Un trasformatore toroidale è un trasduttore di tensione o corrente elettrico il cui nucleo è piegato e chiuso da un anello. Il profilo della sezione è diverso dal round, il nome è ancora usato in assenza del meglio.
Differenze tra i trasformatori toroidali
L'autore dei trasformatori toroidali è Michael Faraday.È possibile trovare un'idea utopica nella letteratura domestica( specialmente dei tempi comunisti): prima ha raccolto un analogo Yablochkov confrontando la data indicata - di solito 1876 - con i primi esperimenti sull'induzione elettromagnetica( 1830).La conclusione è cercata: l'Inghilterra ha superato la Russia di mezzo secolo. Chi è interessato ai dettagli farà riferimento alla legge dell'induzione elettromagnetica. Fornisce informazioni dettagliate sulla progettazione del primo trasformatore toroidale al mondo. Il prodotto si distingue per la forma del nucleo. Oltre alla forma toroidale è consuetudine distinguere:
- Armor. Differiscono nella ridondanza della lega ferromagnetica. Per chiudere le linee di campo( per passare all'interno del materiale) il giogo copre gli avvolgimenti dall'esterno. Di conseguenza, l'input e l'output sono avvolti attorno a un asse comune. Uno sopra l'altro o vicino. Stelo
- .Il nucleo del trasformatore passa all'interno delle curve di avvolgimento. Ingresso spaziale e uscita distanziati. Il giogo assorbe una piccola parte delle linee di forza del campo magnetico, passando fuori dalle curve. In realtà bisogno di collegare aste.
Trasformatore toroidale
Un principiante ha difficoltà, è utile spiegarlo in modo più dettagliato. Il nucleo è la parte del nucleo che passa all'interno delle bobine. Il filo è avvolto sul nucleo. Il giogo è la parte del nucleo che collega le aste. Abbiamo bisogno di trasmettere le linee del campo magnetico. Il giogo chiude il nucleo, formando una struttura senza soluzione di continuità.La chiusura è necessaria per la libera propagazione all'interno del materiale del campo magnetico. Tema
L'induzione magnetica mostra che il campo all'interno di un ferromagnete è notevolmente migliorato. L'effetto costituisce la base del funzionamento dei trasformatori.
Il giogo fa parte del core core con una composizione minima. L'armatura copre ulteriori avvolgimenti all'esterno lungo la lunghezza, come se fossero protetti. Dall'analogia venne il nome. Michael Faraday ha scelto un toro piuttosto intuitivamente. Formalmente, è possibile chiamare il nucleo centrale, sebbene l'asse di guida della simmetria degli avvolgimenti sia un arco.
Il ferro di cavallo divenne il supporto del primo magnete( 1824).Forse il fatto ha dato la direzione della fuga del pensiero creativo dello scienziato corretto azimuth. Usa Faraday altro materiale, l'esperienza finirà in un fallimento.
Thor avvolto in un singolo nastro. Tali nuclei sono chiamati spirale, in contrasto con l'armatura e il nucleo, che appaiono nella letteratura per il termine lamellare. Questo è fuorviante. Ancora una volta va detto: il nucleo toroidale, essendo avvolto da piastre separate, è chiamato spirale.È necessario rompere le parti quando non c'è nastro. Ciò è dovuto a ragioni puramente economiche.
Per riassumere: nella sua forma originale, il trasformatore toroidale di Faraday aveva un nucleo rotondo. Oggi la forma non è redditizia, è impossibile fornire una produzione di massa con tecnologie appropriate. Sebbene la deformazione del filo negli angoli di piega comporta inequivocabilmente un deterioramento delle caratteristiche del prodotto. Le sollecitazioni meccaniche aumentano la resistenza ohmica dell'avvolgimento.
Toroidal Transformer Cores
Il trasformatore toroidale prende il nome dalla forma del nucleo. Michael Faraday ha realizzato un bagel utilizzando un solido pezzo di acciaio dolce di sezione circolare. Il design è inappropriato allo stadio attuale per diversi motivi. L'obiettivo è ridurre al minimo le perdite. Il nucleo solido non è redditizio, le correnti parassite sono indotte, riscaldando fortemente il materiale. Si scopre il forno ad induzione in fusione, trasformando facilmente l'acciaio in un liquido.
Per evitare sprechi di energia e riscaldamento del trasformatore, il nucleo viene tagliato a strisce. Ciascuno è isolato dal successivo, ad esempio, vernice. Nel caso di nuclei toroidali, sono avvolti in una singola elica o striscia. L'acciaio di solito su un lato ha uno spessore del rivestimento isolante di un'unità micrometrica.
Questi acciai sono utilizzati per progettare trasformatori di corrente, spesso di progettazione toroidale. Gli interessati possono familiarizzare con GOST 21427.2 e 21427.1.Per i nuclei( come suggerisce il nome dei documenti), l'acciaio anisotropico laminato a freddo è più comunemente usato oggi. Il nome è stabilito: le proprietà magnetiche del materiale non sono identiche lungo diversi assi di coordinate. Il vettore del flusso di campo deve coincidere con la direzione del rotolamento( nel nostro caso si muove in un cerchio).Precedentemente usato un altro metallo. I nuclei dei trasformatori ad alta frequenza possono essere realizzati in acciaio 1521. Nell'ambito del sito, vengono discusse le caratteristiche dei materiali utilizzati( vedere il rapporto di trasformazione).L'acciaio è contrassegnato in modo diverso, le seguenti informazioni sono incluse nella designazione:
- Il primo posto è dato alla figura che caratterizza la struttura.3.
- è utilizzato per gli acciai anisotropici, mentre la seconda cifra indica la percentuale di silicio:
- è inferiore allo 0,8%.
- 0,8 - 1,8%.
- 1,8 - 2,8%.
- 2.8 - 3.8%.
- 3,8 - 4,8%.
- La terza cifra indica la caratteristica principale. Possono esserci perdite specifiche, l'entità dell'induzione magnetica ad una intensità di campo fissa.
- Tipo di acciaio. Con numeri crescenti, le perdite specifiche sono inferiori. Dipende dalla tecnologia della produzione di metallo.
Durante il trasporto, la struttura in acciaio viene inevitabilmente danneggiata. Elimineremo i difetti mediante ricottura speciale nel sito di assemblaggio. Viene eseguito senza problemi per misurare i trasformatori di corrente in cui è importante l'accuratezza delle letture. L'anima è avvolta in un unico pezzo o strisce di taglio su un mandrino cilindrico o di forma ovale. Se necessario, il nastro può essere tagliato da un singolo foglio( economicamente spesso poco pratico).Ciascuno dovrebbe essere almeno il sei e mezzo del raggio di avvolgimento. Per raggiungere la lunghezza desiderata è consentito collegare la singola saldatura a punti a strisce. Il caricamento( rottura in strati sottili) elimina il fenomeno delle correnti parassite. La perdita dell'inversione della magnetizzazione varia poco, costituendo una piccola frazione dell'effetto parassita precedentemente menzionato.
perde la posizione relativa della fine e inizio del nastro. Alla spirale non viene svolto, l'ultima spira è saldata alla saldatura a punti precedente. L'avvolgimento è condotto con la tensione, in genere non è possibile incastrarsi con molte strisce di nastro, la saldatura viene sovrapposta. A volte il toro è tagliato in due parti( nucleo diviso), in pratica è richiesto relativamente raramente. Le metà quando si assemblano sono serrate con una benda. Nel processo di fabbricazione, l'anima toroidale finita viene tagliata con uno strumento, le estremità vengono molate. Le bobine dell'elica sono sigillate con un legante in modo che non si srotoli.
Trasformatore a nucleo chiuso Avvolgimento di trasformatori toroidali
Come regola generale, viene eseguito un ulteriore isolamento del nucleo toroidale dagli avvolgimenti, anche se si utilizza un filo verniciato. Il cartone elettrotecnico( GOST 2824) con uno spessore fino a 0,8 mm( altre varianti sono possibili) è ampiamente utilizzato. Casi comuni:
- Cardboard è avvolto con il grippaggio del turno precedente sul nucleo toroidale. Il metodo è caratterizzato come mezzo pieno( metà larghezza).La fine è incollata o fissata con un nastro adesivo.
- Alle estremità, l'anima è protetta da rondelle di cartone con intagli con una profondità di 10 - 20 mm, con un passo di 20-35 mm, che si sovrappone allo spessore del toro. Il bordo interno esterno è coperto da strisce. Tecnologicamente, le rondelle sono raccolte per ultime, i denti tagliati sono piegati. In cima al nastro avvolto a spirale.
- I tagli possono essere fatti su strisce, quindi sono presi con un margine per consentire più altezza del toro, gli anelli sono rigorosamente in larghezza, sovrapposti sopra le curve.
- Strisce sottili, anelli di textolyte sono collegati al nucleo toroidale con nastri in fibra di vetro con un giro completo.
- Talvolta gli anelli sono realizzati in materiale composito di compensato elettrico, getinax, spesso( fino a 8 mm) con un margine di diametro esterno di 1-2 mm. Il bordo esterno e interno è protetto da strisce di cartone con una curva lungo i bordi. Tra i primi giri dell'avvolgimento, il traferro rimane il nucleo. La fessura sotto il cartone è necessaria nel caso in cui i bordi sotto il filo siano strofinati. Quindi la parte portante corrente non tocca mai il nucleo toroidale. In cima al nastro della bobina. A volte il bordo esterno degli anelli è levigato, in modo che l'avvolgimento degli angoli proceda senza intoppi.
- Esiste un tipo di isolamento simile al precedente, dall'interno lungo gli anelli sui bordi esterni ci sono delle scanalature sul nucleo dove si trovano le strisce. Gli elementi sono fatti di PCB.In cima al nastro della bobina. L'avvolgimento
viene solitamente eseguito concentrico( uno sopra l'altro) o alternato( come nella prima esperienza di Michael Faraday nel 1831), a volte chiamato disco. In quest'ultimo caso, un numero sufficientemente grande di essi può essere arrotolato attraverso uno, alternativamente: alto voltaggio o basso. Viene utilizzato rame elettrotecnico puro( 99,95%) con una resistenza specifica di 17,24 - 17,54 mW. A causa dell'alto costo del metallo, l'alluminio raffinato viene impiegato per produrre trasformatori toroidali di bassa e media potenza. Per altri casi, ci sono limiti di conduttività e plasticità.
Nei trasformatori ad alta potenza, il filo di rame ha una sezione trasversale rettangolare.È fatto per risparmiare spazio. La vena deve essere spessa, passando una corrente considerevole per non sciogliersi, la sezione trasversale circolare porterà ad un aumento eccessivo delle dimensioni. Il guadagno della distribuzione uniforme del campo sul materiale sarebbe ridotto a zero. Il filo rettangolare spesso è abbastanza comodo da posare, il che non può dirsi assottigliato. Per quanto riguarda il resto( secondo le caratteristiche del design), l'avvolgimento viene eseguito esattamente allo stesso modo di un trasformatore convenzionale. Le bobine sono realizzate cilindriche, a vite, monostrato, multistrato.
Definizione di progetto di un trasformatore toroidale
Per chi fosse interessato, si consiglia di studiare il libro di S. V. Kotenev e A. N. Evseyev per il calcolo dell'ottimizzazione dei trasformatori toroidali( Hotline edition - Telecom, 2011).Ricordiamo: la pubblicazione è protetta dalla legge sul copyright. I professionisti troveranno la forza( mezzi) per acquistare un libro se necessario. Secondo i capitoli, il calcolo inizia determinando i parametri della modalità di minimo. Descrive in dettaglio come trovare le correnti attive e reattive, calcolare i parametri chiave.
L'edizione cartacea, nonostante qualche presentazione controversa, di passaggio chiarisce perché il trasformatore incluso nel circuito, privo del carico, non bruci( l'energia corrente viene consumata dalla magnetizzazione).Sebbene sembrerebbe, ha predetto un risultato ovvio dell'evento.
Il numero di spire dell'avvolgimento primario è selezionato dalla condizione in cui il valore magnetico non supera il valore massimo( prima di entrare in modalità di saturazione, dove il valore non cambia aumentando l'intensità del campo).Se il progetto viene eseguito per una rete domestica di 230 volt, la tolleranza viene presa secondo GOST 13109. Nel nostro caso, si intende la deviazione di ampiezza entro il 10%.Ricorda: l'intera industria è passata a 230 volt nel 21 ° secolo( 220 non è utilizzato, dato in letteratura, "l'eredità di un passato difficile").
