Ферромагниты для высокочастотных трансформаторов – RU2014151501A — ПРОТЯЖЕННЫЙ ПО ОСИ ЦИЛИНДРА КОЛЬЦЕВОЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ СЕРДЕЧНИК ВЫСОКОЧАСТОТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Содержание

15.7. Трансформатор с ферромагнитным сердечником

Электромагнитные явления в трансформаторе со стальным сердечником по­добны явлениям в воздушном трансформаторе, но магнитный поток, который пронизывает обе обмотки, замыкается не по воздуху, а через стальной сердечник (рис.15.31).

При нагрузке трансформатора существуют три магнитных потока: Ф – ос­новной в сердечнике, Фσ1 – рассеяния, связанный только с первичной обмоткой, Фσ2 – рассеяния, связанный только со вторичной обмоткой.

Основной магнитный поток наводит в первичной и вторичной обмотках э.д.с. соответственно е1 и е2. Магнитные потоки рассеяние

Фσ1 и Фσ2 наводят в первич­ной и вторичной обмотках э.д.с. соответственно еσ1 и еσ1.

Напряжение u1, приложенное к первичной обмотке, уравновешивается паде­нием напряжения на активном сопротивлении обмотки и электродвижущими си­лами еσ1 и еσ1, т.е.

,

(15.17)

где Lσ1 – индуктивность, обусловленная магнитным потоком рассеяния Ф

σ1, Гн.

Во вторичной обмотке э.д.с., которые наводятся магнитными потоками Ф и Фσ2, уравновешивается падениями напряжений на активном сопротивлении об­мотки и сопротивлении нагрузки, т.е.

или

,

(15.18)

где Lσ2 – индуктивность, обусловленная магнитным потоком рассеяния

Фσ2, Гн.

Заменим реальный трансформатор эквивалентным (рис.15.32).

Трансформатор с зажимами 1–2 и 1′–2′ называется идеальным трансформа­тором.

Коэффициент трансформации трансформатора

.

(15.19)

Рассмотрим сначала идеальный трансформатор, в котором r1 = 0; xσ1 = 0; r2 = 0; xσ2

= 0; w1 = w2.

При холостом ходе такой трансформатор не отличается от обычной идеальной катушки и может быть изображён схемой замещения (рис.15.33).

rм

1

2

М

1’

2’

Рис.15.337

Построим векторную диаграмму идеального трансформатора при холостом ходе (рис.15.34).

Намагничивающая сила при холостом ходе

,

(15.20)

где Zм – комплекс магнитного сопротивления сердечника, 1/Гн;

– комплекс основ­ного магнитного потока, Вб.

Уравнение для первичного контура:

.

(15.21)

Составим теперь схему замещения идеального трансформатора при его на­грузке (рис.15.35).

Если к зажимам вторичной обмотки подключить нагрузку с сопротивлением Zн, то в ней будет проходить ток , который, в свою очередь, будет стремиться уменьшить магнитный поток, а это приведёт к уменьшению э.д.с., вследст­вие чего ток

возрастёт до такой величины, при которой магнитный поток при­обретёт первоначальное значение и будет выполняться уравнение (15.35).

Та­ким образом, появление тока во вторичном контуре приводит к увеличению тока в первичном контуре. В нагруженном трансформаторе магнитный поток в сердечнике равен маг­нитному потоку при холостом ходе, т.е. всегда Ф = const. При нагрузке магнитный поток создаётся под действием намагничиваю­щих сил первичной и вторичной обмоток:

.

(15.22)

Сравнив (15.20) и (15.22), находим:

.

(15.23)

При равенстве количества витков первичной и вторичной обмоток

,

(15.24)

откуда

.

(15.25)

Построим векторную диаграмму идеального трансформатора при нагрузке (рис.15.36).

Преобразуем схему замещения идеального трансформатора, для чего изба­вимся от индуктивной связи. Если соединить одноимённые зажимы обмоток трансформатора между собой, то режим работы трансформатора не изменится.

Рассмотрим сначала индуктивно связанные элементы, которые теперь имеют общую точку. Коэффициент связи двух элементов в данном случае равен единице, поскольку весь магнитный поток полностью сцеплен с витками первичной и вто­ричной обмоток, т.е.

,

(15.26)

поэтому, учитывая, что w1 = w2, находим:

.

(15.27)

Заменим теперь часть схемы с индуктивно связанными элементами с общей точкой (рис.15.37а) на эквивалентную схему без индуктивной связи (рис.15.37б).

Теперь

;

;

.

С учётом найденного схема принимает вид, показанный на рис.15.37в, а схема замещения идеального трансформатора – вид, изображённый на рис.15.38.

Если теперь учесть активные и индуктивные сопротивления рассеяния обеих обмоток, то для трансформатора, у которого w1 = w2, получим схему замещения, приведенную на рис.15.39.

Запишем уравнения первичного и вторичного контуров цепи:

;

(15.28)

.

(15.29)

Построим векторную диаграмму цепи (рис.15.40).

применение, расчёт и как сделать своими руками

Согласующий трансформатор — электротехническое устройство, обеспечивающее передачу или преобразование полезного гармонического сигнала различной частоты с минимальными искажениями и потерей мощности. Такой результат становится возможным только благодаря точному согласованию полного сопротивления (импеданса) источника сигнала и нагрузки или отдельных каскадов электронных схем.

работа

Назначение

Известно, что минимизировать потери электрических сигналов при передаче потребителю можно только тогда, когда его полное сопротивление соответствует внутреннему сопротивлению источника. Это правило действует для всех схем — многокаскадных электронных устройств, при подключении нагрузки к усилителям или подаче на них сигнала, например, от звукоснимателя или микрофона.

Основное назначение согласующего трансформатора связано именно с необходимостью масштабирования сопротивления источника и нагрузки. При этом само непосредственное изменение показателей силы тока и напряжения не имеет значения. Применяются такие приборы тогда, когда требуется подключение нагрузки, не соответствующей по сопротивлению допустимым значениям для источника сигнала.

Принцип работы

При подключении к первичной обмотке трансформатора источника переменного тока за счет сердечника магнитный поток, который охватывает и вторичную обмотку устройства. При этом индуцируется электродвижущая сила, которая и обеспечивает появление в цепи тока при подключении нагрузки. Благодаря этому осуществляется передача энергии или сигнала без непосредственной электрической связи между обмотками.

Принцип работы трансформатораПринцип работы трансформатора

Чтобы обеспечить согласование нагрузки и источника по сопротивлению, соотношение числа витков во вторичной обмотке к первичной должно равняться квадратному корню отношения сопротивления нагрузки и источника сигнала. Только в этом случае можно обеспечить передачу без лишних потерь энергии и искажений.

Пример расчёта

эквивалентное сопротивление

Необходимо рассчитать коэффициент трансформации для согласующего трансформатора в ламповом усилителе:

расчет

Виды магнитопроводов

виды-магнитопроводовВиды магнитопроводов

Особенности конструкции

Передача энергии между обмотками в трансформаторах осуществляется за счет воздействия создаваемого магнитного поля. В зависимости от типа согласующего устройства оно может иметь разную конструкцию:

  1. Устройства для работы с низкочастотным электрическим сигналом обычно наматывают на броневых или стержневых сердечниках из электротехнической стали. Именно такие устройства применяются в усилителях и звуковоспроизводящей аппаратуре. Габаритные размеры зависят от передаваемой мощности, но обычно они не отличаются большими значениями.
  1. Для высокочастотных согласующих трансформаторов чаще всего применяют тороидальные сердечники из ферромагнитных веществ. Они имеют форму кольца с прямоугольным сечением.
  2. Отдельные виды ВЧ согласующих устройств могут быть выполнены по принципу воздушных трансформаторов. Простейший пример — петля из коаксиального кабеля, которая устанавливалась при подключении антенны к основному проводу. Существует вариант и распечатанных непосредственно на плате маломощных трансформаторов согласующего типа.

Для обмоток применяют изолированный медный провод круглого сечения, диаметр которого подбирается на основании расчета. Допускается и намотка проводниками прямоугольной формы, но только при сечении более 5 мм2. В качестве дополнительной изоляции применяется нанесение 2 слоев специального лака.

Согласующий трансформатор

Основная область применения

Необходимость подобного масштабирования сопротивления существует практически во всех областях, связанных с передачей электрических сигналов и энергии. Но наибольшее применение согласующие трансформаторы получили в следующих сферах:

  1. В усилителях низкой частоты (звуковых усилителях) в качестве межкаскадных и выходных трансформаторов. Необходимость в подобных устройствах была связана с тем, что старые усилители изготавливались на ламповой компонентной базе. При этом практически все лампы отличались высоким внутренним сопротивлением и подключение к ним 4 или 8-омных динамиков напрямую к ним было невозможно. Даже с появлением транзисторов, операционных усилителей ситуация в корне не изменилась, так как без согласования сопротивлений увеличивался уровень искажений сигнала.
  2. В качестве входных согласующие трансформаторы применяются в звуковоспроизводящей аппаратуре для подключения микрофонов, звукоснимателей различных типов. Сопротивление этих устройств варьируется в пределах от десятка до сотни ом, а для подключения к усиливающей аппаратуре требуются значения, которые будут на порядок больше.
  3. Еще одна сфера связана с передачей радиосигнала. Трансформаторы этого типа используются для согласования сигнала при подключении антенн к приемным и передающим устройствам. Без их применения получить качественный сигнал не удается. Отметим, что в этих целях используются высокочастотные согласующие трансформаторы.

На этом область применения не ограничивается. Так, даже обычный сварочный трансформатор в какой-то степени можно считать согласующим, что обусловлено требованиями к величине нагрузки на электрические сети.

Виды согласующих трансформаторов

Наибольшее применение на практике получил звуковой согласующий трансформатор входного и выходного типов. Для усилителей на транзисторной элементной базе используют устройства серии ТОТ (оконечный транзисторный), а на ламповых элементах ТОЛ (оконечный ламповый).

тол и тот

В качестве входных получила применение серия ТВТ (входной транзисторный).

ТВТ

Для антенны применяют устройства тороидального типа на ферромагнитных кольцах или конусах необходимого диаметра. Отметим, что для таких трансформаторов не обязательна сплошная намотка по сечению магнитопровода. Достаточно провести через внутреннюю часть прямые проводники, что позволяет сэкономить на производстве за счет уменьшения потребности в электротехнических материалах.

Особенности в эксплуатации

Отметим, что каждая серия устройств предназначена для определенных условий эксплуатации. В большинстве случаев допустимый температурный диапазон составляет -60/+85°С, атмосферное давление не менее 5 мм рт. ст., но не более 3 атмосфер. Допускается эксплуатация при относительной влажности до 98 %.

В любом случае при выборе оборудования этого типа необходимо уточнить допустимые эксплуатационные условия.

Как сделать своими руками

Особых сложностей и отличий в изготовлении согласующих трансформаторов нет. Технология сходна со сборкой понижающих устройств. Но необходимо соблюдать следующие рекомендации:

  • Обмотки укладываются равномерно без повреждения изоляции.
  • Пластины малогабаритных устройств не нуждаются в дополнительной изоляции, лакируют только детали наборных сердечников более мощных трансформаторов.
  • При выборе типа сердечника необходимо обращать на технические характеристики трансформаторной стали или ферромагнитных колец.

Отметим, что самостоятельное изготовление устройств такого типа экономически нецелесообразно. Закупка отдельных комплектующих обойдется дороже. Согласующее устройство с требуемым коэффициентом трансформации по сопротивлению в заводском исполнении обойдется дешевле.

Трансформаторы Уравнения трансформатора без ферромагнитного сердечника

Трансформатор – устройство для передачи энергии из одной цепи в другую посредством электрической индукции. Он предназначен для преобразования величин токов и напряжений, для гальванического разделения электрических цепей, для преобразования сопротивлений по величине и для других целей.

Трансформатор может состоять из двух и более обмоток. Мы будем рассматривать трансформатор из двух разделенных обмоток без ферромагнитного сердечника (воздушный трансформатор), схема которого представлена на рис. 5.12.

Обмотка с зажимами 1-1’, присоединенная к источнику питания, – первичная, обмотка, к которой подключается сопротивление нагрузки , –вторичная. Сопротивление первичной обмотки , сопротивление вторичной –.

При принятой полярности катушек и направлении токов уравнения трансформатора имеют вид:

(5.21)

Этим уравнениям соответствует векторная диаграмма на рис. 5.13. Построение ее велось относительно тока , который направлен по действительной оси.

Входное сопротивление трансформатора

Обозначим , тогда уравнения (5.21) можно переписать

(5.22)

Входное сопротивление трансформатора . Учитывая, чтои подставляя в первое уравнение ( 5.21) получим, что

(5.23)

Таким образом, входное сопротивление трансформатора со стороны первичных зажимов состоит из двух слагаемых: первое – – сопротивление первичной обмотки без учета взаимоиндукции, второе –, которое появляется за счет явления взаимоиндукции. Это сопротивление, как бы добавляется (вносится) из вторичной катушки и поэтому носит названиевносимого сопротивления.

Входное сопротивление идеального трансформатора

Идеальным трансформатором (теоретическое понятие) называют такой трансформатор, в котором выполняются условия

(5.24)

При этом С определенной погрешностью такие условия можно выполнить в трансформаторе с сердечником с высокой магнитной проницаемостью, на который намотаны провода с малым активным сопротивлением.

Входное сопротивление этого трансформатора

(5.25)

Следовательно, идеальный трансформатор, включенный между нагрузкой и источником энергии, изменяет сопротивление нагрузки пропорционально квадрату коэффициента трансформацииn.

Свойство трансформатора преобразовать величины сопротивлений широко используются в различных областях электротехники, связи, радиотехники, автоматики и прежде всего с целью согласования сопротивлений источника и нагрузки.

Схема замещения трансформатора

Схема двухобмоточного трансформатора без ферромагнитного сердечника может быть изображена так, как это представлено на рис. 5.13. Токораспределение в ней такое же, что и в схеме на рис. 5.12 без общей точки между обмотками.

Произведем в схеме на рис. 5.13 развязку индуктивных связей. При этом получим схему замещения трансформатора рис. 5.14, в которой отсутствуют магнитные связи.

Энергетические процессы в индуктивно связанных катушках

Дифференциальные уравнения воздушного трансформатора рис. 5.14.

(5.25)

Умножим первое уравнение на , а второе – на

(5.26)

Сложив эти уравнения, получим суммарную мгновенную мощность, которая потребляется от источника и расходуется в первичной и в вторичной обмотках трансформатора и в нагрузке

(5.27)

Здесь

–мгновенная мощность на нагрузке;

–мгновенная мощность, расходуемая на тепло в обмотках трансформатора;

–энергия магнитного поля обмоток трансформатора.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. М.: Высшая школа, 1984, 559 с.

  2. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В. Основы теории цепей. М.: Энергоатомиздат, 1989, 528 с.

  3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника, кн. 1, М.: Энергоатомиздат, 1995, 240 с.

Протяженный по оси цилиндра кольцевой ферромагнитный сердечник высокочастотного трансформатора

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиотехнике, в частности в трансформаторных устройствах и устройствах суммирования мощности при построении радиопередатчиков KB-УКВ диапазона. Технический результат состоит в выравнивании магнитного поля в различных частях сердечника трансформаторного устройства при его работе вблизи когерентного источника сильного магнитного поля. В цилиндрическом ферромагнитном сердечнике по длине выделяются две равные части. На каждой из частей сердечника располагают дополнительные обмотки, включенные между собой встречно-последовательно. Причем числа витков в дополнительных обмотках выбираются одинаковыми. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к радиотехнике, в частности, может быть применено при построении радиопередающих устройств KB и УКВ диапазонов.

Известны широкополосные трансформаторы, которые часто используются при построении мощных усилительных каскадов широкополосных радиопередающих устройств. При большом уровне выходной мощности трансформаторы часто выполняют, используя отрезки коаксиальных кабелей. Если наружный проводник (оплетка) какого-либо отрезка коаксиального кабеля, входящего в состав трансформатора (или устройства суммирования мощности), на входных и выходных зажимах подключен к точкам с различными потенциалами, кабель необходимо снабжать ферромагнитным сердечником с тем, чтобы уменьшить ток, протекающий по наружной поверхности оплетки кабеля (см. Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ. Под ред. Алексеева О.В. — М.: Радио и связь, 1987, рис. 3.22, 3.29).

При конструировании широкополосных трансформаторов относительно небольшой мощности применяется метод намотки отрезков коаксиальных кабелей на кольцевые ферромагнитные сердечники (см. Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ. Под ред. Алексеева О.В. — М.: Радио и связь, 1987, рис. 3.29, а). Преимуществом использования такого решения является локализация магнитного поля катушки в ограниченном кольцевом пространстве. Причем, чем больше тороидальная поверхность сердечника заполнена обмоткой, тем меньшая часть магнитного поля катушки будет располагаться вне тороидального объема.

По мере увеличения мощности устройства, т.е. мощности, проходящей по кабелю, радиус изгиба кабеля в процессе монтажа необходимо увеличивать (в соответствии с монтажными требованиями по использованию кабеля), и если число витков, требуемое для получения необходимого значения индуктивности намагничивания, становится меньше двух, надобность в кольцевой конструкции трансформатора отпадает (при ограниченной длине проводника его индуктивность будет максимальна при отсутствии изгибов). В этом случае конструкция трансформатора вырождается в прямолинейный отрезок кабеля, продетый сквозь ферритовый цилиндр, составленный из кольцевых сердечников (см. Проектирование радиопередающих устройств с применением ЭВМ. Под ред. Алексеева О.В. — М.: Радио и связь, 1987, рис. 3.29, 6).

Если рядом с цилиндрическим сердечником такого трансформатора располагается другой (еще один) проводник, по которому протекает высокочастотный ток, когерентный с током в кабеле, магнитное поле этого внешнего для трансформатора тока будет накладываться на магнитное поле в сердечнике, обусловленное током наружной поверхности оплетки коаксиального кабеля, располагающегося внутри сердечника. Внешнее магнитное поле, при большой протяженности сердечника, может сильно изменяться по длине сердечника. В результате, суперпозиция «своего» магнитного поля и поля внешнего проводника приводит к существенному увеличению поля в той части сердечника, которая расположена ближе к внешнему проводнику. Увеличение поля может быть действительно существенным, так как коаксиальный кабель располагают в центре сердечника (для того, чтобы магнитное поле было одинаковым по периметру кольца), а внешний проводник может располагаться в непосредственной близости от наружной поверхности сердечника в какой-либо его части. В других частях протяженного сердечника внешнее магнитное поле может отсутствовать.

Для уменьшения габаритов трансформатора, величина магнитного поля в сердечнике, обусловленного передаваемым (рабочим) сигналом, выбирается близкой к уровню насыщения магнитного материала сердечника. Но с появлением дополнительного, внешнего поля, магнитный материал в отдельных частях сердечника, расположенных в непосредственной близости от проводника — источника внешнего поля, может войти в область насыщения. Следствием захода в область насыщения магнитного материала лишь в части сердечника будет не только появление искажений в передаваемом сигнале, но и возникновение градиента температуры по сечению сердечника. Последнее обстоятельство часто служит причиной механического разрушения сердечника. Чтобы избежать насыщения даже в небольшой части сердечника (местоположение которой к тому же может сильно изменяться при изменении частоты или взаимной фазировки сигналов в различных частях устройства), приходится при расчетах делать запасы по величине допустимой магнитной индукции по всему сердечнику, что ведет, в итоге, к существенному росту габаритов и массы трансформатора.

Задачей настоящего изобретения является принудительное выравнивание (усреднение сильно изменяющихся в пространстве расположения сердечника) внешних высокочастотных магнитных полей в местах расположения выделяемых частей протяженного по длине магнитного сердечника.

На фиг. 1 изображен фазоинвертирующий трансформатор, выполненный из отрезка коаксиального кабеля, расположенного внутри протяженного, цилиндрического по форме, ферромагнитного сердечника (составленного, например, из кольцевых сердечников). Источник сигнала подключен слева к зажимам коаксиального кабеля, у которого заземлен (подключен к общей шине) наружный проводник. К противоположным зажимам кабеля подключается также несимметричная, относительно «земли», нагрузка Zн. Однако здесь заземляется центральный проводник коаксиального кабеля. При таком подключении, к наружному проводнику кабеля будет прикладываться выходное напряжение трансформатора.

Для уменьшения тока, протекающего по наружной поверхности внешнего проводника кабеля и уменьшающего в результате ток в цепи нагрузки, устанавливается соосно с кабелем протяженный кольцевой магнитный сердечник, набираемый, к примеру, из кольцевых ферромагнитных сердечников. Как известно, величина магнитного поля прямолинейного проводника с током, в какой-либо точке пространства обратно пропорциональна расстоянию от центра проводника до этой точки. Поэтому если проводник располагается строго по центру кольцевого сердечника, магнитное поле по кольцевому периметру сердечника будет одинаковым.

И напротив, магнитное поле тока, протекающего по проводнику, расположенному снаружи сердечника, будет в различных частях сердечника различающимся по величине (и различающимся, возможно, во много раз) и по направлению (относительно кольцевого периметра).

В результате сложения (суперпозиции) собственного (вызванного током в обмотке трансформатора) и внешнего магнитных полей в одной части сердечника суммарное магнитное поле может и снизиться, но в другой части (противоположной) обязательно увеличится. В итоге, обязательно найдется часть кольцевого сердечника, где суммарное магнитное поле неизбежно возрастет. Чтобы при возрастании итоговое магнитное поле не превысило предельно допустимых значений, приходится снижать в расчетах допустимое значение магнитной индукции.

Схема на фиг. 1 иллюстрирует применение трубчатого сердечника при построении фазоинвертирующего высокочастотного трансформатора на основе использования отрезка коаксиального кабеля. Источник сигнала 1 подключен слева к зажимам кабеля 2, у которого на этой стороне заземлен (подключен к общей шине) наружный проводник. На противоположных зажимах кабеля 2, к которым подключается несимметричная, относительно «земли» нагрузка 3, заземляется центральный проводник. Для уменьшения тока, протекающего по наружной поверхности кабеля, соосно с кабелем, устанавливаются цилиндрический магнитный сердечник. На фиг. 1 сердечник разделен по оси цилиндра на две части 4 и 5 одинаковой магнитной длины (т.е. при использовании идентичных колец, состоящих из одинакового их числа). Тем самым в сердечнике выделяются части с минимальным и максимальным уровнем наведенного в них внешнего магнитного поля. На частях сердечника 4 и 5 устанавливаются обмотки 6 и 7, включенные между собой встречно-последовательно.

Этот прием может использоваться не только в трансформаторах инвертирующих, как представлено на фиг. 1, но и в симметрирующих, повышающих.

В устройстве, приведенном на фиг. 1, предполагается, что магнитное поле внешнего источника пронизывает половину (по длине) протяженного сердечника. Если заведомо известно, что магнитное поле внешнего источника накладывается на меньшую часть сердечника, указанной петлевой обмоткой можно охватывать не весь сердечник, а только его часть, включающую кольца, находящиеся в области нахождения внешнего поля и равное им число колец из той части, где магнитное поле внешнего источника отсутствует. Возможный вариант такого решения приведен на фиг. 2.

Если же заведомо известно, что магнитное поле внешнего источника накладывается на большую часть сердечника, то в части петлевой обмотки, охватывающей меньшую часть сердечника, число витков может быть увеличено, но так, чтобы ампервитки, определяемые в данном случае произведением числа колец на число витков, в каждой из частей обмотки были одинаковы.

Из конструктивных соображений (например, при необходимости вписаться в заданные габариты радиопередатчика) протяженный трубчатый сердечник приходится деформировать, к примеру, складывать пополам, как на фиг. 3. Как отмечалось ранее, такое решение приводит к уменьшению продольной индуктивности внешнего проводника кабеля, но из конструктивных соображений на него часто приходится идти. При таком конструктивном решении может быть предложен вариант установки дополнительных петлевых обмоток между частями сердечника, приведенный на фиг. 3. Здесь петлевые обмотки 6-7 и 8-9 выравнивают внешние наведенные поля, различающиеся по вертикали (на рисунке), а обмотки 12-13 и 10-11 в горизонтальном (по рисунку) направлении.

В приведенных выше вариантах исполнения трансформатора дополнительные петлевые обмотки выполнялись одновитковыми, вокруг одинакового числа магнитных сердечников. В некоторых случаях расстояние (геометрическое) между частями сердечника может быть значительным (например, расстояние между обмотками 12-13 и 10-11 на фиг. 3), в результате чего возрастают индуктивности проводников, соединяющих части обмоток. Для снижения влияния этих индуктивностей, возможно, увеличивать числа витков в обмотках, но обязательно, в одинаковое число раз. Более того, могут быть различными и числа витков в двух частях обмотки, важно чтобы были одинаковыми ЭДС, создаваемые магнитным потоком основного сигнала в обеих частях обмотки, то есть должны быть равными произведения чисел витков на число сердечников, охватываемых обмотками, в каждой части обмотки. Таким образом, основное правило при установке таких обмоток заключается в том, что соотношение чисел витков в обмотках должно быть обратно пропорциональным магнитным сопротивлениям вдоль оси цилиндра этих частей сердечника.

Интересным свойством предлагаемого решения является тот факт, что его эффективность при указанных выше соотношениях внешних (наведенных) полей и поля, создаваемого продольным напряжением сигнала на внешнем проводнике коаксиального кабеля, не сопровождается появлением нежелательных эффектов при других ситуациях. То есть предлагаемое решение при некоторых соотношениях между фазами рабочего и наведенного внешнего сигнала существенно улучшает характеристики устройства, при других вариантах взаимной фазировки сигнала и помехи — это решение не мешает работе, но никогда, в том числе и при отсутствии внешних полей, не ухудшает характеристики устройства. То есть при отсутствии внешних наведенных полей дополнительные петлевые конструкции себя вообще не проявляют.

1. Цилиндрический ферромагнитный сердечник, составленный из кольцевых сердечников для высокочастотного трансформатора, отличающийся тем, что в сердечнике по длине выделяются две части с минимальным и максимальным уровнем наведенного в них внешнего поля, на которых располагают дополнительные обмотки, соединенные между собой встречно-последовательно и с соотношением чисел витков в них обратно пропорциональным магнитным сопротивлениям этих частей сердечника вдоль оси цилиндра.

2. Цилиндрический ферромагнитный сердечник по п. 1, отличающийся тем, что каждая часть сердечника разделена по длине на две части, на которых располагают дополнительные обмотки, включенные между собой встречно-последовательно, с соотношением чисел витков в них обратно пропорциональным магнитным сопротивлениям вдоль оси цилиндра этих частей сердечника.

что это такое, принцип работы, разновидности, обмотка

Начиная с 19 века, трансформаторы начали приобретать все большее значение в электрике и электронике. Они остаются до сих пор обязательными элементами многих схем и есть практически в любом устройстве, которое потребляет электрический ток.

Принцип его работы основан на свойствах индукции. Трансформатор – это прибор, позволяющий регулировать ток, понижая его или наоборот, понижая. Был придуман он Фарадеем, почти 170 лет назад. Основные элементы, из которых состоит трансформатор – обмотки, которые и влияют на силу тока, тем самым изменяя его до требуемых значений.

В данной стать разобраны основные вопросы работы и устройства трансформатора. Также  статье есть видеоролик и скачиваемый файл по выбранной тематике.

Трансформатор

Трансформатор.

Что такое трансформатор

Трансформатор – это электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения при той же частоте. Действие трансформатора основано на использовании явления электромагнитной индукции.

Переменный электрический ток (ток, который изменяется по величине и по направлению) наводит в первичной катушке переменное магнитное поле. Это переменное магнитное поле, наводит переменное напряжение во вторичной обмотке. Величина напряжения ЭДС зависит от числа витков  в катушке и от скорости изменения магнитного поля.

Что такое трансформатор

Отношение числа витков первичной и вторичной обмоток определяет коэффициент трансформации:
k = w1 / w2;   где:

  • w1 — число витков в первичной обмотке;
  • w2 — число витков во вторичной обмотке.

Если число витков в первичной обмотке больше чем во вторичной — это понижающий трансформатор.

Если число витков в первичной обмотке меньше, чем во вторичной — это повышающий трансформатор.

Что такое трансформатор?

Один и тот же трансформатор может быть как понижающим, так и повышающим, в зависимости от того на какую обмотку подается переменное напряжение.

Трансформаторы без сердечника или с сердечником из высокочастотного феррита или альсифера — это высокочастотные трансформаторы ( частота выше 100 килогерц). Трансформаторы с ферромагнитным сердечником (сталь, пермаллой, феррит) – это низкочастотные трансформаторы (частота ниже 100 килогерц)

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Высокочастотные трансформаторы используются в устройствах техники электросвязи, радиосвязи и др. Низкочастотные трансформаторы используются в усилительной технике звуковых частот, в телефонной связи. Особое место трансформаторы со стальным (набор из стальных листов) сердечником занимают в электротехнике. Развитие электроэнергетики напрямую зависит от мощных, силовых трансформаторов. Мощности силовых трансформаторов имеют величины от нескольких ватт до сотен тысяч киловатт и выше. Классификация типов трансформаторов представлена в таблице ниже.

Типы трансформаторов

Таблица характеристик трансформаторов по их основным типам.

Что такое силовой трансформатор

На замкнутый сердечник (магнитопровод), набранный из стальных листов, надевают две или больше, обмоток, одна из которых соединяется с источником переменного тока. Другая (или другие) обмотка соединяется с потребителем электрического тока – нагрузкой. Переменный ток, проходящий по первичной обмотке, создает в стальном сердечнике магнитный поток, который наводит в каждом витке обмотки – катушки переменное напряжение. Напряжения всех витков складываются в выходное напряжение трансформатора.  Форма сердечника – магнитопровода, может быть Ш – образной, О – образной и тороидальной, в виде тора. Таким образом в силовом трансформаторе электрическая мощность из первичной обмотки передается во вторичную обмотку через магнитный поток в магнитопроводе.

силовой трансформатор

Потребителей электрической энергии очень много: электрическое освещение, электронагреватели, радио и теле аппаратура, электродвигатели и многое другое. И все эти приборы требуют различные напряжения (переменные и постоянные) и разные мощности. Проблема эта легко решается с помощью трансформатора. Из бытовой сети с переменным напряжением 220 вольт можно получить переменное напряжение любой величины и , если необходимо, преобразовать его в постоянное напряжение.

Коэффициент полезного действия трансформатора довольно велик, от 0,9 до 0,98 и зависит от потерь в магнитопроводе и от магнитных полей рассеяния.
От величины электрической мощности Р зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.
По значению площади S определяется, при расчетах трансформатора, количество витков w на 1 вольт:

w = 50 / S.

Мощность трансформатора Рс выбирается из требуемой величины нагрузки Рн плюс величина потерь в сердечнике. 

Что такое трансформатор?

При расчете трансформатора с определенной степенью точности можно считать, что мощность нагрузки во вторичной обмотке Pн = Uн * Iн и мощность потребляемая из сети в первичной обмотке Pc = Uc * Ic приблизительно равны. Если  потерями в сердечнике  пренебречь, то получается равенство: k = Uс / Uн = Iн / Iс.

Трансформаторы и их применение

Трансформаторы и их применение/

Трансформаторы и их применение

Трансформатор – это устройство, служащее для повышения или понижения переменного напряжения без изменения его частоты и практически без потерь мощности. Трансформатор состоит из двух или более катушек, надетых на общий сердечник. Катушка, которая подключается к источнику переменного напряжения, называется первичной, а катушка, к которой присоединяется нагрузка (потребители электрической энергии), – вторичной. Сердечники трансформаторов изготавливаются из электротехнической стали и набираются из отдельных изолированных друг от друга пластин (для уменьшения потерь энергии вследствие возникновения в сердечнике вихревых токов).

Трансформаторы и их применение

Катушки трансформатора, как правило, содержат разное количество витков, причем большее напряжение оказывается приложено к катушке с большим числом витков. Если трансформатор используется для повышения напряжения, то обмотка с меньшим числом витков подключается к источнику напряжения, а к обмотке с большим числом витков присоединяется нагрузка. Для понижения напряжения все делается наоборот. При этом не следует забывать, что подавать на первичную обмотку можно напряжение не больше номинального (того, на которое она рассчитана).

Трансформаторы и их применение

Коэффициентом трансформации называют отношение числа витков в первичной обмотке к числу витков во вторичной обмотке. Он равен также отношению ЭДС в обмотках.  При отсутствии потерь в обмотках коэффициент трансформации равен отношению напряжений на зажимах обмоток: k=U1/U2. Для понижающего трансформатора коэффициент трансформации больше 1, а для повышающего – меньше 1. Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. При протекании переменного тока через первичную катушку вокруг нее возникает перемененное магнитное поле и магнитный поток, который пронизывает также и вторую катушку. В результате во вторичной катушке появляется вихревое электрическое поле и на ее зажимах возникает ЭДС индукции.

Трансформатор характеризуется коэффициентом полезного действия, равным отношению мощности, выделяющейся во вторичной катушке, к мощности, потребляемой первичной катушкой от сети. У хороших трансформаторов КПД составляет 99 – 99,5%. Важным свойством трансформатора является его способность преобразовывать сопротивление нагрузки. Рассмотрим трансформатор с КПД приблизительно равным 100%. В этом случае мощность, выделяющаяся во вторичной цепи трансформатора, будет равна мощности, потребляемой первичной обмоткой от источника напряжения. Для такого трансформатора мощность, потребляемая от источника напряжения, будет чисто активной. Мощность в первичной цепи трансформатора P1=(U12)/R1, а во вторичной цепи P2=(U22)/R2.

Так как P1=P2 и U1=kU2 , то R1=k2R2.

Таким образом, нагрузка сопротивлением R2, подключаемая к источнику переменного напряжения через трансформатор, по мощности будет эквивалентна нагрузке сопротивлением R1, подключаемой без трансформатора. Для регулировки переменного напряжения широко применяются лабораторные автотрансформаторы. Автотрансформаторы рассчитаны на подключение к сети переменного напряжения 220 В или 127 В. Как правило, выходное напряжение автотрансформатора регулируется плавно до 250 В.

Обмотка трансформатора выполнена изолированным проводом в один слой. На участках обмотки, которых касается подвижный контакт с угольной вставкой, изоляция очищена. При перемещении контакта угольная вставка закорачивает виток провода. Однако вследствие небольшого напряжения на одном витке и заметного сопротивления угольной вставки через замкнутый виток протекает допустимый ток.

Первичная обмотка автотрансформатора является частью его вторичной обмотки и поэтому между первичной и вторичной обмоткой трансформатора имеется гальваническая связь. К вторичной обмотке автотрансформатора нельзя непосредственно подключать потребители, один из проводов которых может оказаться соединенным с землей. Такое подключение приведет к аварии или несчастному случаю. При работе с автотрансформатором запрещается заземлять вторичную цепь. Рассмотрим кратко простейший расчет маломощных трансформаторов бытовой радиоаппаратуры.

Мощность трансформатора (в Вт) численно равна квадрату площади (в см2) поперечного сечения среднего стержня магнитопровода. Зная номинальную мощность трансформатора, можно  найти ток в первичной обмотке при номинальной нагрузке во вторичных обмотках. Диаметр провода обмотки выбирается из расчета (2,5-3)А/мм2 поперечного сечения провода. Для стандартных магнитопроводов, применяемых для изготовления трансформаторов, число витков на 1 вольт примерно равно частному от деления 50 на площадь поперечного сечения центрального стержня магнитопровода, выраженную в см2. Однако в зависимости от качества магнитопровода коэффициент может изменяться от 35 до 65.

Трансформатор

Трансформатор.

Полное сопротивление катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником зависит от силы протекающего через нее тока. Сопротивление катушки в зависимости от силы протекающего тока сначала увеличивается, достигает максимального значения, а затем уменьшается. Нелинейное возрастание тока холостого хода в зависимости от приложенного к первичной обмотке напряжения начинается примерно с 0,8Uном. Номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора выбирают так, чтобы ток холостого хода составлял 5-10% от номинального тока. При напряжении 1,1Uном ток холостого хода не должен превышать 20-25% номинального тока нагруженного трансформатора.

Материал в тему: как устроен тороидальный трансформатор и в чем его преимущества.

Режимы работы трансформатора

Существуют такие три режима работы трансформатора: холостой ход, режим короткого замыкания, рабочий режим. Трансформатор «на холостом ходу», когда выводы от вторичных обмоток никуда не подключены. Если сердечник трансформатора изготовлен из магнитомягкого материала, тогда ток холостого хода показывает, какие в трансформаторе происходят потери на перемагничивание сердечника и вихревые токи.

Что такое трансформатор?

В режиме короткого замыкания выводы вторичной обмотки соединены между собой накоротко, а на первичную обмотку подают небольшое напряжение, с таким расчетом, чтобы ток короткого замыкания был равен номинальному току трансформатора. Величину потерь (мощность) можно посчитать, если напряжение во вторичной обмотке умножить на ток короткого замыкания. Такой режим трансформатора находит свое техническое применение в измерительных трансформаторах.

Если подключить нагрузку к вторичной обмотке, то в ней возникает ток, индуцирующий магнитный поток, направленный противоположно магнитному потоку в первичной обмотке. Теперь в первичной обмотке ЭДС источника питания и ЭДС индукции питания не равны, поэтому ток в первичной обмотке увеличивается до тех пор, пока магнитный поток не достигнет прежнего значения.

Режимы работы трансформатора

Режимы работы трансформатора.

Для трансформатора в режиме активной нагрузки справедливо равенство:
U_2/U_1 =N_2/N_1 , где U2, U1 – мгновенные напряжения на концах вторичной и первичной обмоток, а N1, N2 – количество витков в первичной и вторичной обмотке. Если U2 > U1, трансформатор называется повышающим, в противном случае перед нами понижающий трансформатор. Любой трансформатор принято характеризовать числом k, где k – коэффициент трансформации.

Виды трансформаторов

В зависимости от своего применения и характеристик трансформаторы бывают нескольких видов. К примеру, в электрических сетях населенных пунктов, промышленных предприятий применяют трансформаторы силовые, основной задачей которых является понижение напряжения в сети до общепринятого – 220 В. Если трансформатор предназначен для регулировки тока, он называется трансформатор тока, а если устройство регулирует напряжение – то это трансформатор напряжения. В обычных сетях применяются однофазные трансформаторы, в сетях на три провода (фаза, ноль, заземление) нужен трехфазный трансформатор. Бытовой трансформатор, 220В предназначается для защиты бытовой техники от перепадов напряжения.

Виды трансформаторов

Виды трансформаторов

Сварочный трансформатор предназначен для разделения сварочной и силовой сети, для понижения напряжения в сети до нужной для сварки величины. Масляный трансформатор предназначается для использования в сетях с напряжением выше 6 000 Вольт. Конструкция трансформатора включает в себя: магнитопровод, обмотки, бак, а также крышки с вводами. Магнитопровод состоит из 2 листов электротехнической стали, которые изолированы друг от друга, обмотки, как правило, делают из алюминиевого или медного провода. Регулировка напряжения производится с помощью ответвления, которое соединяется с переключателем. Существует два вида переключения ответвлений: переключение под нагрузкой — РПН (регулирование под нагрузкой), а также без нагрузки, после того, как трансформатор отключен от внешней сети (ПБВ, или переключение без возбуждения). Большее распространение получил второй способ регулировки напряжения.

Говоря о видах трансформаторов, нельзя не рассказать об электронном трансформаторе. Электронный трансформатор представляет собой специализированный источник питания, который служит для преобразования напряжения 220В в 12 (24)В, при большой мощности. Электронный трансформатор намного меньше обычного, при тех же самых параметрах нагрузки.

Заключение

В данной статье были рассмотрены основные особенности трансформаторов.  Больше информации можно найти в скачиваемой версии учебника по электромеханике Что такое трансформатор. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.domasniyelektromaster.ru

www.td-automatika.ru

www.ivatv.narod.ru

www.etcenter.ru

www.www.joyta.ru

Что такое магнитопроводы: назначение магнитопроводов

Магнитопровод это устройство, предназначенное для прохождения магнитных потоков, возникающих от протекающего тока в обмотках различных электроприборов. МП являются неотъемлемыми частями катушек индуктивности, трансформаторов, реле и пр.

 Виды магнитопроводов

Виды магнитопроводов

Усилитель магнитного поля

Электромагнитное поле неразрывно взаимосвязано с током. Его свойства используются во всех электрических машинах, устройствах электроники и автоматики. Предназначение магнитопроводов состоит в том, чтобы передавать и усиливать магнитное поле.

Усилитель магнитного поля – это сердечник, охваченный витками катушек (обмоток). В зависимости от вида применяемого материала, добиваются определённых характеристик МП.

Усилители по принципу действия бывают двух типов:

  • амплистаты – УМП статической конструкции;
  • трансдукторы – устройство с подвижными элементами.

Зачем нужен магнитопровод

Чтобы понять, что такое магнитопровод, надо рассмотреть устройство простого трансформатора. Две индукционные катушки намотаны на сердечники, объединённые в единую конструкцию. Именно они являются магнитопроводами (МП).

Первичная катушка под напряжением наводит магнитное поле на сердечник, который наводит магнитный поток на вторичную обмотку. В результате МП индуцирует ток во второй катушке, но уже с другими характеристиками.

Важно! Сердечники изготавливают из особой трансформаторной стали – ферритов. Это сплав железа с оксидами других металлов.

Характеристики и принцип действия

Принцип действия МП заключается в том, чтобы увеличивать магнитное поле, направленное на вторичную обмотку электроустройства. Характеризующие величины МП напрямую зависят от состава сплава, применяемого для изготовления сердечников. Самыми эффективными усилителями считаются ферромагнетики.

Чтобы в сердечнике постоянно возрастала сила магнитного потока, нужно повышать силу тока и количество витков в катушке.

Следует понимать! Величина магнитного поля ограничивается характеристиками материала, из которого изготовлен сердечник.

Чтобы чётко выразить характеристики магнитопровода, их отображают графически на осях координат. Изменение величин выглядит в виде замкнутой кривой линии, называемой петлёй гистерезиса.

Петля гистерезиса

Гистерезис по-гречески означает запаздывание. Графическое изображение петли гистерезиса отражает степень намагничивания тела, находящегося во внешнем магнитном поле. Гистерезис – это зависимость векторов намагничивания и напряжённости магнитного поля в какой-либо среде от приложенного внешнего МП. Состояние тела на данный момент времени сравнивается с его предыдущим состоянием. При этом наблюдается отставание реакции тела на воздействие внешнего МП. Физическое действие отлично проявляется в ферромагнетиках: это железо, кобальт, никель и сплавы из них. Петля гистерезиса даёт объяснение существования постоянных магнитов.

Петля гистерезиса

Петля гистерезиса

Обратите внимание! Магнитным гистерезисом ферромагнетика называют отставание изменения степени намагничивания тела от изменения внешнего магнитного поля. То есть петля показывает зависимость степени намагничивания от предыстории образца.

Магнитная проницаемость ферромагнетика – непостоянная величина, она тесно связана с индукцией внешнего поля. Кривая намагничивания сердечника представляет собой изогнутую петлю, при определённой степени насыщения поля ферромагнетика. В дальнейшем эта величина не растёт. Если внешнюю индукцию уменьшить до нуля, то ферромагнетик сохранит остаточное намагничивание. При смене направления внешнего поля ферромагнетик перемагничивается в обратную сторону.

Потери от гистерезиса

При регулярном перемагничивании сердечника в нём происходят необратимые процессы, которые сопровождаются потерей энергии от внешнего источника. Явление обусловлено гистерезисом, вихревыми токами и магнитной вязкостью материала.

Площадь петли определяет энергию, утраченную в объёме ферромагнетика в течение одного цикла перемагничивания. Чтобы уменьшить потери от гистерезиса, используют сердечники из мягких сплавов.

Конструктивные особенности

Магнитопроводы изготавливают в стыковом и шихтованном исполнениях. Конструкции различаются способом соединения сердечников с ярмами (частью стержней без обмоток).

Стыковое исполнение

Собирают части МП раздельно. На вертикальные сердечники устанавливают обмотки. Потом их скрепляют горизонтальным верхним ярмом с помощью шпилек. После этого монтируют нижнее ярмо. Удобна эта конструкция тем, что, удалив шпильки, сняв горизонтальную секцию, можно всегда сменить обмотки. Стыковая конструкция используется в шунтирующих токоограничивающих устройствах реакторов.

Шихтованные конструкции

Стержни и ярма выполнены в виде слоеных плит. Каждый пакет состоит из двух или трёх слоев стальных пластин. Соединения деталей осуществляются вхождением элементов в промежутки между слоями магнитопровода. Такой способ монтажа деталей МП называют шихтованием. Сложность формирования всей конструкции трансформатора обуславливает риск некачественной сборки прибора.

Виды магнитопроводов

Магнитопроводы изготавливают стержневой, броневой и кольцевой конструкций.

Стержневой тип

Вертикальные сердечники ступенчатого сечения образуют с горизонтальными ярмами окружность. Обмотки расположены только на вертикальных элементах. Вся система магнитопровода устроена в виде замкнутой цепи.

Пластинчатые наборные магнитопроводы

Пластинчатые наборные магнитопроводы

Броневой тип

Сердечники в сечении имеют прямоугольную форму. Они занимают горизонтальное положение. Обмотки тоже выполнены в прямоугольном виде. Для того чтобы исполнить такую конфигурацию оборудования, требуется довольно сложная производственная технология. Поэтому такой тип МП используется только в специальных видах трансформаторов.

Кольцевой – тороидальный тип

Кольцевые ленточные магнитопроводы применяют в сборке силовых однофазных трансформаторов. МП изготавливают из холоднокатаной электротехнической стали толщиной 0.08, 0,3 и 0,35 мм. Тороидальные сердечники изготавливают из феррита или карбонильного железа. Их широко применяют в радиоэлектронике.

Кольцевые тороидальные МП

Кольцевые тороидальные МП

Применение трансформаторов

При передаче электроэнергии на большие расстояния могут возникать довольно большие потери из-за нагрева проводов. Во избежание столь негативного явления многократно применяют трансформаторы. Изначально на электростанции повышают напряжение соответственно со значительным уменьшением силы тока. После прохода энергии через линии электропередач перед доставкой тока потребителю с помощью трансформаторов снижают напряжение до приемлемого уровня (220 в).

Поскольку в сетях электролиний проходит трёхфазный ток, то для его преобразования применяются группы из 3 однофазных трансформаторов, соединённых в звёздную или треугольную схему. Также используются трёхфазные трансформаторы с единым магнитопроводом. Оборудование обладает высоким КПД. В связи с этим происходит выделение большого количества тепла. Поэтому мощные трансформаторы помещают в ёмкости, заполненные специальным маслом.

Мощный силовой трансформатор

Мощный силовой трансформатор

Различные электроприборы нуждаются в питании током определённой величины напряжения. Для этого в их корпуса встраивают трансформаторы с нужными характеристиками. Для питания современных радиотехнических и электронных приборов используют высокочастотные импульсные трансформаторы.

Трансформаторы являются основой контрольно-измерительных устройств. Смысл использования таких приборов заключается в безопасной передаче формы импульсов напряжения исследуемой электроцепи. Например, измерительные трансформаторы применяют в системах дизельных генераторов с токами средней мощности (до 1 мегаватта).

Согласующие трансформаторы применяют при подключении устройств с низкоомным сопротивлением к каскадам электроники с высокими входными или выходными показателями сопротивления. Примером может служить соединение усилителя звуковой частоты с динамиками, которые имеют очень низкое сопротивление.

Дополнительная информация. Величина энергетических потерь в трансформаторе напрямую зависит от качества электротехнической стали сердечника. Минимальные потери на нагрев, гистерезис и вихревые токи происходят там, где сердечники собраны из большого количества секций.

Марки ферритов

Ферриты по своему составу подразделяются на две группы: марганцово-цинковые и никель-цинковые. Марганцово-цинковые ферриты обозначают буквами НМ, соответственно, никель-цинковые вещества маркируют литерами – НН. Число перед буквенным обозначением феррита означает величину начальной магнитной проницаемости в единицах µнач. Этот показатель даётся с корректировкой номинального значения. Например, феррит марки 4000НМ имеет магнитную проницаемость с отклонением в пределах от – 800 до + 500 µнач.

Магнитопроводы имеют исключительное значение в формировании таких приборов, как трансформаторы и другие электротехнические устройства. От их качественного состава во многом зависят исходные технические характеристики приборов.

Видео

Ферриты для импульсных трансформаторов | «ЛЭПКОС», ИЦ «Северо-Западная Лаборатория»

 

Ферриты марок 300ННИ, 300ННИ1, 350ННИ, 450ННИ, 1000ННИ, 1100ННИ, 1100НМИ (группа V) предназначены для импульсных режимов намагничивания. Из ферритов этой группы изготавливаются кольцевые и П-образные сердечники импульсных трансформаторов для аппаратуры различного назначения, работающей в импульсных режимах. Марки характеризуются величиной импульсной магнитной проницаемости и температурной стабильностью магнитной проницаемости. Для ферритов, применяемых в мощных импульсных трансформаторах, обычно приводятся зависимости значения удельных объемных магнитных потерь от магнитной индукции и длительности намагничивающего импульса. Удельные объемные магнитные потери при импульсном намагничивании являются основным фактором, определяющим перегрев сердечника.

В табл.1.5.1 приведены основные электромагнитные параметры ферритов для импульсных полей, а вспомогательные — в табл.1.5.2 и 1.5.3. На рис.1.5.1 показана зависимость импульсной магнитной проницаемости от температуры окружающей среды. Зависимость удельных объемных магнитных потерь ферритов марок 1000ННИ, 450ННИ, 1100НМИ от индукции приведены на рис. 1.5.2, а зависимость импульсной магнитной проницаемости от длительности импульса — на рис.1.5.3.

Основные электромагнитные параметры ферритов V группы.

Марка феррита μИ при τИ=
=1…3 мкс и fИ=
=0,5…5 кГц
HИ opt, A/м ΔμИ/μИ, %, в интервале температур, °С
Номинальное значение Предельное отклонение -60…+20 -40…+20 +20…+85 +20…+100
300ННИ* 300 +80
-50
64 -4…+8 -8…+4
350ННИ* 350 ±75 80 0…45 -30…+30
450ННИ 450 ±50 240 0…-25 0…+10
1000ННИ 1000 +300
-250
64 0…-30 0…-30
1100ННИ 1100 ±250 80 0…-50 0…-50
1100НМИ 1100 ±150 80 -25…+25 -25…+25
300ННИ* 300 ±50 80…240 -30…+30 -30…+30

* — Импульсная магнитная проницаемость μИ определяется при длительности импульса τИ = 0,5…3мкс.

Вспомогательные параметры ферритов V группы.

Марка феррита fкр, МГц, при tgδ=0,1 Параметры петли гистерезиса в статическом режиме h
&times109 при f=0,1 МГц
ρ, Ом&timesм Θ, °С, не менее Конфигурация сердечников
μmax H_, A/м, при μmax B, Тл Br, Тл Hc, A/м
при H_= 800 A/м
300ННИ 300ННИ*
350ННИ 450ННИ 1000ННИ
1100ННИ
1100НМИ
2,00 2,00
2,50 1,00 0,500
0,400
0,300
300 400
1000 2100 3000
3000
3000
240 160
80 56 32
32
32
0,30 0,22
0,26 0,37 0,30
0,27
0,40
0,28 0,06
0,120 0,160 0,090
0,080
0,150
160,0 96,0
48,0 40,0 16,0
20,0
24,0
23 33
38 31 7,6
5,0
3,8
10 104
107 103 103
10
0,10
240 160
180 230 120
110
180
Кольцевые, П-образные
Кольцевые
Кольцевые,
О-образные
Кольцевые, П-образные
Кольцевые

Значение dk для ферритов V группы составляет 4,7…4,9.

Относительный температурный коэффициент начальной магнитной проницаемости для ферритов V группы.

Марка феррита αμ×106, 1/°C, в интервале температур, °C
-60…+20 -40…+20 +20…+50 +20…+100
300ННИ*
350ННИ
450ННИ
1000ННИ
1100ННИ
1100НМИ
-2,0…+1,0
+3,0…+24,0
+8,0…+14,0
+4,0…+9,0
+3,0…+6,0
+1,0…+3,0
+3,0…+1,0
+7,0…+24,0
+7,0…+14,0
+4,0…+9,0
+3,0…+6,0
+1,0…+3,0
-6,0…+1,0
+4,0…+17,0
+4,0…+17,0
+3,0…+9,0
+3,0…+5,0
-2,0…+1,0
-2,0…+1,0
+4,0…+17,0
+6,0…+18,0
+2,0…+6,0
+2,0…+4,0
+1,0…+3,0

 

ФЕРРИТ-ХОЛДИНГ: Новости

 

30.12 19 

Уважаемые коллеги и партнеры! Коллектив компании ЛЭПКОС поздравляет с наступающими Новым годом и Рождеством! Желаем уверенно идти к самым амбициозным целям, всегда держать руку на пульсе и реализовать в Новом году все самые смелые идеи. Интересных проектов, хороших новостей и финансовых успехов!




24.12 19 

Режим работы склада ЛЭПКОС:31.12.2019 склад ЛЭПКОС работает с 8-30 до 15-00. В период с 01.01.2020 по 13.01.2020 в связи с новогодними праздниками и переездом склада ЛЭПКОС отгрузки продукции заказчикам производиться не будут. С 14 января 2020 года отгрузки будут осуществляться с нового склада по адресу: СПб, Московское шоссе, д.101, к.3. Приносим извинения за временные неудобства!




08.10 19 

ООО «ЛЭПКОС» приглашает посетить стенд нашей компании на выставке ChipEXPO 2019, которая пройдет с 16 по 18 октября 2019 года в г. Москве на территории ЦВК «Экспоцентр» на Красной Пресне, павильон «Форум», стенд C23.




26.06 19 

По итогам 2018 года компания «ЛЭПКОС» награждена компанией TDK памятным знаком «Лучший продавец ферритов 2018».


29.04 19 

График работы компании «ЛЭПКОС» в период майских праздников.



 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *