По просьбе своего товарища Олега Ивановича размещаю на форуме его дополнения к статье Сергея Комарова. И, хотя дополнения излагаются в виде обращения к автору, они направлены помочь осмыслить некоторые простые, порой не совсем очевидные вещи при изготовлении трансформатора именно новичкам. Я не стал создавать отдельной темы по поводу одной и той же статьи и решил разместить, да простит меня Alex_82, это здесь. Я, правда, пытался уговорить Олега Ивановича опустить некоторые очевидные вещи в своей статье, но по его настоянию помещаю ее всю. Прошу ногами не пинать.
NickYarmola.
Прочитал Вашу статью «Правильный расчет силового трансформатора». В целом хорошая статья. Но для надежности и долговечности трансформатора, на мой взгляд, нужно добавить еще некоторые требования.
Часто трансформатор выходит из строя по причине междувиткового замыкания и надо выполнить обмотку так, чтобы этого не случилось. Для этого нужно учитывать, что в трансформаторе существуют разные напряжения и они должны, соответственно, изолироваться. Для наглядности рассмотрим сетевую обмотку трансформатора, в которой 1000 витков. Тогда, между первым и последним витком будет приложено полное сетевое напряжение 220 вольт. Между срединой обмотки и любым концом – 110 вольт, между 30 и 31-вым витком – приблизительно 0,2 вольта, между 105 и 110-м витком – 1 вольт и т. д.
Если эта обмотка намотана в навал и без прокладок, то там могут лежать рядом соприкасаясь любые витки. В случае если это первый и последний виток, то 220 вольт будут разделять всего лишь сотые доли миллиметра (!) эмалевой изоляции провода. Если при первом включении междувитковое замыкание не произойдет, то при недолгой эксплуатации, это случится.
Если эта обмотка будет намотана виток к витку с прокладками между слоями, то опасное междувитковое напряжение будет далеко разнесено и дополнительно изолировано прокладками. Правда, при этом нужно следить, чтобы с горячей стороны слоя виток не провалился к нижнему слою. Напряжение между слоями со стороны перехода из слоя в слой минимальное, а с противоположной стороны - максимальное. По этому, для качественной намотки нужен подобный анализ возможных напряжений в обмотках и между ними, и изоляцию необходимо уложить согласно этим напряжениям.
Хочется предложить и мероприятия по улучшению коэффициента заполнения медью, который во многом зависит от намотки. Вообще, грубо говоря, чем больше меди Вы поместите в окно трансформатора, тем лучше. Более высокий Км дает возможность увеличить мощность трансформатора за счет увеличения диаметра провода, или увеличить число витков на вольт, облегчив этим режим работы трансформатора. Это достигается периодической опрессовкой обмотки в процессе намотки. Надо сделать так, чтобы проводники обмотки повторяли форму прямоугольного каркаса , чтобы не было воздушных щелей между слоями, между каркасом и первым слоем. Изоляционные материалы должны быть тонкими, но выдерживали нужное напряжение.
В мощных трансформаторах вместо круглого провода используют шину, что повышает Км. А в мощных динамиках перед намоткой звуковой катушки провод, например 0,35, прокатывают между вальцами, делая его в какой-то мере плоским. Это, в конечном счете, дает возможность увеличить мощность динамика.
В процессе намотки катушки трансформатора необходимо избегать нахлестов витка на виток, что образует бугорок и увеличивает механическое давление на изоляцию.
Желательно после намотки катушки трансформатора проверить изоляцию между обмотками повышенным напряжением. Напряжение должно быть выше рабочего приблизительно в 2-3 раза. А после полной сборки трансформатора это сделать и относительно корпуса.
И в заключение намотанную катушку трансформатора желательно пропитать, например лаком МЛ-92, что улучшит влагостойкость, электрическую и механическую прочность обмотки, подымит класс нагревостойкости с 90 градусов до 105 С.
Ваш пересчет в сторону ослабления режима и переход на двухобмоточный трансформатор считаю оправданным. Ведь Ваш «Саратов-11» должен быть включен круглосуточно. Но думаю, Вам пришлось затратить провода приблизительно в 2 раза больше, чем затратил завод-изготовитель.
Но есть ситуации, когда нет смысла так делать, а нужно кратковременно выжать максимальную мощность из малых габаритов. Например в микроволновой печи. В этом трансформаторе мало витков на вольт, огромный ток холостого хода, высокая плотность тока, потери, нагрев. Но если применены температуростойкие материалы и намотка качественная, то есть нет прогноза на междувитковое замыкание, то такой трансформатор так же может работать долгие годы.
Надо отметить, что в мире давно идет тенденция на форсированный режим электрообмоточных устройств, конечно в разумных пределах. В результате – малые габариты, большая мощность, экономия меди, и, как следствие повышенный нагрев. Применяются материалы и провода, которые выдерживают 130-150 градусов С и более. Также применяются электротехнические стали с улучшенными характеристиками. Особенно это касается электродвигателей промышленного назначения, например, таких как серия 4А. Их огромное разнообразие по мощности, по оборотам, по исполнению. Старые электродвигатели серий А, АО. А2, АО2 и другие, у которых рабочие температуры были гораздо ниже, сняты с производства. Таковы наши реалии.
С уважением Ваш читатель ШОИ.
Г. Белая Церковь 8.08.2012.
