Um transformador toroidal é um transdutor de tensão ou corrente elétrica cujo núcleo é curvado e fechado por um anel. O perfil da seção é diferente da rodada, o nome ainda é usado na ausência do melhor.
Diferenças entre transformadores toroidais
O autor de transformadores toroidais é Michael Faraday.É possível encontrar uma idéia utópica na literatura doméstica( especialmente dos tempos comunistas): primeiro coletou um Yablochkov similar, comparando a data indicada - geralmente 1876 - com os primeiros experimentos sobre a indução eletromagnética( 1830).A conclusão é procurada: a Inglaterra ultrapassou a Rússia em meio século. Os interessados nos detalhes se referem à lei da indução eletromagnética. Fornece informações detalhadas sobre o design do primeiro transformador toroidal do mundo. O produto é distinguido pela forma do núcleo. Além da forma toroidal, costuma-se distinguir:
- Armor. Diferem na redundância da liga ferromagnética. Para fechar as linhas de campo( para passar dentro do material), o garfo cobre os enrolamentos do lado de fora. Como resultado, a entrada e a saída são enroladas em torno de um eixo comum. Um em cima do outro ou perto. Haste
- .O núcleo do transformador passa dentro dos giros do enrolamento. Entrada e saída espaciais espaçadas. O jugo absorve uma pequena parte das linhas de força do campo magnético, passando para fora das curvas. Na verdade precisa conectar hastes.
Transformador Toroidal
Um iniciante tem dificuldades, é útil explicar com mais detalhes. O núcleo é a parte do núcleo que passa dentro das bobinas. O fio está enrolado no núcleo. O jugo é a parte do núcleo que liga as hastes. Precisamos transmitir as linhas do campo magnético. O jugo fecha o núcleo, formando uma estrutura perfeita. O fechamento é necessário para a livre propagação dentro do material do campo magnético.
Theme A indução magnética mostra que o campo dentro de um ferromagneto é bastante aprimorado. O efeito forma a base do funcionamento dos transformadores.
O jugo faz parte do núcleo central com uma composição mínima. A armadura cobre enrolamentos adicionais ao longo do comprimento, como se estivesse protegendo. Da analogia veio o nome. Michael Faraday escolheu um toro intuitivamente. Formalmente, é possível chamar o núcleo central, ainda que o eixo guia de simetria dos enrolamentos é um arco.
A ferradura de cavalo tornou-se o suporte do primeiro íman( 1824).Talvez o fato tenha dado a direção da fuga do pensamento criativo do cientista azimute correto. Use Faraday outro material, a experiência terminará em fracasso.
Thor enrolado em uma única fita. Esses núcleos são chamados de espiral, em contraste com a armadura e núcleo, que aparecem na literatura para o termo lamelar. Isso é enganoso. Mais uma vez deve ser dito: o núcleo toroidal, sendo enrolado com placas separadas, é chamado de espiral.É necessário quebrar as partes quando não há fita. Isto é devido a razões puramente econômicas.
Resumindo: em sua forma original, o transformador toroidal Faraday tinha um núcleo redondo. Hoje a forma não é rentável, é impossível fornecer produção em massa com tecnologia apropriada. Embora a deformação do fio nos ângulos de curvatura leve inequivocamente à deterioração das características do produto. As tensões mecânicas aumentam a resistência ôhmica do enrolamento. Núcleos do transformador toroidal
O transformador toroidal é nomeado para a forma do núcleo. Michael Faraday fez um bagel usando um pedaço sólido de aço macio de seção redonda. O design é inadequado no presente estágio por várias razões. O foco está em minimizar as perdas. O núcleo sólido não é rentável, as correntes parasitas são induzidas, aquecendo fortemente o material. Acontece o forno de indução de fusão, transformando facilmente o aço em um líquido.
Para evitar desperdício de energia e aquecimento do transformador, o núcleo é cortado em tiras. Cada um é isolado do seguinte, por exemplo, verniz. No caso de núcleos toroidais, eles são enrolados em uma única hélice ou tira. O aço é geralmente de um lado tem uma espessura de revestimento isolante de uma unidade de micrômetro.
Esses aços são usados para projetar transformadores de corrente, que geralmente são de projeto toroidal. Os interessados podem se familiarizar com GOST 21427.2 e 21427.1.Para os núcleos( como o nome dos documentos sugere), o aço laminado anisotrópico laminado a frio é mais comumente usado hoje. O nome é estabelecido: as propriedades magnéticas do material não são idênticas ao longo de diferentes eixos de coordenadas. O vetor de fluxo de campo deve coincidir com a direção de rolamento( no nosso caso, ele se move em um círculo).Anteriormente usou outro metal. Os núcleos dos transformadores de alta frequência podem ser feitos de aço 1521. No âmbito do local, as características dos materiais utilizados são discutidas( ver relação de transformação).O aço é marcado de forma diferente, as seguintes informações são incluídas na designação:
- O primeiro lugar é dado à figura que caracteriza a estrutura.3.
- é usado para aços anisotrópicos. O segundo dígito indica a porcentagem de silício:
- é menor que 0,8%.
- 0,8 - 1,8%.
- 1,8 - 2,8%.
- 2,8 - 3,8%.
- 3,8 - 4,8%.
- O terceiro dígito indica a característica principal. Pode haver perdas específicas, a magnitude da indução magnética em uma força de campo fixo.
- Tipo de aço. Com números crescentes, as perdas específicas são menores. Depende da tecnologia de produção de metal.
Ao transportar, a estrutura de aço é inevitavelmente danificada. Vamos eliminar os defeitos por recozimento especial no local de montagem.É feito sem falhas para medir transformadores de corrente onde a precisão das leituras é importante. O núcleo é enrolado em uma única peça ou tiras de corte em um mandril cilíndrico ou oval. Se necessário, a fita pode ser cortada de uma única folha( economicamente muitas vezes impraticável).Cada um deve ter pelo menos seis e meio de raio de enrolamento. Para alcançar o comprimento desejado, é permitido conectar a solda de ponto de fita individual. Carregar( quebrar em camadas finas) elimina o fenômeno das correntes parasitas. A perda da reversão da magnetização varia pouco, compondo uma pequena fração do efeito parasitário mencionado anteriormente.
Perde a posição relativa do final e início da fita. Para a espiral não é desenrolada, a última volta é soldada à soldadura por pontos anterior. Enrolamento é conduzido com tensão, recolhidos a partir de várias tiras de fita geralmente não é possível encaixar firmemente, a solda é sobreposta.Às vezes, o toro é dividido em duas partes( núcleo dividido), na prática é necessário relativamente raramente. Metades quando montar são apertadas com uma bandagem. No processo de fabricação, o núcleo toroidal acabado é cortado com uma ferramenta, as extremidades são retificadas. As bobinas da hélice são seladas com um encadernador para que não se desenrole. Transformador de núcleo fechado
Enrolamento de transformadores toroidais
Como regra, o isolamento adicional do núcleo toroidal dos enrolamentos é realizado, mesmo se o fio envernizado for usado. O cartão eletrotécnico( GOST 2824) com uma espessura de até 0,8 mm( outras variantes são possíveis) é amplamente utilizado. Casos comuns:
Cartão- é enrolado com a apreensão do turno anterior no núcleo toroidal. O método é caracterizado como meio cheio( meia largura).O final é colado ou preso com uma fita de retenção.
- Nas extremidades, o núcleo é protegido por arruelas de papelão com entalhes com uma profundidade de 10 - 20 mm, com um passo de 20-35 mm, cobrindo a espessura do toróide. A borda interna externa é coberta por listras. Tecnologicamente, as arruelas são coletadas por último, os dentes cortados são dobrados. No topo da fita enrolada em espiral.
- Os cortes podem ser feitos em tiras, em seguida, eles são tirados com uma margem para permitir mais altura do toro, anéis são estritamente de largura, sobrepondo-se sobre as curvas.
- Faixas finas, anéis textolíticos são presos ao núcleo toroidal com fitas de fibra de vidro com uma volta completa.
- Às vezes os anéis são feitos de compensado elétrico, getinax, espessura( até 8 mm) textolite com uma margem de diâmetro externo de 1-2 mm. A borda externa e interna é protegida por faixas de papelão com uma dobra ao longo das bordas. Entre as primeiras voltas do enrolamento, o entreferro permanece o núcleo. A lacuna sob o papelão é necessária no caso de as bordas sob o fio serem esfregadas. Então, a parte de transporte atual nunca toca o núcleo toroidal. No topo da fita do rolo.Às vezes, a borda externa dos anéis é suavizada, de modo que o enrolamento dos cantos é suave.
- Existe um tipo de isolamento semelhante ao anterior, desde o interior ao longo dos anéis nas bordas externas existem ranhuras para o núcleo onde as tiras se encontram. Elementos são feitos de PCB.No topo da fita do rolo.
O enrolamento geralmente é realizado de forma concêntrica( um acima do outro), ou alternado( como no primeiro experimento de Michael Faraday em 1831), às vezes chamado de disco. Neste último caso, um número suficientemente grande deles pode ser dividido em um, alternadamente: de alta voltagem ou baixo. Utiliza-se cobre elétrico puro( 99,95%) com resistência específica de 17,24 - 17,54 mW m Devido ao alto custo do metal, o alumínio refinado é levado para produzir transformadores toroidais de baixa e média potência. Para outros casos, existem limitações de condutividade e plasticidade.
Em transformadores de alta potência, o fio de cobre tem uma seção transversal retangular. Isso é feito para economizar espaço. A veia deve ser espessa, passando uma corrente considerável para não derreter, a seção transversal circular levará a um aumento excessivo no tamanho. O ganho da distribuição uniforme do campo sobre o material seria reduzido a zero. Fio retangular de espessura é bastante conveniente para colocar, que não pode ser dito para fina. Quanto ao resto( de acordo com as características do projeto), o enrolamento é realizado exatamente da mesma maneira que no caso de um transformador convencional. As bobinas são feitas cilíndricas, parafuso, camada única, multicamada.
