И бескаркасной (в) катушек
В последнее время (особенно за рубежном) широко применяются секционированные катушки (рисунок 2.5, б). Они более оптимальны для автоматизированного производства компонентов и обеспечивают снижение выхода катушек из строя из-за продавливания изоляции проводов первичной обмотки при намотке вторичной проводом большего диаметра [9]. Секционирование обмоток рекомендуется применять также при проектировании высоковольтных ТП с целью уменьшения напряжения между слоями, что позволяет существенно проще решать вопросы изоляции обмоток. На рисунке 2.5, б первичная обмотка 2 расположена на центральной секции, а вторичная (высоковольтная) разделена на две секции 3.
Еще одной разновидностью конструкций катушек является галетная. В них обмотки выполняются в виде плоских катушек – галет, каждая из которых представляет собой законченный конструктивный элемент с выводами и собственной изоляцией. Галетные катушки представляют собой разновидность секционированной катушки, каждая секция которой выполняется автономно. При сборке трансформатора катушка собирается из галет путем нанизывания их на керн сердечника. Затем выводы галет соединяются между собою, образуя обмотки с необходимым числом витков. Очевидно, что такая конструкция трансформатора наиболее технологичная, но весьма далека от оптимальной по массогабаритным показателям. Она может быть рекомендована для бытовой или другой техники, при отсутствии ограничений по массе и габаритному объему.
В тороидальных ТП обмотки мотаются непосредственно на сердечник (см. рисунок 2.1, в), заключенный в обойму, либо изолированный волокнистой или пленочной изоляцией. При этом, с целью уменьшения полей рассеяния магнитного потока, рекомендуется распределять обмотки равномерно по всему периметру сердечника, даже если число витков в обмотке очень мало.
Дополнительные сведения о катушках можно найти в [2-4 и 9].
Материалы каркасов должны выбираться в соответствии с заданными условиями эксплуатации. Они должны соответствовать требованиям ТЗ: по нагревостойкости и морозостойкости, по влагостойкости и устойчивости к агрессивной среде, по механическим воздействиям и электрической прочности. Кроме того, они должны быть технологичными в изготовлении, и, по возможности, недефицитными и недорогими. Наиболее полно этим требованиям соответствуют термореактивные пластмассы (реактопласты) и некоторые термопласты.В настоящее время каркасы, гильзы и обоймы изготавливают преимущественно из трудно воспламеняющейся пластмассы методом горячего прессования или горячего литья под давлением.
При горячем прессовании используются пресс-материалы в виде порошков, гранул, крошки, волокнитов или другого вида исходный материалов из термореактивных пластмасс. Реактопласты представляют собой смеси термореактивных смол (связывающих материалов), различных наполнителей, отвердителей, смазывающих веществ и других специальных добавок. При нагревании реактопласты сначала переходят в вязкотекучее состояние, что используется для формования изделий. Затем в результате необратимых химических процессов (полимеризации термореактивных смол) реактопласты переходят в неплавкое и нерастворимое состояние. После прессования изделие подвергается температурной обработке, как правило, длительной и сложной. Поэтому технология изготовления изделий из реактопластов методом горячего прессования является весьма трудоемкий, дорогостоящий и, зачастую, неэкологичный. Однако, использование высокопрочных материалов позволяет повысить механическую прочность, теплостойкость, тропикостойкость ТП и другие важные свойства каркасов, а также уменьшить толщину корпусной изоляции и, тем самым, несколько увеличить коэффициент заполнения окна обмоткой и снизить массогабаритные показатели трансформатора. Поэтому реактопласты нашли применение в основном в спецаппаратуре, когда массогабаритные показатели и надежность выдвигаются на первый план.
При горячем литье под давлением используются гранулы из термопластичных пластмасс или пресс-порошок из термореактивных литьевых пластмасс. Литье под давлением из термопластов – процесс технологичный, легко поддается автоматизации и экологически достаточно чистый. Однако, отсутствие высокотемпературных, механически прочных, недорогих и недефицитных термопластичных материалов существенно сужает их область применения, которая ограничивается относительно легкими условиями эксплуатации при крупносерийном и массовом производстве. При более жестких условиях эксплуатации, когда нет ограничений по стоимости, для изготовления каркасов предпочтительнее использовать литьевые реактопласты. В отличие от других реактопластов литьевые, как правило, в процессе изготовления не требуют длительной термообработки, что существенно упрощает технологию.
В приложении А приведены основные свойства пластмасс, рекомендуемых для изготовления каркасов, гильз и обойм. Более подробно свойства, области применения и технология переработки рекомендованных и других марок пластмасс представлены в справочнике [6].