Главными частями трансформатора являются катушка и магнитопровод с обмотками.
Материалом для магнитопровода трансформаторов помогает листовая электротехническая сталь разных марок и толщины, тёплой прокатки и холоднокатаная; от содержания кремния, которое отражено в марке стали, и от толщины страницы зависят утраты мощности в магнитопроводе от вихревых токов. Толщину страницы используемой стали выбирают в зависимости от частоты сети, питающей трансформатор: с повышением частоты толщину страницы нужно уменьшать. Ленточные (витые) магнитопроводы изготавливают из лент рулонной стали; предварительно лента покрывается изолирующим и склеивающим составом.
Стержневые магнитопроводы собирают из прямоугольных пластин однообразной ширины. Части магнитопровода, на которых находятся обмотки, именуются стержнями. Часть магнитопровода, соединяющая стержни между собой, именуется ярмом.
Сборка частей магнитопровода может производиться встык и вперекрышку, причем в последнем случае возрастает механическая прочность и значительно уменьшается магнитное сопротивление магнитопровода. При сборке встык пластины собирают в единый пакет и предусматривают изоляционную прокладку между пакетами для предохранения от замыкания между отдельными страницами магнитопровода. Сборка встык упрощает демонтаж и монтаж трансформатора.
Пластины магнитопровода скрепляют в пакет или посредством изолированных от магнитопровода шпилек или посредством особых бандажей из капроновых ниток.
Броневые магнитопроводы собирают из пластин Ш-прямоугольных пластин и образной формы, замыкающих Ш-образную пластину. Эти магнитопроводы имеют один стержень, на котором располагают все обмотки трансформатора. Сборка броневого магнитопровода производится равно как и магнитопровода стержневого типа, обрисованного выше.
Потому, что в броневом магнитопроводе обмотка размещается на среднем стержне, магнитный поток разветвляется на правую и левую части и, так, в крайних стержнях его значение будет в 2 раза меньше, чем в центральном; это разрешает уменьшить сечение крайних стержней в 2 раза если сравнивать с центральным. собирают из отдельных штампованных колец, покрытых изолирующим лаком; сборка производится посредством намотки на пакет пластин ленточной лакоткани. Данный магнитопровод владеет наилучшими магнитными особенностями:
мельчайшее магнитное сопротивление, минимальные чувствительность и индуктивность рассеивания к внешним магнитным полям, но изготовление обмоток в этом случае может производиться лишь на особых станках челночного типа либо вручную.
Ленточные магнитопроводы стержневого и броневого типа планируют из отдельных, соединяемых встык, магнитопроводов подковообразной формы, а после этого стягиваются особыми накладками (хомутами). Такая конструкция магнитопровода существенно упрощает сборку трансформатора. Ленточные магнитопроводы если сравнивать с пластинчатыми допускают магнитную индукцию на 20—30 % выше, утрат в них меньше, заполнение количества магнитопровода и КПД трансформатора выше. По этим обстоятельствам ленточные магнитопроводы находят все более широкое использование.
Тороидальные ленточные магнитопроводы изготавливают методом навивки ленты на оправку заданного размера. Обмотки трансформатора производятся на намоточных станках челночного типа.
Рис. 1.1 Конструкция магнитопроводов трансформаторов
Обмотки трансформатора делают из бронзового либо алюминиевого изолированного провода. При изготовлении катушки с обмотками предусматриваются изолирующие прокладки: межобмоточная , межслойная и внешняя.
При диаметре провода более 1мм каркас выполняется из электрокартона, а отдельные слои обмотки перевязываются хлопчатобумажной лентой.
Обмоточные провода маркируются по диаметру, виду изоляции и нагревостойкости.
Для увеличения электрической прочности трансформаторы по окончании сборки пропитывают электроизоляционными лаками, а время от времени заливают особыми компаундами.
В трансформаторах средней мощности ближе к стержню располагают обмотку низшего напряжения. Это разрешает уменьшить слой изоляции между стержнем и обмоткой, и формирует лучшие условия охлаждения обмотки низшего напряжения, по которой протекает больший ток.
В низковольтных трансформаторах (до 100 В) малой мощности ближе к стержню помещают обмотку высшего напряжения. Эта мера разрешает снизить цена трансформатора, поскольку средняя протяженность витка обмотки высшего напряжения, делаемой из дорогостоящего провода малого сечения, получается в этом случае меньше.
В высоковольтных трансформаторах (более 1000 В) используется раздельное размещение обмоток на стержнях магнитопровода.
В низковольтных трансформаторах обмотки находятся в соответствии с рис.1.2,б
Рис. 1.2 Размещение обмоток на каркасе:
- а – в высоковольтном трансформаторе;
- б — в низковольтном;
- в — в броневом
Преимущество для того чтобы размещения обмоток—маленькое значение магнитного потока рассеяния из-за меньшей толщины намотки и маленький расход обмоточных проводов, поскольку понижение толщины намотки ведет к уменьшению средней длины витка обмотки.
В трансформаторах с броневыми магнитопроводами обмотки находятся на одном стержне.
В трехфазном трансформаторе на каждом из стержней находятся первичная и вторичная обмотки данной фазы.
В тороидальных трансформаторах обмотки находятся на всей протяженности магнитопровода.
Стержневые и броневые магнитопроводы с находящимися на них обмотками собирают в узел посредством накладок и шпилек или методом запрессовки в скобу.
Тороидальные магнитопроводы с находящимися на них обмотками собирают в узел и крепят к шасси посредством крепежных винта и шайб с гайкой.
В конструкции трансформатора должна быть предусмотрена панель, к которой припаиваются выводы обмоток. Корпус трансформатора (накладки, обоймы, скобы) электрически соединяется с магнитопроводом и заземляется. Эта мера нужна из-за техники безопасности на случай пробоя одной из обмоток.