4.2. Основные элементы конструкции

Основными элементами трансформатора являются: сердечник, обмотки и бак с электрическими выводами (вводами).

4.2.1. Сердечник трансформатора

Сердечником называется магнитопровод, со всеми деталями, относящиеся к его конструкции. Для уменьшения потерь в стали сердечники собираются из изолированных друг от друга листов электротехнической стали, толщиной 0,30,5 мм.

Сердечники делятся на стержневые и броневые. Двухстержневой сердечник однофазного трансформатора показан на рис. 4.2. Стержнями называются части сердечника, на которых помещаются обмотки. Части сердечника, которые соединяют стержни между собой называются ярмами. Для силовых трансформаторов преимущественно применяются стержневые сердечники.

Сердечник однофазного броневого трансформатора показан на рис. 4.3. Он имеет один стержень С и два ярма Я, закрывающие (бронирующие) обмотки. Трехфазный броневой трансформатор образуется из трех однофазных, поставленных рядом или друг на друга.

По способу соединения стержней с ярмами сердечники делятся на стыковые, шихтованные и навитые.

В стыковых конструкциях (рис. 4.2.) стержни и ярма собираются отдельно и крепятся друг с другом стяжными шпильками. В месте стыка прокладываются изоляционные прокладки толщиной 0.51,0 мм, чтобы избежать в месте стыка вихревых токов и связанных с этим добавочных потерь.

В шихтованных конструкциях весь сердечник собирается сразу. Листы (пластинки) сердечника укладываются впереплет. В каждом следующем слое пластики перекрывают стыки между ними в предыдущем слое. Технология сборки трехстержневого сердечника шихтованной конструкции показана на рис. 4.4. По форме стыка различают конструкции с прямым (рисунок 4.4.) и косым стыками; последняя усложняет сборку, но уменьшает потери и сопротивление магнитному потоку в углах сердечника.

Для всех силовых трансформаторов в основном применяются шихтованные сердечники.

Так как обмотки силовых трансформаторов имеют цилиндрическую форму, поперечное сечение стержня имеет форму ступенчатого многоугольника, вписанную в окружность с диаметром Д_о. При Д_о  1000 мм число ступеней равно 16. В трансформаторах малой мощности – сечение сердечника квадратное (смотри рис. 4.5.). В трансформаторах большой мощности для улучшения охлаждения в сердечнике изготавливают каналы (продольные или поперечные).

Из технологических сообра-жений ярму придают более простую форму, чем сечению стержня, то есть ярмо имеет меньшее число ступеней. Для уменьшения тока холостого хода и потерь в стали поперечное сечение ярма принимается на (10-15 ) больше сечения стержня.

Стяжка стержней в трансформаторах выполняется изолированными от стали шпильками. В последнее время широко применяется бандажировка стержней стеклолентой с последующим расклиниванием стержня в изоляционном цилиндре обмотки НН деревянными стержнями и планками.

Стяжка ярма осуществляется стальными балками.

В трансформаторах с шихтованным сердечником перед установкой обмоток верхнее ярмо расшихтовывается, затем обмотки надеваются на стержни и снова зашихтовывается ярмо.

С увеличением мощности трансформатора растут их размеры и возникают трудности транспортировки их по железным дорогам. Для уменьшения высоты сердечника трехфазных трансформаторов применяются бронестержневые сердечники (смотри рис. 4.6.).

Навитые (ленточные) сердечники применяются в трансформаторах малой и небольшой мощности. Их применение позволяет автоматизировать изготовление трансформаторов и более полно использовать преимущества холоднокатанных сталей. Обмотка в этом случае наматывается на специальных станках сразу на сердечник или сердечник делают разрезным.