Расчет трансформаторов на заказ

Необходимость расчета трансформаторов по индивидуальным параметрам, как правило, возникает при разработке новой или модернизации существующей аппаратуры с отличающимися электротехническими и конструктивными требованиями к комплектующим, а так же при замене зарубежных или устаревших, отсутствующих в производстве изделий.

Условия согласованного включения в аппаратуре, значения величины передаваемой мощности, диапазон рабочих частот, электрическая прочность изоляции отдельных элементов, нагревостойкость по условиям эксплуатации при одновременной минимизации потерь, массы и габаритов требует в каждом отдельном случае, «под задачу», оптимизации конструктивных и технологических решений. Сюда относятся:

конструкция, материал и типоразмер магнитопровода с соответствующими рабочей частоте магнитной проницаемостью, магнитной индукции насыщения, удельными потерями, точкой Кюри;
конструктивное исполнение катушек с учетом частоты и величины токов, требуемых значений индуктивности, добротности;
вид и материал электрической изоляции;
конструкция выводов.

Возможность уменьшения размеров магнитопровода с увеличением рабочей частоты ограничено допустимыми минимальными размерами «окна» для размещения обмоток и требованиями к электрической прочности изоляции, т.е. к надежности изделия.

Частотнозависимый поверхностный эффект приводит к применению литцендрата, что снижает коэффициент заполнения «окна» магнитопровода, а при больших токах увеличивает количество отдельных проводов и, соответственно, вероятность возникновения уравнительных токов и нагрева.

Значительный разброс параметров материала магнитопровода (для ферритов производитель указывает +30% и -20% по начальной магнитной проницаемости) с одной стороны и требуемая высокая точность по значениям индуктивности с другой стороны при наличии плотной укладки проводов в «окне» магнитопровода требует зачастую подгонку величины зазора магнитопровода при заданном числе витков. Поскольку эта величина зазора не совпадает с рядом значений, установленных производителем, требуется последующая подрезка керна сердечника.

На кольцевых магнитопроводах плотная укладка проводов и изоляции с высоким коэффициентом заполнения «окна» ограничена в силу различий в укладке по внешнему и внутреннему диаметрам, ограничений размером челнока оборудования, типом и диаметром провода обмотки. В силу этих ограничений намотка на таких сердечниках при определенных условиях может быть произведена только вручную.

Фиксированное значение напряжения на нагрузке трансформатора соответствует определенной рабочей точке нагрузочной характеристики, а в остальных случаях может существенно отличаться из – за изменения падения напряжения на внутреннем сопротивлении трансформатора малой мощности.

Для высоких значений тока первичной цепи кольцевых трансформаторов тока при их относительно малых габаритах величина напряженности магнитного поля в магнитопроводе как правило соответствует участку насыщения магнитной индукции в электрической стали. Линеаризация выходной характеристики и требуемая чувствительность трансформатора тока достигаются зазором в магнитопроводе определенной величины и соответствующим напряжением э.д.с. индукции в цепи нагрузки.

Комплексный характер воздействия и сложная взаимосвязь многих факторов не позволяют рассчитать все значимые параметры намоточных изделий. Так, например, собственная емкость обмоток и индуктивность рассеивания определяются путем измерений.

Поскольку окончательный вывод о соответствии иногда может быть сделан после проверки изделия в составе аппаратуры, предприятие идет навстречу заказчикам в части изготовления опытных образцов.