Выбор изоляции проводов обмоток
Размеры и марка изоляции проводов обмоток трансформаторов определяются государственными стандартами. Марки проводов, применяемые в маломощных трансформаторах, указаны в приложении 1.
Наиболее дешевой изоляцией провода является эмаль, однако надежность эмалевой изоляции недостаточна, поэтому область ее применения ограничена главным образом проводниками диаметром примерно до 2 мм. Более надежными по изоляции являются провода марки ПЭВ-2. Наилучшими проводами по изоляции считаются провода марок ПЭЛШО и ПЭЛШКО, но они применяются большей частью в ответственных машинах и аппаратах. Наибольшее применение для маломощных трансформаторов имеют провода марок ПЭЛ, ПЭВ-1 и ПЭВ-2 с диаметрами до 1–3 мм.
1.2.8. Определение высоты и ширины окна
сердечника трансформатора
Форма окна сердечника трансформатора оказывает значительное влияние на величину намагничивающего тока, расход стали на сердечник и меди на обмотки трансформатора. Излишняя высота окна сердечника H повышает намагничивающий ток Im и увеличивает расход стали и вес трансформатора. Заниженная высота окна повышает нагрев обмотки и увеличивает расход меди на них.
Наилучшей формой окна сердечника трансформатора получается при отношении высоты окна H к его ширине b в пределах 2,5–3,0 (см. рис. 1.8).
Если при расчете сердечника трансформатора принята стандартная форма П-образных или Ш-образных пластин из приложений 2 и 3, то размеры H и b (см. рис. 1.8) тоже берутся из этого же приложения.
При произвольном выборе размеров сердечника aс, bс и hя предварительное значение высоты окна сердечника трансформатора может быть определено по формуле:
[см],
где k – отношение высоты к ширине окна сердечника:
kо– коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой; для маломощных силовых трансформаторов величина kо приближенно может быть принята в пределах kо = 0,2 ¸0,3;
W1, W2, W3, … берутся из пункта 1.2.5.,
q1, q2, q3, … - из пункта 1.2.6.
Ширина окна сердечника предварительно (см. рис. 1.8):
[см].
Полученные здесь предварительные значения H и b окончательно уточняются при укладке обмоток на стержне сердечника трансформатора
в пункте 1.2.9.
1.2.9. Укладка обмоток на стержнях и уточнение размеров окна
сердечника трансформатора
При расположении обмоток на стержнях сердечника трансформатора нужно иметь в виду следующее. Чем меньше диаметр обмоточного провода, тем выше его стоимость. Поэтому для уменьшения общей стоимости трансформатора целесообразно обмотку с более тонким проводом располагать на стержне первой.
В случае трехобмоточных трансформаторов, в целях уменьшения взаимного влияния вторичных обмоток друг на друга при изменении нагрузки в них, желательно первичную обмотку располагать на стержне между вторичными обмотками. Однако в маломощных силовых трансформаторах индуктивные сопротивления обмоток весьма незначительны, и их влияние на падение напряжения в трансформаторе при нагрузке невелико. Ввиду этого в рассматриваемых трансформаторах практически можно отступать от теоретического положения размещения первичной обмотки на стержне между вторичными и взаимно размещать их в зависимости от конструктивных и других соображений.
Для уточнения ширины окна сердечника b необходимо вычислить радиальную толщину обмоток трансформатора. Число витков первичной обмотки в одном слое рассчитывается по следующей формуле:
где d1и берется из пункта 1.2.6.,
H – из пункта 1.2.8.;
e1 – расстояние от обмотки до ярма, обычно 
мм.
В случае применения в броневом трансформаторе штампованных листов с одним зазором длина катушек по условиям сборки должна быть меньше длины стержня на 5–10%. В таком случае число витков в слое следует вычислять по формуле
.
В случае однофазного двухкатушечного трансформатора стержневого типа (рис. 1.9 а) обмотки располагаются на двух катушках с одинаковым числом витков, поэтому число витков на каждой катушке будет
.
т.е. обмотка делится по катушкам поровну. Число слоев первичной обмотки равно
.
полученное значение m1 округляется до ближайшего большего целого числа.
Число слоев первичной обмотки однофазного однокатушечного или броневого трансформаторов (рис. 1.9, б и в)
полученное значение m1 округляется до ближайшего большего целого числа.
Толщина первичной обмотки
,
где g1 – толщина изоляционной прокладки между слоями;
d1и – берется из пункта 1.2.6.
| 
| 
|
| а). | б). | в). |
Рис. 1.9. Формы катушек маломощных двухобмоточных трансформаторов:
а – стержневого двухкатушечного; б – стержневого однокатушечного;
в – броневого
Изоляционные прокладки следует применять лишь при напряжении между слоями свыше 50 В. Толщина изоляционных прокладок обычно не превышает 0,05–0,08 мм.
Число витков вторичной обмотки в одном слое
В однофазном двухкатушечном трансформаторе стержневого типа число витков на стержне делится по катушкам поровну (см. рис. 1.9, а)
Число слоев вторичной обмотки каждой катушки равно
полученное значение m2 округляется до ближайшего большего целого числа.
Число слоев вторичной обмотки однофазного однокатушечного или броневого трансформаторов (см. рис. 1.9, б и в)
полученное значение m2 округляется до ближайшего большего целого числа.
Толщина вторичной обмотки
где d2и берется из позиции 6;
g2 = g1.
В случае трансформатора с тремя и более обмотками толщина обмоток вычисляется аналогичным образом.
Ширина окна сердечника однофазного трансформатора с одной круглой катушкой (см. рис. 1.9, б)
где 
– зазор от стержня до катушки (см. рис. 1.9, б);
e0 = 1,0 ¸ 2,0 – толщина изоляции между катушкой и стержнем, выполняемой обычно из электрокартона;
d12, d23, …, d3n – толщина изоляции между обмотками, выполняемой обычно в маломощных трансформаторах из электрокартона толщиной 0,50–1,0 мм;
e3 – расстояние от катушки до второго стержня, принимаемое обычно в пределах e3 = 3 ¸ 5 мм;
d1, d2, d3, …, dn – толщины соответствующих обмоток в миллиметрах.
Ширина окна однофазного трансформатора с двумя круглыми катушками, а также трехфазного трансформатора с аналогичными катушками (рис. 1.9, а)
,
где e3 – расстояние между катушками, обычно e3 = 3 ¸ 5 мм.
Ширина окна однофазного трансформатора с одной прямоугольной катушкой (см. рис. 1.9, в)
,
где k2– коэффициент увеличения толщины катушки за счет неплотностей прилегания слоев, в результате чего катушка приобретает овальный вид. Величина этого коэффициента зависит от упругости проволоки и натяжения ее при намотке; ориентировочно можно принять
k2= 1,2 ¸1,3.
Ширина окна однофазного трансформатора с двумя прямоугольными катушками, а также трехфазного трансформатора с аналогичными катушками
.
Проверка правильности выбранных величин H и b по их отношению:
;
если полученное отношение 
выходит за указанные пределы, следует соответственно изменить высоту окна H, снова проверить укладку обмотки и определить новое значение ширины окна b.