Что такое магнитопровод – Электромагниты переменного электрического тока и другие мощные магниты

Содержание

Что такое магнитопроводы: назначение магнитопроводов

Магнитопровод – это деталь, которая служит для объединения катушек трансформатора. Этот элемент пронизывает магнитный поток, вызывая в каждом намотанном на нем витке определенное напряжение (ЭДС). Чему равно это напряжение?

Размеры магнитопроводов

Размеры магнитопроводов

Напряжение равно удвоенной индукции, умноженной на площадь сечения и деленной на длительность импульса. Чем короче импульс, тем большее напряжение можно снять с одного витка. Также напряжение можно посчитать, зная параметры магнитопровода:

  • рабочую частоту;
  • магнитную индукцию, которую можно дать материалу;
  • площадь сечения.

Таким образом, одним из самых важных параметров является площадь сечения. Она определяет то, насколько сердечник будет загружен: какое на нем будет достигнуто значение магнитной индукции В.

Зачем нужен магнитопровод

Одним из ключевых понятий при конструировании сердечника является магнитная индукция, которая должна быть как можно большей величины.

Как этого достичь:

  1. Первичная обмотка трансформатора представляет собой индуктивность. Поэтому даже при нулевой нагрузке на выходе трансформатора в первичной обмотке будет протекать определенный ток. Необходимо сделать так, чтобы он был как можно меньше;
  2. Значение В зависит от магнитной проницаемости и тока холостого хода. Последний, в свою очередь, – от параметров сердечника;

Для информации. Ток намагничивания хоть и реактивный, но греет провода так же, как и активный. Именно он создает нагрузку на электронные ключи и вредит электронике. Одним словом, ток намагничивания необходимо уменьшать.

  1. Для того чтобы его уменьшить, надо увеличить относительную магнитную проницаемость, которая является тоже очень важным параметром магнитопровода.

Для информации. Сердечник трансформатора для магнитного потока – это все равно, что автострада для автомобиля. Он позволяет при малых значениях тока намагничивания создавать большие магнитные потоки.

Петля Гестерезиса

Петля Гестерезиса – это график перемагничивания магнитопровода. Графическое изображение петли Гестерезиса симметрично относительно осей. Ферромагнитные материалы обладают памятью, способностью намагничиваться. Чем тоньше петля Гестерезиса, тем лучше материал.

Площадь петли Гестерезиса – это потери на перемагничивание. Материалы бывают:

  • магнитотвердые;
  • магнитомягкие.

С узенькой петлей Гестерезиса – это магнитомягкие материалы, предназначенные для работы на больших частотах. Магнитотвердые материалы применяются для постоянных магнитов.

Сердечник можно представить как множество магнитиков, которые:

  • ориентируются на магнитное поле;
  • создают свое магнитное поле;
  • увеличивают ток намагничивания.

Предельное значение магнитной индукции нельзя доводить до стадии насыщения. Чтобы этого избежать, нужно:

  • уменьшать напряжение;
  • уменьшая время, увеличивать частоту.

Однако высокую частоту не любит ни один материал.

Магнитный гистерезис

Магнитный гистерезис

Потери Гистерезиса

Сердечник трансформатора состоит из ферромагнитного материала, который очень чувствителен к намагничиванию. Ферромагнитные материалы имеют множественное количество доменов в их структуре. Эти домены – не что иное, как небольшие постоянные магниты, оси которых произвольно ориентированы внутри материала, поэтому намагничивание сети равно нулю.

Но когда применяется внешнее магнитное поле, оси доменов (малые магниты) выравниваются с осью внешнего приложенного магнитного поля. Когда же это внешнее магнитное поле удаляется, максимальные домены достигают первоначальной позиции, но некоторые из них не достигают положения начальной позиции. Поэтому материал не размагничивается полностью, что является причиной гистерезисных потерь.

В трансформаторе осуществляется подача переменного тока после каждого поворота в течение половины цикла от внешнего магнитного поля. Для переключения домена необходимо выполнить дополнительную работу, которая требует электрической энергии. Все это приводит к потерям гистерезиса.

Виды магнитопроводов

По конструкции сердечники различают:

1.     Торроидальные;

Торроиды полностью замкнуты и тем хороши, что:

  • обладают гарантированным нулевым немагнитным зазором;
  • вся длина магнитопровода используется для намотки.

Их недостатком является то, что мотать на них провод нелегко. Для намотки используется специальное приспособление.

Торроидальный сердечник

Торроидальный сердечник

2.     Прямоугольные.

Магнитопроводы прямоугольной формы собираются и замыкаются. В таких конструкциях, чем больше немагнитный зазор (воздух, бумага, текстолит), тем больше растет длина магнитной линии, причем пропорционально магнитной проницаемости. Даже минимальный немагнитный зазор в сердечнике может увеличить во много раз ампер-витки и в целом длину магнитной линии. Поэтому такого вида магнитопровода собирают очень тщательно, иногда на магнитопроводящий клей.

Для информации. Если сетевой трансформатор неплотно собран, он может посадить лампочки и сильно шуметь. Это говорит о том, что длина магнитной линии слишком увеличена, и требуется большой ток для создания необходимого значения магнитной индукции. Эти недочеты обычно убирают за счет притирки, качества сборки, магнитного клея.

Внутренний контур железного сердечника тоже виток, и по нему тоже проходит ток. Чем ближе к краю, тем больше значение напряжения. В результате при неправильной сборке магнитопровода могут возникнуть довольно солидные токи. Это может привести к нагреву сердечника. И чем выше частота, тем больше нагрев. Для того чтобы не было внутренних токов в сердечнике, его набирают из пластин. Что это даёт? Внутренний контур рассекается и перестает быть проводником.

Пластины для сердечника

Пластины для сердечника

Однако пластины имеют реальные размеры. И внутри этих пластин тоже будет наводиться ЭДС, и возникать ток. То есть чем тоньше пластины, тем меньше ток Фуко. Этот вопрос в ферритах решается просто. Феррит спекается со специальных материалов и становится плохо проводящим ток. Если измерить тестером сопротивление феррита, прибор покажет десятки кОм. Поэтому феррит работает на солидных частотах.

Важно! Для большей индуктивной связи следует катушки располагать ближе друг к другу.

Применение трансформаторов

Существует два вида транзисторных схем:

  • двухполупериодные;
  • однополупериодные.

В схемах с замкнутыми ферритами (торроидальными) желательно применять контроллеры тока. Только в этом случае ток не сможет превысить критического значения.

На двухтактных схемах обычно ставится конденсатор SoftStart – мягкий старт. По мере заряда конденсатора, подключенного на вывод, импульсы поступают сначала короткие, потом чуть длиннее и еще длиннее. Через примерно десятую долю секунды подача импульсов становится полноценной.

Из-за капризности применение двухтактных схем чаще избегают, если это возможно.

Важно! При использовании трансформаторов желательно не доходить до критических токов насыщения, иначе придется довольно часто менять в схеме транзисторы. Лучше сделать больше частоту и меньше значение магнитной индукции.

Сердечник с параметрами

Сердечник с параметрами

Марки ферритов

Ферриты можно разделить на две группы:

  • силовые;
  • ферритовые с высокой проницаемостью.

Последние часто используются в сигнальных трансформаторах или просто в катушках индуктивности.

Силовые ферриты считаются лучше, хотя параметр проницаемости у них меньше. Дело в том, что эфир имеет магнитную проницаемость более-менее стабильную в зависимости от температуры. У феррита есть понятие критической температуры, называемой температурой Кюри. Для разных магнитопроводов она имеет различное значение. Для силовых она имеет значение свыше  2000. Для ферритов с высокой проницаемостью она – свыше 1000.

Поэтому при конструировании сердечников следует учитывать то, что:

  1. Без наличия токовой защиты, дойдя до точки Кюри, можно спалить все элементы схемы;
  2. Магнитная проницаемость феррита при повышении температуры нестабильна, при этом индуктивность падает в 10-ки раз;
  3. При охлаждении магнитная проницаемость снова растет.
Разновидность магнитопровода

Разновидность магнитопровода

Перед тем, как конструировать трансформатор и выбирать сердечник, нужно прочувствовать, каково будет всем элементам работать с ним. Здесь представлено видео на тему «Что такое магнитопровод».

Видео

Оцените статью:

Что такое магнитопровод?

Электромагнитное поле являются важнейшим явлением, которое используется современной техникой. Все электрические машины и многие прочие устройства электроники и автоматики работают на основе электромагнитного поля. Для него характерна взаимосвязь с током. Но при этом магнитное поле может существовать самостоятельно в связи с определёнными веществами. А вот электрический ток всегда существует только вместе с электромагнитным полем.

Усилитель магнитного поля

Если возникает потребность в его усилении, применяются магнитопроводы. Также они называются сердечниками. Их материал и конструкция зависят от назначения устройства. Материал сердечника является его самой важной составляющей. Свойства материала в основном определяют процессы, которые происходят в сердечнике. Эти процессы различны в случае его взаимодействия с постоянным и переменным током.

Простейший магнитопровод это стержень круглого или иного по форме сечения. Его охватывают витки катушки, которая в тех или иных устройствах называется обмоткой. Магнитными свойствами обладают различные материалы. Наиболее эффективными усилителями электромагнитного поля являются материалы, именуемые ферромагнетиками. Это сплавы на основе железа с добавлением некоторых других компонентов. Добавки определяются свойствами сплава, которые стремятся получить в результате.

Если из такого сплава изготовить монолитный цилиндр и поместить его внутрь катушки получится устройство, которым можно пользоваться для тех или иных целей. Если ток в обмотке будет постоянным, такое устройство будет создавать постоянное магнитное поле. Получится электромагнит. Для того чтобы в сердечнике увеличивалась сила магнитного поля надо увеличивать либо силу тока в обмотке, либо число витков в обмотке, либо и то и другое вместе.

Но увеличение силы магнитного поля в сердечнике ограничено свойствами сплава. Этот эффект называется магнитным гистерезисом, а состояние магнитопровода – насыщением. Графически процессы в магнитопроводе отображаются в виде петли гистерезиса:

Насыщение магнитопровода начинается вблизи горизонтального участка кривой при движении по ней от нуля.

Любая катушка обладает индуктивностью. Сердечник эту индуктивность существенно увеличивает. Поэтому такие катушки применяются в цепях переменного тока и называются дросселями. Индуктивность определяется в первую очередь массой сердечника. Расстояние между его концами является следующим параметром, который влияет на величину индуктивности и называется зазором.

Конструктивные особенности

Наибольшая индуктивность получается, когда сердечник замкнут. Такой магнитопровод может быть тороидальным если он имеет вид бублика (тороида). Они используются для получения минимальной индуктивности рассеяния, то есть магнитного поля находящегося вне магнитопровода. Но поскольку они сложны в изготовлении, чаще применяются магнитопроводы из двух зеркально — симметричных частей вставляемых внутрь цилиндрической катушки, удобной в изготовлении.

В материале магнитопровода можно условно выделить множество короткозамкнутых обмоток. Переменный ток в обмотке вызывает в них токи потерь. Чтобы потери уменьшились, он делается многослойным с надёжной изоляцией слоёв друг от друга. Обычно для этого используются пластины необходимой формы. Из них изготовлены в большинстве своём все трансформаторы и дроссели, используемые в сетях централизованного электроснабжения. Реже используется конструкция в виде ленты в рулоне. Её сложнее состыковать с остальными деталями магнитопровода, если таковые имеются.

Конструктивно сердечники бывают стержневыми и броневыми. Они широко используются в трансформаторах и дросселях как показано на изображениях ниже:

Про магнитопроводы трансформатора смотрите отдельную статью по ссылке.

Металлические сердечники из сплавов на основе железа используются во всех электрических машинах, работающих на напряжении с частотой 50 Гц. На изображении показан магнитопровод электродвигателя. Пазы предназначены для расположения витков обмотки.

Увеличение частоты заметно уменьшает массу и габариты сердечников. Очень наглядным примером этого являются цокольные люминесцентные лампы. Но в высокочастотных устройствах приходится применять другие материалы для изготовления магнитопроводов. Даже самые тонкие пластины из сплава на основе железа нагреваются на высоких частотах неприемлемо сильно.

С увеличением частоты более 50 Гц для сердечников применяется сплав пермаллой на основе никеля, а на частотах более 1 кГц – сердечники из спекаемого порошка. Сердечники из пермаллоя конструктивно такие же, как и те, что изготовлены на основе железа – стержневые и броневые, только поменьше размером при равных мощностях трансформаторов и электродвигателей. А вот сердечники из порошка весьма разнообразны по своему составу. Они имеют небольшие размеры и технологичны в изготовлении не только для стержневых и броневых конструкций, но и для чашек, как видно на изображении слева.

Эти сердечники применяются в импульсных источниках электропитания, электронных балластах люминесцентных ламп и в различных радиоэлектронных устройствах в колебательных контурах, трансформаторах и фильтрах. В качестве материала сердечника наиболее широко используются различные марки ферритов.

Словом, современные материалы позволяют изготавливать магнитопроводы для решения большинства технических задач.

Магнитопроводы трансформатора: типы, конструкция

Основным элементов трансформатора является магнитопровод. Это такая система, по которой замыкается магнитный поток, служащая основанием для крепления обмоток и других элементов аппарата. Пластины из тонкой электротехнической стали служат конструктивными элементами для сборки трансформаторов. Их изолируют с помощью жаростойкого покрытия, которое наносится заводом-изготовителем, или лака, применяемого после штамповки пластин.

Конструктивные особенности

Виды магнитопроводов подразделяются на стержневые и броневые виды.

  • Стержневой тип. При такой конструкции, вертикальный стержень имеет ступенчатое сечение, которое вписывается в окружность. На этих вертикальных элементах в виде цилиндра располагают обмотки магнитопровода. Части всей этой конструкции, которые не имеют обмоток и предназначены для образования замкнутой цепи, называются ярмами.
  • Броневой тип. В такой конструкции стержни с поперечным сечением имеют прямоугольную форму. Расположены они горизонтально. Поэтому обмотки трансформатора также имеют прямоугольную конструкцию. Этот вид оборудования имеет сложную производственную технологию, поэтому применяется нечасто, лишь для небольшого вида специальных трансформаторов.

Типы магнитопроводов трансформатора

Различают стыковую конструкцию и шихтованное исполнение стержневых магнитопроводов. Они отличаются видом соединения основного элемента с ярмом.

Стыковая конструкция

В такой конструкции сборка ярм и стержней осуществляется раздельно. Вначале на стержень монтируют обмотку, после этого крепят верхнее ярмо. Для изоляции пластин между стыкующимися элементами укладывают электрокартон. После монтажа ярма, конструкция прессуется и стягивается с помощью вертикальных шпилек. Такой тип сборки применяется для шунтирующих и токоограничивающих реакторов. Зависит это, в основном, от габаритов установки. При небольших размерах конечного изделия, такая сборка очень удобна, так как нужно лишь снять верхнее ярмо для монтажа обмоток.

Когда речь идет о применении такой конструкции в силовых трансформаторах, возникает потребность в громоздких устройствах для стяжки изделия. Поверхности стержней и ярм, подлежащих стыковке, должны быть механически обработаны. Это снижает магнитное сопротивление, но требует больших материальных затрат и времени. Поэтому для силовых трансформаторов применяется другой вид сборки – шихтовка.

Шихтованная конструкция

В такой конструкции ярма и стержни представляют собой переплет. Их разбивают на слои определенной толщины. Состоит каждый такой пакет из двух-трех листов стали. Каждый слой содержит пластины, часть которых должна заходить в ярмо. Необходимо следить за тем, чтобы пластины предыдущего слоя перекрывали стыки пластин соседнего элемента.

Преимуществом такого вида сборки являются:

  • небольшой вес конструкции;
  • малые зазоры в зонах стыков;
  • малый ток холостого хода;
  • повышенная механическая прочность.

Из недостатков можно выделить фактор более сложной сборки трансформатора.

Сначала необходимо произвести расшихтовку верхнего ярма на отдельные слои. Затем обмотки насаживают на стержни и повторяют шихтование. Это делает монтаж более трудоемким. Проводить его должен квалифицированный специалист, так как некачественная сборка может ухудшить технические параметры трансформатора.

Влияние некачественной сборки на характеристики изделия

Наиболее распространенным дефектом собранной конструкции может быть плохая стыковка ярма с пластинами стержня. Вследствие этого, появившиеся зазоры приведут к возрастанию тока холостого хода (Iхх) трансформатора. Также ухудшится магнитный поток.

Если при сборке изделия количество пластин, входящих в ярмо, будет менее требуемого, то это вызовет уменьшение поперечного сечения, что спровоцирует рост магнитной индукции и увеличение потерь на холостом ходу. Любые механические повреждения пластин магнитопровода, во время шихтовки, также вызовут ухудшение технических параметров трансформатора.

Конструктивные изменения стандартных изделий

В некоторые стандартные стержневые магнитопроводы со временем внесли конструктивные изменения. Они отразились на форме пластин для сборки изделия. Ввелось понятие косой стык. Оно определяет срез прямоугольных пластин под углом в 45ᵒ. Производят его на узкой стороне пластины с одной стороны или с двух. Такое изготовление конструкции позволяет снизить потери холостого хода.

Обмотки стержневого магнитопровода в горизонтальном разрезе круглые. Для эффективного использования конструкции, поперечное сечение стержня также должно стремиться к окружности. Но стержень с круглым сечением требует большего количества пластин электротехнической стали. Они должны быть разной ширины. Такой фактор значительно усложняет процесс производства изделий. Поэтому применяется многоступенчатое сечение стержня.

У готового магнитопровода должна быть равномерная и достаточная опрессовка. Он должен иметь жесткую конструкцию. Несоответствие количества пластин в изделии вызовет вибрацию и шум. Все это может привести к разрушению частей крепления магнитопровода. Поэтому в конце сборки запчасти изделия должны быть опрессованы и собраны единым элементом.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад, если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Всего доброго.

Виды магнитопроводов, сердечников трансформаторов

Магнитопровод силового трансформатора состоит из стальных пластин. Использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД и снижает нагрев.

типы магнитопроводов трансформаторовмагнитопроводы трансформаторов

Магнитопроводы вида 1, 2 или 3 получают методом штамповки.
Магнитопроводы вида 4, 5 или 6 получают путём навивки стальной ленты на шаблон, причём магнитопроводы типа 4 и 5 затем разрезаются пополам.

Виды магнитопроводов трансформаторов бывают:

1, 4 – броневые,
2, 5 – стержневые,
6, 7 – кольцевые.

Правда, кольцевых штампованных магнитопроводов я никогда не видел.
Чтобы определить сечение магнитопровода, нужно перемножить размеры «А» и «В». Для расчётов в этой статье используется размер сечения в сантиметрах.

броневой-трансформаторТрансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами.броневой-трансформаторТрансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами.кольцевые сердечникиТрансформаторы с витыми кольцевыми магнитопроводами.

Стыковая конструкция

стыкованый

В такой конструкции сборка ярм и стержней осуществляется раздельно. Вначале на стержень монтируют обмотку, после этого крепят верхнее ярмо. Для изоляции пластин между стыкующимися элементами укладывают электрокартон. После монтажа ярма, конструкция прессуется и стягивается с помощью вертикальных шпилек. Такой тип сборки применяется для шунтирующих и токоограничивающих реакторов. Зависит это, в основном, от габаритов установки. При небольших размерах конечного изделия, такая сборка очень удобна, так как нужно лишь снять верхнее ярмо для монтажа обмоток.

Когда речь идет о применении такой конструкции в силовых трансформаторах, возникает потребность в громоздких устройствах для стяжки изделия. Поверхности стержней и ярм, подлежащих стыковке, должны быть механически обработаны. Это снижает магнитное сопротивление, но требует больших материальных затрат и времени. Поэтому для силовых трансформаторов применяется другой вид сборки – шихтовка.

Шихтованная конструкция

стыкованый

В такой конструкции ярма и стержни представляют собой переплет. Их разбивают на слои определенной толщины. Состоит каждый такой пакет из двух-трех листов стали. Каждый слой содержит пластины, часть которых должна заходить в ярмо. Необходимо следить за тем, чтобы пластины предыдущего слоя перекрывали стыки пластин соседнего элемента.

Преимуществом такого вида сборки являются:

  • небольшой вес конструкции;
  • малые зазоры в зонах стыков;
  • малый ток холостого хода;
  • повышенная механическая прочность.

Из недостатков можно выделить фактор более сложной сборки трансформатора.

Сначала необходимо произвести расшихтовку верхнего ярма на отдельные слои. Затем обмотки насаживают на стержни и повторяют шихтование. Это делает монтаж более трудоемким. Проводить его должен квалифицированный специалист, так как некачественная сборка может ухудшить технические параметры трансформатора.

Влияние некачественной сборки на характеристики изделия

Наиболее распространенным дефектом собранной конструкции может быть плохая стыковка ярма с пластинами стержня. Вследствие этого, появившиеся зазоры приведут к возрастанию тока холостого хода (Iхх) трансформатора. Также ухудшится магнитный поток.

Если при сборке изделия количество пластин, входящих в ярмо, будет менее требуемого, то это вызовет уменьшение поперечного сечения, что спровоцирует рост магнитной индукции и увеличение потерь на холостом ходу. Любые механические повреждения пластин магнитопровода, во время шихтовки, также вызовут ухудшение технических параметров трансформатора.

Конструкция магнитопроводов силовых трансформаторов

У броневых магнитопроводов сечения стержней прямоугольные, а стержневые и бронестержневые магнитопроводы имеют в сечении вид многоугольника, вписанного в окружность (рисунок 8, а, б). В этом случае обмотки имеют вид круговых цилиндров и вследствие ступенчатого сечения магнитопровода коэффициент заполнения сталью полости обмотки получается большим. Такая конструкция с точки зрения расхода материалов, уменьшения габаритов и стоимости изготовления трансформатора, а также механической прочности обмоток является наиболее рациональной. Число ступеней магнитопровода увеличивается с увеличением мощности. В мощных трансформаторах в сечении магнитопровода предусматриваются каналы для его охлаждения циркулирующим трансформаторным маслом (рисунок 8, б).

стыкованыйрис 8, Формы сечения стержней трансформаторов, рис. 9 Формы сечения ярем трансформаторов

Для упрощения технологии изготовления ярем их сечение берется прямоугольным или с небольшим числом ступеней (рисунок 9). Форма сечения ярма и его сочленение со стержнем выбираются с учетом обеспечения равномерного распределения магнитного потока в сечении магнитопровода. Площади сечения ярем выбираются так, чтобы индукция в них была на 10 – 15% меньше, чем в стержнях. Стяжка стержней трансформаторов средней (до 800 – 1000 кВ×А) и большой мощности показана на рисунках 10 и 11. Ярма трансформаторов стягиваются с помощью деревянных или стальных балок. Для весьма мощных трансформаторов применяются и более сложные конструкции магнитопроводов.

стыкованыйРис 10. Стяжка стержней трансформаторов средней мощности.  Рисунок 11. Стяжка стержней трансформаторов большой мощности 1 – деревянная планка; 2 – изоляционный цилиндр; 3 – деревянный стержень 1 – стальная шпилька; 2 – трубка из бакелизированной бумаги; 3 и 5 – шайбы из электротехнического картона; 4 – стальная шайба

Стержни магнитопроводов во избежание распушения спрессовывают (скрепляют). Делают это обычно наложением на стержень бандажа из стеклоленты или стальной проволоки. Стальной бандаж выполняют с изолирующей пряжкой, что исключает создание замкнутых стальных витков на стержнях. Бандаж накладывают равномерно, с определенным натягом. Для опрессовки ярм 3 и мест их сочленения со стержнями 1 используют ярмовые балки 2, которые в местах, выходящих за крайние стержни (рис. 18), стягивают шпильками.
Во избежание возникновения разности потенциалов между металлическими частями во время работы трансформатора, что может вызвать пробой изоляционных промежутков, разделяющих эти части, магнитопровод и детали его крепления обязательно заземляют. Заземление осуществляют медными лентами, вставляемыми между стальными пластинами магнитопровода одними концами и прикрепляемыми к ярмовым балкам другими концами.
крепление стержней трансформатора, спресовка
Магнитопроводы трансформаторов малой мощности (обычно мощностью не более 1 кВ·А) чаще всего изготовляют из узкой ленты электротехнической холоднокатаной стали путем навивки. Такие магнитопроводы делают разрезными (рис. 1.9), а после насадки обмоток собирают встык и стягивают специальными хомутами.

крепление стержней трансформатора, спресовкаРисунок 12. Магнитопровод трансформатора небольшой мощностикрепление стержней трансформатора, спресовкаРисунок 13. Раскрой листов (а) и укладка магнитопровода (б) трансформатора небольшой мощности

В однофазных трансформаторах весьма малой мощности (до 150 – 200 В×А) применяется броневая конструкция магнитопроводов. При этом стремятся к наибольшему упрощению их изготовления и сборки, а также к уменьшению отходов листовой стали. Обычно штамповка листов магнитопровода производится по одному из вариантов, изображенных на рисунках 12 и 13. В первом случае лист вырубается одним ударом штампа и имеет прорезь n; при сборке средний лепесток временно отгибается и вводится внутрь катушки обмотки, лепесток последующего листа вводится внутрь катушки с противоположного, торцевого, ее конца и так далее. Во втором случае одновременно вырубаются Ш-образные листы Ш1 и Ш2 и ярмовые листы Я1 и Я2 (рисунок 13, а), из которых составляются два слоя листов магнитопровода (рисунок 13, б). При этом листы вводятся внутрь катушки также поочередно с одного и второго ее конца.

Магнитопроводы силовых трансформаторов собираются из листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм марок 1511, 1512, 1513 или 3411, 3412, 3413. Применение холоднокатаной стали в последние годы все больше расширяется.

Межлистовая изоляция осуществляется путем односторонней оклейки листов стали изоляционной бумагой толщиной 0,03 мм или двустороннего покрытия изоляционным масляным лаком.

Индукции в стержнях трансформаторов мощностью 5 кВ×А и выше находится в пределах 1,2 – 1,45 Т для горячекатаных сталей и 1,5 – 1,7 Т для холоднокатаных сталей у масляных трансформаторов и соответственно 1,0 – 1,2 Т и 1,1 – 1,5 Т у сухих трансформаторов.

Видео: Трансформатор. Ликбез по магнитопроводу

Сегодня поговорим о такой теме как сердечник трансформатора.

Что такое магнитопровод

Есть такие важные детали, без которых не смогут работать очень многие устройства. Казалось бы, сами по себе они никак использоваться не могут, а вот в составе конструкции того или иного механизма просто незаменимы. К таким деталям относится магнитопроводы. Они используются в трансформаторах, дросселях, пускателях, реле. И это еще не полный список. Магнитопроводы применяются в магнитных головках, запоминающих устройствах, генераторах и электродвигателях. Список внушает, не правда ли? Давайте же попробуем разобраться, что такое магнитопровод, и почему он незаменимый помощник в работе электрических устройств.

Магнитопроводом называется механизм, предназначенный для того, чтобы через него с небольшими потерями проходил магнитный поток, который возбуждается при помощи электротока в обмотке того устройства, к которому и относится наш магнитопровод. Именно способность переводить электрическую энергию в магнитную, делает его таким полезным для работы многих устройств.

Конструкция магнитопровода

Прежде чем говорить о конструкции магнитопровода, следует ввести несколько понятий. Прежде всего обозначим, что в его состав входят 2 основные группы веществ, по своим магнитным свойствам подразделяющиеся на слабомагнитных и сильномагнитных. На эти группы они подразделяются в зависимости от такого свойства, как магнитная проницаемость, которая определяется как между показателем магнитная индукция и величиной приложенного напряжения. В соответствии с этой зависимостью вещества можно разделить на ферромагнетики, парамагнетики и диамагнетики. У первой группы магнитные свойства выражены явно, а у двух последних – слабо. Но у ферромагнетика есть особенность, о которой нельзя не упомянуть. У них есть 1 максимальная точка индукции (она называется еще моментом насыщения), достигая которой индукция начинает снижаться. При расчетах магнитной цепи используется именно это максимальное значение.
Когда напряженность перестает воздействовать на вещество, некоторые магнитные свойства у него остаются. Если в этот момент мы воспользуемся воздействием противоположного поля, то вещество будет расходовать энергию на его преодоление.

С этим свойством связана такая особенность цепи с переменным электромагнитным полем, как то, что индукция отстает от приложенного напряжения. Для характеристики этого свойства используется график, называющийся гистерезисом.

Если посмотреть на график, мы увидим разную ширину петли, характеризующей показатели остаточного магнетизма, которые еще называют коэрцитивной силой. В зависимости от ширины этой петли группу ферромагнетиков делят на две подгруппы – с узкой петлей (это мягкие ферромагнетики) и с широкой (а это твердые). К первым относятся такие материалы, как железо. Их сфера применения – трансформаторы, двигатели и генераторы. Вторая категория – это углеродистая сталь и еще некоторые сплавы, применяемые для постоянных магнитов.

Когда выбирается материал на магнитопровод, очень важно учесть потери при гистерзисе, при вихревых токах, а также на последействие.

Важно упомянуть и такую особенность, как специфичность материалов, использующихся для магнитопроводов. Так, например, для устройств переменного тока применяется специальная тонкостенная сталь с легирующими добавками. Она бывает в листах или рулонах. В зависимости от способа производства отличается и цена материала, сталь, произведенная методом холодного проката дороже (но стоит отметить, что у нее и меньше индукционные потери).

Следующим этапом монтажа магнитопровода является вырезание пластин или лент и покрытие их защитным слоем лака и изоляцией.

Следует отметить, что для таких конструкций, как пускатели, контакторы, реле постоянного тока несколько иная технология изготовления магнитопроводов. В этом случае они отливаются цельными деталями.

Виды магнитопроводов и их использование

Давайте чуть подробней остановимся на особенностях магнитопроводов, предназначенных для разных устройств.

Для трансформаторов используются однофазные или трехфазные магнитопроводы. Среди однофазных можно выделить стержневые и броневые устройства. Стержневой магнитопровод состоит из двух стержней, на которые проводится установка двух катушек с обмотками. Броневой магнитопровод состоит из стержня, на котором расположены обмотки и ярма. От стержня происходит раздвоение магнитного потока на 2 части. Такой тип магнитопровода используется в трансформаторе малых мощностей. Это связано с тем, что он не приспособлен к высоким тепловым нагрузкам. Стержневой магнитопровод, у которого больше площадь для охлаждения обмотки, лучше подходит для силовых транформаторов.

Для трехфазных устройств используется либо 3 однофазных конструкции, либо собирается общая обмотка с отдельными ячейками.

Наиболее часто применяемая конструкция в этом случае – это расположение обмоток на отдельном стержне.
Если производство небольшое, то магнитопровод там часто монтируют своими силами из лент-заготовок. То есть на готовую катушку с проводом наматывают ленты из железа – магнитопровод.

При этом если используются ленты, то их толщина должна быть 0.2 или 0,35 мм, а если пластины – то 0,35 или 0,5 мм. Это связано с тем, лента должна быть намотана очень плотно, что невозможно сделать, если толщина материала слишком большая.

Для реле и пускателей принципиально конструкция магнитопровода не меняется. Различие лишь в том, что в него входит 2 части – подвижная и стационарная. Если появляется магнитный поток, то подвижная часть с контактом притягивается как магнит, а если нет магнитного потока, то она возвращается в прежнее положение.
Магнитопроводы, работающие с постоянным током, изготавливается при помощи отлива цельной детали, тонкие пластины для них не используются. Сердечник у них круглой формы, а корпус и ярмо – прямоугольные.
Магнитопровод для электрической машины несколько отличается по конструкции. Это связано с наличием подвижного ротора. В магнитопроводе в этом случае делаются пустые пространства для расположения там проводов, ведь внутри них расположены обмотки, где течет ток для обеспечения минимальных габаритов.

магнитопровод — это… Что такое магнитопровод?


магнитопровод
магнитопро́вод

элемент магнитной цепи для локализации потока магнитной индукции. Изготовляется из материала с высокой магнитной проницаемостью. Неотъемлемая составная часть электрических машин, трансформаторов, электромагнитов, электромагнитное реле, электроизмерительных приборов и т. д.

* * *

МАГНИТОПРОВОД

МАГНИТОПРО́ВОД, элемент магнитной цепи для локализации потока магнитной индукции. Изготовляется из материала с высокой магнитной проницаемостью. Неотъемлемая составная часть электрических машин, трансформаторов, электромагнитов, электромагнитных реле, электроизмерительных приборов и т. д.

Энциклопедический словарь. 2009.

Синонимы:
  • магнитопласты
  • магниторадиола

Смотреть что такое «магнитопровод» в других словарях:

  • магнитопровод — магнитопровод …   Орфографический словарь-справочник

  • магнитопровод — шунт Словарь русских синонимов. магнитопровод сущ., кол во синонимов: 1 • шунт (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • МАГНИТОПРОВОД — элемент магнитной цепи для локализации потока магнитной индукции. Изготовляется из материала с высокой магнитной проницаемостью. Неотъемлемая составная часть электрических машин, трансформаторов, электромагнитов, электромагнитных реле,… …   Большой Энциклопедический словарь

  • Магнитопровод — Магнитопровод: часть или части амперометрических клещей, охватывающие токонесущий проводник и позволяющие производить преобразования магнитного поля, создаваемого током, протекающим в этом проводнике… Источник: ГОСТ Р МЭК 61010 2 032 99.… …   Официальная терминология

  • магнитопровод — Устройство из ферромагнитных тел, направляющее магнитный поток намагничивающего устройства дефектоскопа по заданному пути. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное… …   Справочник технического переводчика

  • МАГНИТОПРОВОД — часть электротехнического устройства, изготовленная из ферромагнитного материала и служащая для увеличения магнитного потока (см. (8)), его концентрации в определённой части устройства и придания магнитному полю желаемой конфигурации. Напр. М.… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Магнитопровод — 48. Магнитопровод По ГОСТ 18311 80 Источник: ГОСТ 20938 75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения о …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Магнитопровод — Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Викифицировать статью. Добавить иллюстрации …   Википедия

  • магнитопровод — magnetolaidis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. iron circuit; magnetic circuit vok. Magnetkern, m; Magnetkörper, m; Magnetleiter, m rus. магнитопровод, m pranc. circuit magnétique, m; noyau magnétique, m …   Automatikos terminų žodynas

  • Магнитопровод —         компонент магнитной цепи, предназначенный для локализации потока магнитной индукции. Для этого М. изготавливают из материалов с высокой магнитной проницаемостью (См. Магнитная проницаемость). М. являются сердечники электромагнитов,… …   Большая советская энциклопедия

МАГНИТОПРОВОД — это… Что такое МАГНИТОПРОВОД?


МАГНИТОПРОВОД
МАГНИТОПРОВОД — элемент магнитной цепи для локализации потока магнитной индукции. Изготовляется из материала с высокой магнитной проницаемостью. Неотъемлемая составная часть электрических машин, трансформаторов, электромагнитов, электромагнитных реле, электроизмерительных приборов и т. д.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

Синонимы:
  • МАГНИТОПЛАСТЫ
  • МАГНИТОРАДИОЛА

Смотреть что такое «МАГНИТОПРОВОД» в других словарях:

  • магнитопровод — магнитопровод …   Орфографический словарь-справочник

  • магнитопровод — шунт Словарь русских синонимов. магнитопровод сущ., кол во синонимов: 1 • шунт (5) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • Магнитопровод — Магнитопровод: часть или части амперометрических клещей, охватывающие токонесущий проводник и позволяющие производить преобразования магнитного поля, создаваемого током, протекающим в этом проводнике… Источник: ГОСТ Р МЭК 61010 2 032 99.… …   Официальная терминология

  • магнитопровод — Устройство из ферромагнитных тел, направляющее магнитный поток намагничивающего устройства дефектоскопа по заданному пути. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное… …   Справочник технического переводчика

  • МАГНИТОПРОВОД — часть электротехнического устройства, изготовленная из ферромагнитного материала и служащая для увеличения магнитного потока (см. (8)), его концентрации в определённой части устройства и придания магнитному полю желаемой конфигурации. Напр. М.… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Магнитопровод — 48. Магнитопровод По ГОСТ 18311 80 Источник: ГОСТ 20938 75: Трансформаторы малой мощности. Термины и определения о …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Магнитопровод — Для улучшения этой статьи желательно?: Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное. Викифицировать статью. Добавить иллюстрации …   Википедия

  • магнитопровод — элемент магнитной цепи для локализации потока магнитной индукции. Изготовляется из материала с высокой магнитной проницаемостью. Неотъемлемая составная часть электрических машин, трансформаторов, электромагнитов, электромагнитное реле,… …   Энциклопедический словарь

  • магнитопровод — magnetolaidis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. iron circuit; magnetic circuit vok. Magnetkern, m; Magnetkörper, m; Magnetleiter, m rus. магнитопровод, m pranc. circuit magnétique, m; noyau magnétique, m …   Automatikos terminų žodynas

  • Магнитопровод —         компонент магнитной цепи, предназначенный для локализации потока магнитной индукции. Для этого М. изготавливают из материалов с высокой магнитной проницаемостью (См. Магнитная проницаемость). М. являются сердечники электромагнитов,… …   Большая советская энциклопедия

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *