А
РЛ ТЕХНОЛОГИИ
1
}
Виктор Хрипченко
Р а с ч е т ТраНССрОрМ аТОрОВ т о к а
пос. Октябрьский Белгородскойобл.
О к о н ч а н и е . Н а ч а л о в N 95 /2 0 0 7
Типы магнитных сердечников приведены на
р и с .
3 [3].
Витой или ленточный магнитопровод - одно и то же по-
нятие, так же как и выражение кольцевой или тороидальный
магнитопровод: в литературе встречаются и то, и другое.
Это может быть ферритовый сердечник или Ш-образное
трансформаторное железо, или ленточные сердечники. Фер-
ритовые сердечники обычно применяется при повышенных
частотах - 400 Гц и выше из-за того, что они работают в сла-
бых и средних магнитных полях (Вт = 0,3 Тл максимум). И
так как у ферритов, как правило, высокое значение магнит-
ной проницаемости р и узкая петля гистерезиса, то они быс-
тро заходят в область насыщения. Выходное напряжение,
при f=50 Гц, на вторичной обмотке составляет единицы вольт
либо меньше. На ферритовых сердечниках наносится, как
правило, маркировка об их магнитных свойствах (пример
М2000 означает магнитную проницаемость сердечника р,
равную 2000 единиц). На ленточных магнитопроводах или
из Ш-образных пластин такой маркировки нет, и поэтому при-
ходится определять их магнитные свойства эксперименталь-
но, и они работают в средних и сильных магнитных полях [4]
(в зависимости от применяемой марки электротехнической
стали - 1,5.
..2 Тл и более) и применяются на частотах 50
Гц.
. .400 Гц. Кольцевые или тороидальные витые (ленточные)
магнитопроводы работают и на частоте 5 кГц (а из пермал-
лоя даже до 25 кГц). При расчете Б - площади сечения лен-
точного тороидального магнитопровода, рекомендуется ре-
зультат умножить на коэффициент к = 0,7.
..0,75 для боль-
шей точности. Это объясняется конструктивной особеннос-
тью ленточных магнитопроводов. Что такое ленточный раз-
резной магнитопровод
(р и с . 3 )?
Стальную лента, толщиной
0,08 мм или толще, наматывают на оправку, а затем отжига-
ют на воздухе при температуре 400.
. .500 °С для улучшения
их магнитных свойств. Потом зти формы разрезаются, шли-
фуются края, и собирается магнитопровод. Кольцевые (не-
разрезные) витые магнитопроводы из тонких ленточных ма-
териалов (пермаллоевтолщиной 0,01.
. .0,05 мм) во время на-
вивки покрывают электроизолирующим материалом, а за-
тем отжигают в вакууме при 1000.
.. 1100 °С.
Для определения магнитных свойств таких магнитопро-
водов надо намотать 20.
..30 витков провода (чем больше
витков, тем точнее будет значение магнитной проницаемос-
ти сердечника) на сердечник магнитопровода и измерить 1_-
индуктивность этой обмотки (мкГн). Вычислить Б - площадь
сечения сердечника трансформатора (мм2), 1т - среднюю дли-
ну магнитной силовой линии (мм). И по формуле рассчитать
р - магнитную проницаемость сердечника [5]:
(1) р = (800*1_*1т)/(№*Б) - для ленточного и Ш-образного
сердечника.
(2) р = 2500*1_р + б) / УУ2*С(0 - б) - для кольцевого (торо-
идильного) сердечника.
При расчете трансформатора на более высокие токи при-
меняется провод большого диаметра в первичной обмотке,
и здесь вам понадобится витой стержневой магнитопровод
(П-образный), витой кольцевой сердечник или ферритовый
тороид.
Если кто держал в руках трансформатор тока промыш-
ленного изготовления на большие токи, то видел, что пер-
вичной обмотки, навитой на магнитопровод, нет, а имеется
широкая алюминиевая шина, проходящая сквозь магнито-
провод.
Я напомнил об этом затем, что расчет трансформатора
тока можно производить, либо задавшись Вт - магнитной
индукцией в сердечнике, при этом первичная обмотка будет
состоять из нескольких витков и придется мучиться, наматы-
вая зти витки на сердечник трансформатора. Либо надо рас-
считать магнитную индукцию Вт поля, создаваемую провод-
ником с током, в сердечнике.
А теперь приступим к расчету трансформатора тока, при-
меняя законы [6].
Вы задаетесь током первичной обмотки трансформато-
ра тока, то есть тем током, который вы будете контролиро-
вать в цепи.
Пусть будет I, = 20 А.
Частота, на которой будет работать трансформатор тока,
/ = 50 Гц.
Возьмем ленточный кольцевой сердечник ОЛ25/40-10
или (40x25x10 мм), схематично представленный на
р и с . 4.
Размеры: В = 40 мм, б = 25 мм, С = 10 мм.
Для проверки относительной магнитной проницаемости
я намотал 20 витков провода на кольцевой сердечник и из-
мерил прибором Е7-11 индуктивность обмотки. Прибор по-
казал индуктивность 262 мкГн. Далее по формуле (2) рас-
считал р. В формуле (2) О, б, С - размеры кольцевого сер-
дечника, мм, I. - индуктивность, мкГн, УУ - количество вит-
ков
(р и с . 4).
р = (2500*262(40 + 25))/(202*10(40 - 25)) = 710.
Рассчитаем Оср = (О + б)/2 - средний диаметр кольца.
Оср = (40 + 25)/2 = 32,5 ММ = 32,5*10“3 м.
Средняя длина магнитной силовой линии 1т = я*Оср.
1т = 3,14*32,5 = 102,1 мм=102,1*10“3 м.
52
У
Радиолюбитель - 0 6 /2 0 0 7
предыдущая страница 52 Радиолюбитель 2007-06 читать онлайн следующая страница 54 Радиолюбитель 2007-06 читать онлайн Домой Выключить/включить текст