ности, отдаваемой в нагрузку Рн, к активной составляющей мощности, потребляемой из первичной электросети Рса-

Рс. Рп + Рс+Рш

где Рс -потери мощности в материале магнитопровода (стали); Рм - потери мощности в обмотках (Меди) трансформатора.

Коэффициент полезного действия траисформатора зависит от его выходной мощности (рис. 3) и обычно составляет 0,75-0,95.

Магнитные материалы и типы магнитопроводов. Основным элементом конструкции трансформатора является магаитопровод. Магнитопроводы сетевых трансформаторов питания выполняются из магнитомягких материалов, обладающих большой индукцией насыщения, небольшой коэрцитивной силой, малыми удельными потерями мощности и поддающихся механической обработке. Такими магнитными материалами являются горяче- и холоднокатаные электротехнические стали.

В соответствии с ГОСТ 21427.0-75 марки электротехнических сталей обозначаются четырьмя цифрами. Первая цифра обозначает класс стали по структурному состоянию и виду проката; вторая-по содержанию кремния; третья - группу по основной нормируемой характеристике. Вместе первые три цифры означают тип электротехнической стали. Четвертая цифра обозначает порядковый номер типа стали.

Электротехнические стали горячекатаные, термически обработанные обозначаются цифрой 1, холоднокатаные-дифрой 3.

По содержанию кремния стали обозначают: О - с содержанием кремния до 0,4% включительно (нелегированные); 1 - с содержанием кремния свыше 0,4 до 0,8% включительно; 2 - свыше 0,8 до 1,8% включительно; 3 - свыше 1,8 до 2,8% включительно; 4-свыше 2,8 до 3,8% включительно; 5 - свыше 3,8 до 4,8% включительно.

Кремний, действуя как раскислитель, способствует росту зерна в стали. С увеличением размера зерен улучшаются магнитные свойства электротехнической стали: снижаются потери на гистерезис, повышается проницаемость в слабых и средних магнитных полях. Одновременно увеличение кремния нрияводит к noBbrmeHnK) удельного электрического сопротивления, в результате чего уменьшаются потери на вихревые токи. Однако сталь с содержанием кремния более 4% приобретает повышенную хрупкость, снижается ее ударная вязкость. Это несколько затрудняет применение высоколегированных сталей для изготовления магнитопроводов малых размеров и сложной формы.

Для изготовления магнитопроводов трансформаторов, работающих при частоте переменного тока 50 Гц, целесообразно использовать электротехническую сталь марок 1511, 1521, 3411, 3412. Горячекатаная, термически обработанная сталь марки 1511 выпускается в виде листов толщиной 0,35 и 0,50 мм, сталь марки 1521 - листов толщиной 0,1; 0,2; 0,22; 0,35 мм. Холоднокатаная

сталь марок 3411 и 3412 выпускается в виде листов толщиной 0,35 и 0,50 мм, а также лент толщиной 0,28; 0,i30; 0,35; 0,50 мм.

Холоднокатаные стали обладак>т повышенными магнитными свойствами вдоль напраБления проката, что учитывается при штамповке шластин магнитопроводов (рис. 4). Для более эффективного использования их магнитных свойств магнитопровод выполняют ленточным витым, так как в этом случае направление магнитных силовых линий на всех участках .магнитной цепи будет совпадать с направлением проката. Применение холоднокатаной стали повышает магнитную индукцию, что приводит к уменьшению габаритов и массы трансформатора.

, Z от5. С Направпение

пртата.

Направление I отв. d проката

Шправпение 2m&d проката

с Направление пратта

Направление npoh>ama

d) В)

Рис. 4. Типы и размеры пластин магнитопроводов

Основные электромагнитные свойства указанных выше электротехнических сталей приведены ,в табл. 2 приложения. Для стали марок 15М, 3411 и 3412 основными нормируемыми характеристиками являются удельные потери при магнитной индукции

1,5 Тл и магнитная индукция при напряженности магнитного поля 2500 А/м, для стали 1521 удельные потери нормируются при магнитной индукции 1,0 Тл, прочее - как указано выше.

Повышение КПД трансформатора и уменьшение его габаритов и массы могут быть получены, если применить магнитопро-вод, изготовленный из холоднокатаной анизотропной ленты электротехнической стали марок 3421, 3422, 3423, 3424, 3425. Лепта выпускается в термически обработанном состоянии с термостойким электроизоляционным покрытием или без покрытия шириной от 5 до 240 мм и толщиной 0,05, 0,08, 0,15, 0,20 imm. Электромагнитные свойства стали этих марок приведены в табл. 3 приложения. Для стали этих марок основными нормируемыми характеристиками являются удельные потери при магнитной индукции 1,5 Тл при частоте 50 или 400 Гц и магнитная индукция при напряженности магнитного поля 2500 А/м.

В трансформаторах, работающих с частотой 50 Гц, применяют магнитопроводы, изготовленные из электротехнической стали толщиной 0,15-0,5 мм. Для трансформаторов, работающих с частотой от 400 до 5000 Гц, применяют магнитопроводы, изготовленные из стали толщиной 0,05 и 0,08 мм.

В зависимости от мощности трансформатора, а также от требований, предъявляемых к его стоимости и удельным характеристикам, выбирается пластинчатый или ленточный магнитопро-вод. Типы и размеры пластин и выполненных из этих пластин магнитопроводов, применяемых в трансформаторах и дросселях РЭА, устанавливаются ГОСТ 20249-80. Пластины по форме подразделяются на типы; 1 - пластина Ьобразная (рис. 4,а); Ш - пластина Ш-образная с высотой стержней h в 2,5; 2,8; 3 раза больше ширины окна /] (рис. 4,6); Шу - пластина Ш-образная с уширенным основанием и высотой стержней h в 3 раза больше ширины окна h (рис. 4,6); Ша - пластина Ш-образная высотой стержней h больше ширины окна h (рис. 4,6); Шб - пластина Ш-образная высотой стержней h меньше ширины окна U (рис. 4,6); Шп - пластина Ш-образная с постоянным немагнитным зазором h\ и высотой среднего стержня h больше ширины окна /, (рис. 4,а, г, д); Пн - пластина П-образная нор.мальная высотой стержней h больше ширины окна и (рис. 4,е); Пу - пластина П-образная, удлиненная ВЫСОТОЙ стержней h в 2,5 раза больше ширины окна li (рис. 4,е).

В зависимости от размеров каждая пластипа подразделяется на типоразмеры в соответствии с табл. 6-9 приложения. Обозначение типоразмера пластин состоит из обозначения типа пластин и цифры, указывающей: размер среднего стержня / для пластин типов Ш, Ша, Шб, Шу, Шп; размер боковых стержней I для пластин типов Пн, Пу; принадлежность пластин типа I к пластине типа Ш. Допускается изготовление пластин без отверстий.

Магнитопроводы в зависимости от конструкции подразделяются на пластинчатые броневые (рис. 5,а) и пластинчатые стержне-