Конструкция обмоток

Конструктивный расчет обмоток заключается в выборе основания для намотки (гильзы или каркаса), длины намотки, числа витков в слое и числа слоев каждой обмотки, а также в выборе межслоевой и межобмоточной изоляции. Эскиз каркаса с обмотка­ми для трехобмоточного трансформатора представлен на рис. 7.

Катушка с обмотками у броневого трансформатора одна и располагается на среднем стержне. У стержневого трансформатора обычно две катушки и находятся они на обоих стержнях, при­чем каждая катушка содержит половинное число витков соответ­ствующей обмотки трансформатора.

Проверка размещения обмоток производится в следующей пос­ледовательности:

а) определяется число витков в слое w_с согласно зависимости:

, (14)

где h' = h –1 - высота каркаса (меньше на 1 мм высоты окна магнитопровода, мм;

δ' - толщина щеток и стенок каркаса (обычно равна 1,5 - 4,3 мм в зависимости от диаметра провода);

k_у - коэффициент укладки, определяемый по таблице 10(учитывает неплотность намотки),

d_из - диаметр провода с изоляцией, мм.

б) Определяется толщина каждой обмотки:

(15)

где: w - число витков каждой обмотки;

_из - толщина прокладок (изоляции) между слоями, мм;

N = w/w_с - округляется до ближайшего большего целого числа и определяет число рядов в слое.

В качестве прокладок между слоями рекомендуется выбирать: при проводах диаметром менее 0,1 мм - конденсаторную бумагу толщиной 0,01 мм; при проводах диаметром 0,1 - 0,5 мм - телефонную бумагу толщиной 0,05 мм и при проводах диаметром более 0,5 мм - кабельную бумагу толщиной 0,12 мм.

в) определяется полная толщина намотки. Для Ш - образных (броневых) магнитопроводов она находится из зависимости:

 = δ₁ + δ₂ + ……. + δ_n + (δ' +1) + n^.d_мо, мм (16)

где d_мо - толщина межобмоточной изоляции, мм;

n - число обмоток.

Для стержневых магнитопроводов, у которых обмотки располагаются на обоих стержнях (две катушки) и содержат половинное число витков каждой обмотки, полная толщина намотки одной катушки находится из зависимости:

 = δ₁/2 + δ₂/2+ ……. + δ_n/2+ (δ' +1) + n^.d_мо, мм (17)

В заключение этого этапа расчета следует определить зазор между катушкой и магнитопроводом (для броневых и однокатушечных стержневых трансформаторов) или двумя катушками (для стержневых трансформаторов с двумя катушками). Если величина этого зазора, равная (c - k_в) для броневых и однокатушечных стержневых трансформаторов или (c - 2k_в) для стержневых трансформаторов с двумя катушками окажется в пределах 0,5 - 5,0 мм, то катушки нормально укладываются в окно сердечника.

Здесь k_в - коэффициент, учитывающий выпучивание обмоток при их намотке, c - ширина окна магнитопровода (Рисунки 1,2).

Зазор в 5 мм допустим лишь для больших трансформаторов малой мощности (около 800 ВA при f = 50 Гц и около 2500 ВА при f = 400 Гц. С уменьшением мощности допустимый зазор пропорционально уменьшается. Если полученный зазор меньше указанного, то сле­дует либо увеличить индукцию, либо подобрать провода меньших диаметров (увеличив тем самым плотность тока), либо перейти к ближайшему большему типоразмеру магнитопровода. При чрезмерной же свободе в окне (свободно более 15-20% площади окна) - к ближайшему меньшему типоразмеру магнитопровода, после чего по­вторить расчет заново. На этом конструктивный расчет трансфор­матора заканчивается.