Магнитопровод представляет, называемый также сердечником, собой один из наиболее важных элементов, входящих в структуру трансформатора. Он составляет ту основу, к которой крепятся различные части, входящие в активную систему агрегата, включая обмотку, отводы. Кроме того, он выполняет функцию системы магнитной, входя в состав схем, образующих радиоэлектронное оборудование. По этой системе происходит замыкание основного магнитного потока, создаваемого генераторами, дросселями, запоминающими устройствами и иными элементами, включая головки магнитные.
Сердечник характеризуется шихтованной конструкцией. Это подразумевает, что он является совокупностью стальных тонких пластин, толщина которых не превышает 0,5 мм. Они с обеих сторон покрываются каким-либо материалом, обладающим изоляционными свойствами (это может быть, например, лак). Подобное устройство ослабляет токи вихревые, которые могут возникать в магнитопроводе из-за действия магнитного переменного потока. Благодаря этому потери энергии внутри трансформатора удается снизить.
Материал
Назначение сердечника в составе трансформатора заключается в том, чтобы образовывать замкнутый путь, по которому движется поток магнитный, причем сопротивление этого пути должно быть минимальным. По этой причине изготавливаются магнитопроводы из таких материалов, которые должны соответствовать определенным требованиям:
- значительная степень проницаемости магнитной в условиях сильных переменных полей;
- незначительные потери на токи вихревые во избежание перегрева сердечника при высоком значении индукции магнитной;
- нетребовательность обработке, включая как механическую, так и термическую.
Важно также, чтобы материал был относительно недорогим.
Всем перечисленным требованиям соответствует электротехническая сталь. Этот материал производится в форме длинных лент, имеющих определенную ширину, толщину. Сердечники трансформаторов, представленных в каталоге компании Eldek, изготовлены из листовой стали электротехнической, ее толщина которой составляет 0,3 мм, 0,35 мм и 0,8 мм. В качестве изолирующего материала используется пленка, образуемая лаком, или особое жаростойкое покрытие.
Типы и виды магнитопровода
Существуют следующие разновидности магнитопроводов, входящих в состав силовых трансформаторов – стержневые, броневые, кольцевые, или тороидальные. Они различаются и по конструктивному исполнению, и по сфере применения.
Стержневой магнитопровод
Середчник стрежневого типа состоит из стержней, которые располагаются вертикально. На них имеются обмотки, которые замыкаются ярмами и снизу, и сверху. На каждом стрежне находятся обмотки определенной фазы, и через них проходит именно ее поток.
Сечение стрежней ступенчатое, вписываемое в форму круга. Чем выше мощность трансформатора, тем больше ступеней, это позволяет лучше заполнять сталью пространство внутри обмотки. В ряде случаев между комплексами стержней оставляются зазоры воздушные, их ширина составляет от 5 до 6 миллиметров. Эти зазоры выполняют функцию вентиляционных каналов, при их наличии улучшается теплоотдача.
Преимущества устройства не вызывают сомнений:
- агрегат весит относительно немного и отличается компактными габаритами;
- обмотки характеризуются значительной симметрией;
- емкость невелика, как и индуктивность;
- большая проницаемость позволяет создавать внутри трансформатора значительное магнитное поле при небольших затратах энергии, благодаря чему повышается и надежность трансформаторов, и их эффективность;
- магнитопровод устойчив к электромагнитным внешним воздействиям;
- экономно расходуется провод обмоточный.
К слабым местам данной конструкции можно отнести относительную уязвимость для воздействий механических.
Область назначения
Магнитопроводы стержневые бывают нескольких видов в зависимости от формы сечения стержней, каждый из них имеет свою сферу применения:
- прямоугольные считаются самыми популярными в силу экономичности и простоты производства, они часто используются в низковольтных преобразователях;
- круглые сердечники снижают энергетические потери и лучше концентрируют магнитное поле, их устанавливают в высокочастотных трансформаторах;
- плоские имеют соответствующий вид стержней, благодаря чему индуктивность снижается, а охлаждение усиливается. Сердечники такого типа предназначаются для трансформаторов, отличающихся высокой мощностью;
- у профильных сердечников стержни отличаются профилированной сложной формой, за счет чего можно оптимально распределять магнитное поле, снижая энергетические потери. Профильные магнитопроводы применяются в трансформаторах высоковольтных, а также в преобразователях.
Броневой магнитопровод
Сердечник броневого типа выглядит как ветвящаяся конструкция. От основного стержня отходят ярма, которые частично прикрывают обмотки (именно это подразумевается под бронированием). Сечение стержня по размеру вдвое превышает аналогичную характеристику каждого ярма, соответственно, и поток магнитный в них в двое меньше в сравнении с центральным стержнем.
Магнитопроводы данного вида обладают множеством достоинств:
- относительная конструктивная простота;
- технологичность;
- надежная защита от повреждений механических.
Однако эта разновидность сердечника не лишена слабых мест. Такой магнитопровод отличается крупными размерами, что несколько затрудняет его применение, он достаточно чувствителен к внешним электромагнитным воздействиям, а условия теплоотвода невысоки.
Область назначения
Изготовление магнитопроводов броневых отличается значительной сложностью с технологической точки зрения, и в силу этого они не особенно распространены. Устанавливают их преимущественно в тех силовых преобразователях, мощность которых не особенно высока, а именно – в радиотрансформаторах.
Кольцевой (тороидальный) магнитопровод
Кольцевой сердечник, или тороидальный, характеризуется формой тора – фигуры трехмерной, напоминающей вытянутый эллипс. Подобная форма позволяет распределить магнитное поле по всей конструкции равномерно и одновременно компактно.
От прямоугольного сердечника тороидальный отличается отсутствием угловых переходов и краев, что предотвращает возникновение магнитных потоков с полюсами различной полярности. У подобной конструкции есть и другие достоинства:
- при такой геометрии магнитное поле воздействует на максимальное число рабочих витков, поэтому потери мощности сводятся к минимуму;
- магнитные потери в стыкующихся зон сокращаются, и трансформатор работает эффективнее;
- снижается уровень электромагнитных помех, в результате электронные устройства, подключаемые к трансформатору, работают стабильно.
Внутри кольцевого магнитопровода есть отверстие, облегчающее его установку на обмотки.
Область назначения
Магнитопроводы данной разновидности используются в преобразователях любого типа, включая импульсные и силовые, высокомощные и маломощные.
Таким образом, каждый вид магнитопровода имеет особенности, при выборе следует учитывать мощность трансформатора и другие аспекты.
Вам может быть интересно: