Способи зменшення втрат в трансформаторі

Всемірне підвищення ефективності, т. Е. Зниження втрат, залишається однією з головних задач виробництва трансформаторів. Звичайно, не все тут залежить від робочих, які збирають окремі вузли або трансформатор в цілому. Однак глибокі знання причин виникнення втрат і шляхів їх зниження вкрай необхідні для успішного освоєння і грамотного виконання будь-яких виробничих операцій при складанні.

Коли говорять про підвищення ккд трансформатора, в першу чергу розглядають можливість зниження втрат холостого ходу - постійних втрат трансформатора. Для зменшення втрат в стали існує кілька шляхів. Перший - зниження величини магнітного потоку Ф0. Однак це самий невигідний шлях, так як для створення тих же ЕРС треба було б збільшити число витків в обмотках, т. Е. Витратити більше мідних або алюмінієвих проводів.

Вигідніше використовувати інший шлях: чи не зменшуючи магнітного потоку, застосовувати такі електротехнічні стали, які мали б високий опір (для зменшення вихрових струмів) і знижені втрати на гістерезис. Ще один шлях - виконання магнітної системи з тонких ізольованих пластин, що різко зменшує втрати від вихрових струмів. Широке використання конструкцій магнитопроводов з косими стиками пластин і без отвору в активній стали також знижує втрати холостого ходу.

Однак для збирача трансформатора особливо важливо знати, як залежать втрати в сталі від якості виконання ним відповідних виробничих операцій. Застосовувана зараз практично для всіх трансформаторів холоднокатана сталь дуже чутлива до механічних впливів. Навіть при різанні і штампуванні пластин відбувається погіршення магнітних властивостей стали в зоні різу. Удари по сталі, перегини пластин, наклеп легко порушують орієнтацію кристалів, збільшують питомі втрати і намагнічує потужність. До збірки муздрамтеатру пластини стали обов'язково проходять високотемпературний відпал в печах, який відновлює магнітні властивості стали.

Однак при складанні муздрамтеатру, расшіхтовке і повторної шихтовці його верхнього ярма сталь дуже легко може знову призвести до пошкодження. Саме на цих операціях складальник повинен проявити особливу обережність і акуратність при поводженні з пластинами стали, не допускаючи механічних ушкоджень. Чим обережніше звертається складальник з пластинами, тим менше втрати холостого ходу в зібраному трансформаторі.

Досвід показує, що питомі втрати в сталі трансформатора в 1,3-1,5 рази вище, ніж у вихідному матеріалі. В значній мірі це залежить від якості збірки. При хорошій збірці втрати в магнітній системі трансформатора перевищують втрати в сталі до початку її механічної обробки лише на 25-30%.

Зниження втрат в обмотках від струмів навантаження трансформатора найпростіше отримати, збільшивши перетин обмотувальних проводів. Однак економічно це невигідно, так як при цьому неминуче збільшуються розміри не тільки обмоток, а й муздрамтеатру, т. Е. Збільшуються маса активних матеріалів і втрати холостого ходу в трансформаторі. Тому розміри обмотувальних проводів збільшують рідко, частіше за все, якщо цього вимагає механічна міцність обмоток.

Існують і інші шляхи зниження втрат в обмотках. Крім навантажувальних в обмотках існують додаткові втрати. Ці втрати не тільки зменшують ккд трансформатора, знижуючи його ефективність, але і часто концентруються в окремих елементах конструкції трансформатора, викликаючи їх небезпечний нагрів. Такі нагріви виникають зазвичай у верхніх і нижніх витках (котушках) обмоток, в пресуючих кільцях, ярмових балках і баку трансформатора.

Потоки розсіювання вельми «чутливі» до магнітної симетрії обмоток. Досить навіть незначного зсуву обмоток відносно один одного, щоб різко збільшити розсіювання. Такі зміщення особливо часто відбуваються по висоті: одна з обмоток може бути нещільно насаджена або дещо відрізнятися по висоті від іншої. Це практично завжди порушує магнітну симетрію і збільшує розсіювання. Тому при насадці (монтажі) обмоток складальник повинен ретельно стежити за їх висотами, не допускаючи зсуву обмоток, за рівномірністю каналів між ними, за їх строго концентричним розташуванням на осерді.

Порушення заданих проміжків між обмотками, відводами і баком, як правило, змінює напрямок потоків розсіювання і нерідко може викликати небезпечні місцеві нагріви в баку або полиці ярмова балки.