Тороидальные магнитные системы компонуются из тороидальных (кольцевых) магнитопроводов, число которых может быть от одного до нескольких десятков. Каждый магнитопровод изготовляется посредством навивки ленты на кольцевую оправку (см. рис. 1 ), т.е. технология в принципе такая же, как у витых стержневых. Для навивки используется лента из трансформаторной стали марок 3421-3425 или из пермаллоя. Изготовленные из трансформаторной стали магнитопроводы благодаря спеканию изолирующего покрытия ленты имеют достаточно высокую механическую прочность и допускают компоновку импульсного трансформатора без специальных защитных деталей. Возникающие при креплении магнитопроводов механические напряжения не оказывают существенного влияния на магнитные свойства магнитной системы. При сборке предпочтение отдается вертикальной установке магнитопроводов, так как при этом обеспечивается лучшая конвекция масла у торцевых частей магнитопроводов и, следовательно, облегчается теплоотвод. Горизонтальная установка применяется в тех случаях, когда для увеличения площади сечения магнитная система набирается из большого числа магнитопроводов. В этом случае велика неравномерность поперечного сечения: b > а. При вертикальной установке магнитопроводов «длинная сторона» витков оказывается горизонтальной, что приводит к их провисанию. При горизонтальной установке,наоборот, «длинная сторона» витков вертикальна и провисание исключено. В отличие от магнитопроводов из трансформаторной стали магнитопроводы из пермаллоя легко деформируются и их магнитные свойства существенно изменяются при различных механических воздействиях.
По этим причинам магнитопроводы из пермаллоя обычно помещают в защитные обечайки из немагнитного металла или механически прочного диэлектрика (см. рис.2 ). Металлические обечайки могут быть из
Возможные варианты компоновки магнитопроводов в тороидальные магнитные системы
Компоновка магнитных систем с вертикальной установкой витых магнитопроводов приведена на рисунке, где 1 — тороидальный магнитопровод; 2 — щека из механически прочного изоляционного материала, например стеклоэпоксида (щеки могут быть также и металлическими, например литыми из чугунаi); 3 — фундаментная плита, служащая конструктивной основой трансформатора; 4 — бандаж из стеклоленты. Магнитопроводы фиксируются в выточке на внутренней стороне щек. Внешняя сторона щек имеет наклон по отношению к внутренней. Это позволяет относительно просто реализовать в импульсном трансформаторе конические обмотки. При цилиндрических обмотках внешняя и внутренняя стороны щек выполняются параллельными. Таким или подобным способом удается компоновать магнитопроводы из магнитопроводов диаметром до 1,5 м. Компоновка магнитопроводов с вертикальной установкой магнитопроводов в обечайке приведена на рисунке, где 1 — магнитопровод, помещенный в обечайки — 2; 3 — приваренный к обечайкам угольник для крепления магнитопровода к фундаментной плите 4. На обечайки с магнитопроводами в нескольких местах также накладываются бандажи. Такие или подобные им компоновки магнитных систем целесообразны в высоковольтных импортных трансформаторах, так как позволяют наиболее простым способом реализовать вторичную обмотку с вводом посредине. Существенный недостаток обеих вертикальных компоновок -низкая механическая прочность конструкции, вследствие чего при больших диаметрах магнитных систем собранный импульсный трансформатор оказывается не транспортабельным. По этой причине импульсные трансформаторы таких конструкций приходится собирать на месте их постоянной установки.
Компоновка магнитных систем с горизонтальной установкой витых магнитопроводов приведена на рисунке, где 1 — тороидальный магнитопровод, 2 — амортизирующая прокладка; 3 — прижимной фланец. Фланцы снабжены выступами, через которые магнитная система стягивается шпильками Обмотки размещаются в секторах между выступами. Для повышения жесткости магнитопровода фланцы в районе выступов могут быть усилены ребрами жесткости. Компоновка магнитных систем с горизонтальной установкой магнитопроводов в обечайке приведена на рисунке где 1 — магнитопровод; 2 — амортизирующая прокладка; 3 — обечайка; 4 — приваренное к обечайке ребро,посредством которого магнитная система крепится к крышке бака 5. Обращает на себя внимание, что при горизонтальной компоновке периферийная часть магнитной системы разделена выступами или ребрами. Вследствие этого обмотки импульсного трансформатора приходится секционировать, причем число секций равно числу секторов между выступами или ребрами. Если применяются обмотки с вводом посредине, то число секций удваивается. Это приводит к уменьшению длины каждой секции и, следовательно, затрудняет получение высокой продольной электрической прочности обмоток импульсного трансформатора. Более целесообразна конструкция магнитной системы с тремя секторами вместо показанных на рисунках четырех, так как при этом увеличивается длина каждой секции. Если магнитопровод большого диаметра, то отмеченные обстоятельства не имеют особого значения, но при малых диаметрах проектирование трансформатора на высокие напряжения с такой компоновкой затруднительно. В этом отношении очевидно преимущество вертикальной установки, когда магнитопровод имеет только один сектор, что позволяет увеличить длину секции и тем самым повысить продольную электрическую прочность.
Существенный недостаток горизонтальной установки состоит также в практической невозможности устройства охлаждающих масляных каналов, что затрудняет теплоотвод от магнитопровода. Компоновка магнитной системы с вертикальной установкой магнитопроводов в обечайке приведена на рисунке, где 1 — магнитопровод, помещенный в обечайке — 2; 3 — приваренный к обечайкам угольник для крепления магнитопровода к фундаментальной плите 4. На обечайки с магнитопроводами в нескольких местах также накладываются бандажи. Такие или подобные им компоновки магнитных систем целесообразны в высоковольтных импульсных трансформаторах, так как позволяют наиболее простым способом реализовать вторичную обмотку с вводом посредине. Существенный недостаток обеих вертикальных компоновок — низкая механическая прочность конструкции, вследствие чего при больших диаметрах сердечника, собранный трансформатор оказывается не транспортабельным. По этой причине трансформаторы таких конструкций приходится собирать на месте их постоянной установки. Компоновка магнитопровода с горизонтальной установкой витых магнитопроводов приведена на следующем рисунке, где 1 — тороидальный магнитопровод; 2 — амортизирующая прокладка; 3 — прижимной фланец. Фланцы снабжены выступами, через которые магнитопровод стягивается шпильками. Обмотки размещаются в секторах между выступами. Для повышения жесткости магнитной системы фланцы в районе выступов могут быть усилены ребрами жесткости.
Компоновка магнитной системы с горизонтальной установкой магнитопроводов в обечайке приведена на рисунке, где 1 — магнитопровод; 2 — амортизирующая прокладка; 3 — обечайка; 4 — приваренное к обечайке ребро, посредством которого магнитопровод крепится к крышке бака 5. Обращает на себя внимание, что при горизонтальной компоновке периферийная часть разделена выступами или ребрами. Вследствие этого обмотки импульсного трансформатора приходится секционировать, причем число секций равно числу секторов между выступами или ребрами. Если применяются обмотки с вводом посредине, то число секций удваивается. Это приводит к уменьшению длины каждой секции и, следовательно, затрудняет получение высокой продольной электрической прочности обмоток трансформатора. Более целесообразна конструкция магнитопровода с тремя секторами вместо показанных на рисунках четырех, так как при этом увеличивается длина каждой секции. Если магнитопроводы большого диаметра, то отмеченные обстоятельства не имеют особого значения, но при малых диаметрах сердечников проектирование импульсных трансформаторов на высокие напряжения с такой компоновкой затруднительно. В этом отношении очевидно преимущество вертикальной установки, когда магнитная система имеет только один сектор, что позволяет увеличить длину секции и тем самым повысить продольную электрическую прочность.
Существенный недостаток горизонтальной установки состоит также в практической невозможности устройства охлаждающих масляных каналов, что затрудняет теплоотвод от магнитной системы
Всего комментариев: 0