Файл: Пиотровский Л.М. Электрические машины учебник.pdf

ного потока целесообразен сношенный стык между стержнем и ярмом

(рис. 10-6).

Сердечники мощных однофазных трансформаторов выполняют двухрамными (рис. 10-7). Для улучшения охлаждения в таких сер­ дечниках между его частями оставляется канал для циркуляции охлаждающего масла, значительно увеличивающий поверхность охлаждения. Ширина канала 12—20 мм обеспечивается изоляцион­ ными прокладками.

Поперечные сечения стержней стержневых трансформаторов выполняются ступенчатыми (рис. 10-8). При увеличении количества ступеней улучшается использование площади внутри катушки для распределения магнитного потока, но усложняется изготовление стержня. Ступени состоят из пакетов, собранных из полос одинаковой ширины. При больших диаметрах стержня между пакетами оставляют

6)

Броневые трансформаторы имеют прямоугольное сечение стержня с отношением сторон 1 : 2 или 1 : 3, большая сторона прямоуголь­ ника — в направлении сборки сердечника.

Сечение ярма обычно прямоугольное (рис. 10-9, а) или с неболь­

стержня.

Прессовка пакетов стержней в трансформаторах малой и средней мощности осуществляется при помощи деревянных планок, забивае­ мых менаду стержнем и изоляционным цилиндром, на котором намо­ тана катушка обмотки (рис. 10-10, а). В трансформаторах большой мощности (более 1000 кв-а на стержень) пакеты стержня стягиваются одним или двумя рядами стальных шпилек, изолированных относи­ тельно стержня трубками и шайбами из слоистого пластика —ге- тинакса или текстолита (рис. 10-10, б). Стяжка ярем осуществляется деревянными или стальными балками.

В трансформаторах малой мощности промышленной частоты при­ меняется горячекатаная сталь тех же марок, что и в крупных транс­

168

форматорах. При увеличении частоты необходимо уменьшать тол­ щину листа стали'до 0,2—0,1 мм и при частоте порядка 1000 гц оп­ равдано применение прессованных сердечников из ферритов.

Для уменьшения количества стыков сердечник собирается из пластин, имеющих форму буквы III и полосок (рис. 10-11, а) или же из пластин с одним разрезом (рис. 10-11, б). Поперечное сечение сердечника имеет форму квадрата или прямоугольника.

Рис. 10-10. Прессовка сердечштка: а — деревянными план­ ками; б — стальными шпильками

1 — изоляционный цилиндр, S — деревянная планка, 3 — деревян­ ный стержень, 4 — стальная шпилька, 5 — изоляционная трубка

В последнее время для однофазных трансформаторов мощностью до 500 кв-а и для трансформаторов малой мощности применяют сердечники 1, намотанные из стальной ленты (рис. 10-12).

Б. Обмотки трансформаторов. По взаимному расположению обмо­ ток высшего и низшего напряжения и способу их размещения на стержнях различают обмотки концентрические и чередующиеся.

а)

Концентрические обмотки имеют форму цилиндров различных диа­ метров (рис. 10-2), ближе к стержню обычно располагается обмотка низшего напряжения и снаружи обмотка высшего напряжения. Такое расположение обмоток облегчает выполнение изоляции.

169

Концентрические обмотки получили наибольшее распространение во всех стержневых трансформаторах и броневых трансформаторах малой мощности. Их разновидностью являются двойные концентри­ ческие обмотки, когда обмотка высшего напряжения располагается между двумя слоями обмотки низшего напряжения. Такие обмотки имеют меньший поток рассеяния, но изоляция их значительно сложнее.

В чередующихся обмотках катушки обмоток высшего и низшего напряжения выполняются в виде дисков, размещенных группами на стержнях (рис. 10-3, а). Эти обмотки обычно имеют меньший поток рассеяния и в них при большом токе легко могут быть образованы симметричные параллельные цепи. Однако изоляция этих обмоток сложнее из-за большого количества промежутков между катушками высшего и низшего напряжения. Чередующиеся обмотки приме­ няются главным образом в броневых трансформаторах.

Наименьшая часть обмотки, полностью схватывающая стержень, называется витком. Каждый виток состоит из одного или нескольких расположенных рядом параллельных проводников. Последовательно соединенные витки объединяются в один конструктивный элемент п образуют катушку. Витки в катушке располагаются в один или не­ сколько слоев. Обмотка состоит из одной или нескольких катушек, соединенных последовательно и параллельно.

Обмотки масляных трансформаторов выполняются из проводов марок ПЭЛБО, ПБ и ПББО. В сухих трансформаторах с теплостой­ кой изоляцией применяется провод марки ІІСД. Винтовые обмотки представляют собой витки, расположенные по винтовой линии вокруг кругового цилиндра по всей длине катушки. Если витки прилегают вплотную друг к другу, то такие обмотки часто называют цилиндри­ ческими. Однослойные и двухслойные катушки наматываются из

170

проводников прямоугольного сечения и используются для обмоток низшего напряжения до 6 кв. При больших сечениях провода катушки изготовляются из нескольких параллельных проводников, которые располагаются в одном слое, для того чтобы они находились в одина­ ковых условиях по отношению к потоку рассеяния. Для улучшения охлаждения один слой катушки отделяется от другого каналом 1

шириной 5—8 мм (рис. 10-13).

Многослойные катушки выполняются обычно из проводников круглого сечения и используются для обмоток высшего напряжения

полнительное место по высоте катушки, то обычно ограничиваются

ской прочностью, так как имеют значительные радиальные раз­

меры.

Спиральные обмотки состоят из нескольких десятков катушек, расположенных по высоте стержня. Катушки наматываются непре­ рывным проводником, витки в катушках располагаются по спирали. Между катушками имеются каналы для их охлаждения (рис. 10-17). Если для изготовления катушек используются параллельные про­

171

водники, то при намотке катушек производится перекладка провод­ ников подобно описанной для винтовых обмоток. Спиральная об­ мотка обладает большой механической прочностью и надежностью, поэтому несмотря на сложность изготовления опа широко приме­ няется как обмотка высшего и низшего напряжения в трансформа­ торах большой мощности.

Катушки чередующихся обмоток из прямоугольного провода на матываются в виде двух расположенных рядом спиралей (как пара катушек спиральной обмотки). В обмотке высшего напряжения ка­ тушки соединяются последовательно, в обмотке низшего напряже­

ным охлаждением; б) масляные с естественным охлаждением; в) масля­ ные с искусственным воздушным охлаждением масляного бака; г) масляные с искусственной циркуляцией масла и охлаждением его в особых охладителях с естественным или искусственным воздуш­ ным или водяным охлаждением.

В сухих трансформаторах с естественным охлаждением теплоот­ дача от трансформатора происходит непосредственно окружающему трансформатор воздуху. Так как коэффициент теплоотдачи в воздух невелик, то сухие трансформаторы с естественным охлаждением обычно выполняются лишь в единицах малой мощности для напря­ жений, не превышающих 6—10 кв.

Основное значение имеют в настоящее время масляные транс­ форматоры, в которых стержень с обмотками помещается в бак с маслом. Циркуляция масла внутри бака обеспечивает передачу тепловой энергии потерь от обмоток и стержня к стен­ кам бака.

Чтобы нагревающееся масло могло свободно расширяться, в транс­ форматорах мощностью до 75 кв-а и напряжением-до 6,3 кв его не

172

доливают до крышки бака. При нагревании вытесняемый из бака воздух выходит через специальную пробку, которая одновременно

труб, диаметром около 55 мм, вваренных в стенку бака и расположенных в один или несколько ря­

дов (рис. 10-19). Широко распространенные ранее баки из волнистой стали в настоящее время не выполняются, так как по сравнению с трубчатыми они механически менее прочны и теплоотдача их хуже.

173