину каждого пакета проверяют штангенциркулем.

навернута и накернена гайка. На нижний конец шпильки надевают электрокартонную и стальную шайбы, после

чего навертывают гайку, слегка стягивая магнитопровод. После окончательной подбивки и проверки размеров магнитопровода за­ тягивают шпильки гайковертом. Собранный магнитопровод сни­ мают со стола и ставят в вертикальное положение для установки вертикальных стяжных шпилек, угольников и подъемных колец.

Магнитопроводы трансформаторов мощностью выше 10 000 ква собирают, поднимают и поворачивают в специальных приспособле­ ниях, предохраняющих их от деформации и повреждений. Направ­ ляющие оправки при сборке трансформаторов большой мощности устанавливают так, чтобы в каждую пластину входило не менее двух оправок. При большой длине пластин ставят три и четыре оправки. Это дает возможность устранить провисание пластин при их укладке и облегчает процесс укладки.

Для предохранения бакелитовых трубок, надеваемых на стяги­

Рис. 129. Магнитопровод трансформатора, собранный по способу бесшпилечной шихтовки:

1 — верхняя и нижняя ярмовые балки, 2 — пластины магнитопровода, 3 — стяжной пояс, 4 — стальная пластина для соединения верхних ярмоеых балок, 5 — лента заземления, 6 — стяжная шпилька, 7 — деревянная прокладка, 8 — электрокартонная прокладка, 9 — опор­ ная стальная пластина для соединения нижних ярмовых балок