Transformador toroidal

Un transformador toroidal es un transductor de voltaje o corriente eléctrica cuyo núcleo está doblado y cerrado por un anillo. El perfil de la sección es diferente de la ronda, el nombre todavía se usa en ausencia de los mejores.

Diferencias entre los transformadores toroidales

El autor de los transformadores toroidales es Michael Faraday. Es posible encontrar una idea utópica en la literatura doméstica( especialmente de los tiempos comunistas): primero se recopiló un Yablochkov similar que compara la fecha indicada, generalmente 1876, con los primeros experimentos con inducción electromagnética( 1830).Se busca la conclusión: Inglaterra ha superado a Rusia por medio siglo. Los interesados ​​en los detalles se referirán a la ley de la inducción electromagnética. Proporciona información detallada sobre el diseño del primer transformador toroidal del mundo. El producto se distingue por la forma del núcleo. Además de la forma toroidal, es habitual distinguir: armadura

1. .Diferencia en la redundancia de aleaciones ferromagnéticas. Para cerrar las líneas de campo( para pasar dentro del material), el yugo cubre los devanados desde el exterior. Como resultado, la entrada y la salida se enrollan alrededor de un eje común. Uno encima de otro o cerca.
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2. TalloEl núcleo del transformador pasa dentro de las vueltas de bobinado. Entrada espacial y salida espaciadas. El yugo absorbe una pequeña parte de las líneas de intensidad del campo magnético, pasando fuera de los giros. Realmente hay que conectar varillas.

Un principiante tiene dificultades, es útil explicarlo con más detalle. El núcleo es la parte del núcleo que pasa dentro de las bobinas. El alambre se enrolla en el núcleo. El yugo es la parte del núcleo que conecta las varillas. Necesitamos transmitir las líneas del campo magnético. El yugo cierra el núcleo, formando una estructura sin costuras. Se requiere un cierre para la propagación libre dentro del material del campo magnético.

Theme La inducción magnética muestra que el campo dentro de un ferromagnet se mejora considerablemente. El efecto constituye la base del funcionamiento de los transformadores.

El yugo es parte del núcleo con una composición mínima. La armadura cubre bobinados adicionales en el exterior a lo largo de la longitud, como si protegiera. De la analogía vino el nombre. Michael Faraday eligió un toro bastante intuitivamente. Formalmente, es posible llamar al núcleo central, aunque el eje guía de simetría de los devanados es un arco.

La herradura de caballo se convirtió en el soporte del primer imán( 1824).Quizás el hecho dio la dirección del vuelo del pensamiento creativo del azimut correcto del científico. Usa otro material de Faraday, la experiencia terminará en fracaso.

Thor se enrolla en una sola cinta. Tales núcleos se denominan espirales, en contraste con la armadura y el núcleo, que aparecen en la literatura para el término lamelar. Esto es engañoso. Una vez más hay que decirlo: el núcleo toroidal, al estar enrollado con placas separadas, se llama espiral. Es necesario romper las partes cuando no hay cinta. Esto se debe a razones puramente económicas.

Para resumir: en su forma original, el transformador toroidal de Faraday tenía un núcleo redondo. Hoy en día, la forma no es rentable, es imposible proporcionar la producción en masa con la tecnología adecuada. Aunque la deformación del alambre en los ángulos de curvatura conduce inequívocamente al deterioro de las características del producto. Las tensiones mecánicas aumentan la resistencia óhmica del devanado.

Núcleos de transformador toroidal

El transformador toroidal lleva el nombre de la forma del núcleo. Michael Faraday hizo un panecillo con una pieza sólida de acero suave de sección redonda. El diseño es inadecuado en la etapa actual por varias razones. El enfoque está en minimizar las pérdidas. El núcleo sólido no es rentable, las corrientes de Foucault son inducidas, calentando fuertemente el material. Resulta el horno de inducción de fusión, convirtiendo fácilmente el acero en un líquido.

Para evitar desperdiciar energía y calentar el transformador, el núcleo se corta en tiras. Cada una está aislada de la siguiente, por ejemplo, el barniz. En el caso de núcleos toroidales, se enrollan en una sola hélice o tira. El acero por lo general en un lado tiene un espesor de recubrimiento aislante de una unidad micrométrica.

Estos aceros se utilizan para diseñar transformadores de corriente, que a menudo son de diseño toroidal. Los interesados ​​pueden familiarizarse con GOST 21427.2 y 21427.1.Para los núcleos( como sugiere el nombre de los documentos), el acero anisotrópico laminado en frío es el más utilizado hoy en día. El nombre está establecido: las propiedades magnéticas del material no son idénticas a lo largo de diferentes ejes de coordenadas. El vector de flujo de campo debe coincidir con la dirección de balanceo( en nuestro caso, se mueve en un círculo).Anteriormente utilizaba otro metal. Los núcleos de los transformadores de alta frecuencia pueden estar hechos de acero 1521. En el marco del sitio, se analizan las características de los materiales utilizados( consulte la relación de transformación).El acero está marcado de manera diferente, la siguiente información se incluye en la designación:

• El primer lugar se le da a la figura que caracteriza la estructura.3.
• se utiliza para los aceros anisotrópicos. El segundo dígito indica el porcentaje de silicio:

1. es inferior al 0,8%.
2. 0.8 - 1.8%.
3. 1.8 - 2.8%.
4. 2.8 - 3.8%.
5. 3.8 - 4.8%.

• El tercer dígito indica la característica principal. Puede haber pérdidas específicas, la magnitud de la inducción magnética a una intensidad de campo fija.
• Tipo de acero. Con números crecientes, las pérdidas específicas son menores. Depende de la tecnología de producción de metal.

Durante el transporte, la estructura de acero se daña inevitablemente. Eliminaremos los defectos mediante recocido especial en el lugar de montaje. Se realiza sin fallas para medir transformadores de corriente donde la precisión de las lecturas es importante. El núcleo se enrolla en una sola pieza o tiras de corte en un mandril cilíndrico u ovalado. Si es necesario, la cinta se puede cortar de una sola hoja( económicamente a menudo poco práctico).Cada uno debe ser al menos seis y medio del radio de bobina. Para lograr la longitud deseada se permite conectar la soldadura de puntos de tira individual. La carga( que se divide en capas finas) elimina el fenómeno de las corrientes de Foucault. La pérdida de la inversión de magnetización varía poco, y constituye una pequeña fracción del efecto parasitario mencionado anteriormente.

pierde la posición relativa del final y principio de la cinta. Para que la espiral no se desenrolle, el último giro se suelda a la soldadura por puntos anterior. El enrollado se realiza con tensión; por lo general, no es posible ajustar firmemente la cinta recogida de varias tiras de cinta, la soldadura se superpone. A veces, el toro se corta en dos partes( núcleo dividido), en la práctica se requiere relativamente raramente. Las mitades al ensamblar se aprietan con una venda. En el proceso de fabricación, el núcleo toroidal terminado se corta con una herramienta, los extremos se rectifican. Las bobinas de la hélice están selladas con un aglutinante para que no se desenrolle.

Devanado de transformadores toroidales

Como regla general, se realiza un aislamiento adicional del núcleo toroidal de los devanados, incluso si se utiliza alambre barnizado. Se usa ampliamente el cartón electrotécnico( GOST 2824) con un grosor de hasta 0,8 mm( otras variantes son posibles).Casos Comunes:

El cartón

1. se enrolla con la incautación del giro anterior en el núcleo toroidal. El método se caracteriza como medio lleno( medio ancho).El final se pega o se sujeta con una cinta protectora.
2. En los extremos, el núcleo está protegido por arandelas de cartón con muescas con una profundidad de 10 a 20 mm, con un paso de 20 a 35 mm, que recubren el grosor del toro. El borde externo e interno está cubierto de rayas. Tecnológicamente, las arandelas se recogen al final, los dientes cortados se doblan. Sobre la cinta de la herida en espiral.
3. Los cortes se pueden hacer en tiras, luego se toman con un margen para permitir una mayor altura del toro, los anillos son estrictamente de ancho y se superponen sobre las curvas.
4. Rayas finas, anillos textolyte se unen al núcleo toroidal con cintas de fibra de vidrio con una vuelta completa.
5. Algunas veces los anillos están hechos de contrachapado eléctrico, getinax, textolita gruesa( hasta 8 mm) con un margen de diámetro exterior de 1-2 mm. El borde exterior e interior está protegido por tiras de cartón con una curva a lo largo de los bordes. Entre las primeras vueltas del devanado, el espacio de aire sigue siendo el núcleo. El espacio debajo del cartón es necesario en caso de que se froten los bordes debajo del alambre. Entonces la parte portadora de corriente nunca toca el núcleo toroidal. En la parte superior de la cinta del carrete. A veces, el borde exterior de los anillos se alisa, de modo que el bobinado de las esquinas se realiza sin problemas.
6. Hay un tipo de aislamiento similar al anterior, desde el interior a lo largo de los anillos en los bordes externos hay ranuras en el núcleo donde se encuentran las tiras. Los elementos están hechos de PCB.En la parte superior de la cinta del carrete. El devanado

generalmente se realiza concéntrico( uno sobre el otro), o alternando( como en la primera experiencia de Michael Faraday en 1831), a veces llamado disco. En este último caso, un número suficientemente grande de ellos se puede liquidar a través de uno, alternativamente: alto voltaje o bajo. Se utiliza cobre electrotécnico puro( 99,95%) con una resistencia específica de 17.24 - 17.54 mW m. Debido al alto costo del metal, se toma aluminio refinado para producir transformadores toroidales de baja y media potencia. Para otros casos, existen limitaciones en la conductividad y plasticidad.

En los transformadores de alta potencia, el cable de cobre tiene una sección transversal rectangular. Se hace para ahorrar espacio. La vena debe ser gruesa, pasando una corriente considerable para no fundirse, la sección transversal circular conducirá a un aumento excesivo de tamaño. La ganancia de la distribución uniforme del campo sobre el material se reduciría a cero. El alambre rectangular grueso es bastante conveniente para colocar, que no se puede decir que adelgace. En cuanto al resto( según las características del diseño), el devanado se realiza exactamente de la misma manera que en el caso de un transformador convencional. Las bobinas están hechas de forma cilíndrica, tornillo, monocapa, multicapa.

Definición del diseño de un transformador toroidal

Para los interesados, le recomendamos que estudie el libro de S. V. Kotenev y A. N. Evseyev para calcular la optimización de los transformadores toroidales( Hotline edition - Telecom, 2011).Recordamos: la publicación está protegida por la ley de derechos de autor. Los profesionales encontrarán la fuerza( medios) para comprar un libro si es necesario. Según los capítulos, el cálculo comienza determinando los parámetros del modo inactivo. Describe en detalle cómo encontrar las corrientes activas y reactivas, calcular los parámetros clave.

La edición impresa, a pesar de algunas presentaciones controvertidas, al pasar deja en claro por qué el transformador incluido en el circuito, desprovisto de carga, no se quema( la energía actual es consumida por la magnetización).Aunque parezca, predijo un resultado obvio del evento.

El número de vueltas del devanado primario se selecciona a partir de la condición de que el valor magnético no exceda el valor máximo( antes de ingresar al modo de saturación, donde el valor no cambia al aumentar la intensidad del campo).Si el diseño se realiza para una red doméstica de 230 voltios, la tolerancia se toma de acuerdo con GOST 13109. En nuestro caso, nos referimos a la desviación de la amplitud dentro del 10%.Recuerde: toda la industria se movió a 230 voltios en el siglo XXI( 220 no se usa, dado en la literatura, "el legado de un pasado difícil").