Что нужно знать о тороидальных трансформаторах?
Трансформаторы с тороидальными сердечниками представляют собой устройства простой конструкции, которые используются в электронной технике. Кольцеобразные элементы такого типа можно найти, например, в телевизорах или системах освещения. Хотя их конструкция несложна, они гарантируют высокую эффективность работы при переносе и изменении системы напряжения. Что еще стоит о них знать? Мы приглашаем вас читать.
Конструкция тороидальных трансформаторов
Тороидальный трансформатор состоит как минимум из двух обмоток, которые намотаны на основной конструктивный элемент — овальный сердечник . Чаще всего изготавливается из силиконового листа, покрытого полимером. Такая конструкция значительно снижает потери энергии, а также снижает уровень шума при работе устройства, в котором находится трансформатор. Его несомненным преимуществом является также малый вес , обусловленный ограниченным количеством компонентов, используемых при производстве. В этом отношении он превосходит другие типы трансформаторов. Короткая обмотка в сочетании с низким входным сопротивлением гарантирует стабильность при преобразовании больших мощностей.
Широкий ассортимент трансформаторов, в том числе стержневых, предлагает компания «Элкаб-Транс»на сайте https://elkabtrans.ru/, которая может похвастаться сотрудничеством с зарубежными подрядчиками. Обязательно стоит познакомиться с выпускаемыми ею устройствами.
Типы тороидальных трансформаторов
Тороидальные трансформаторы бывают разных форм. Их основное деление на однофазные и трехфазные обусловлено разным типом источника напряжения, в котором они работают. При этом они различаются по используемым материалам, а также дополнительным функциональным возможностям. Некоторые модели оснащены так называемым система плавного пуска , а также термозащиты, повышающие КПД устройства. Хорошую защиту обеспечивает и вакуумная заливка эпоксидной смолы на обмотку.
Применение тороидальных трансформаторов
Тороидальные трансформаторы имеют достаточно широкий спектр применения. В основном они используются для питания слаботочных систем освещения . Чаще всего это потолочные галогенные сетчатые схемы или их светодиодные заменители с напряжением 12В.
Трансформаторы стали неотъемлемой частью электронных устройств, таких как телевизоры и аудиоаппаратура. Некоторые из них даже оснащены двумя моделями, питающими усилители. Они обеспечивают высокую согласованность сигнала без ограничения формы волны, а также без шума или жужжания. Они также гарантируют оптимальный запас хода, справляясь с внезапными и сильными всплесками сигнала.
Тороидальный трансформатор
Тороидальный трансформатор – электротехнический преобразователь напряжения или тока, сердечник которого изогнут кольцом и замкнут. Профиль сечения отличается от круглого, название все равно применяют за неимением лучшего.
Отличия тороидальных трансформаторов
Автором тороидальных трансформаторов признан Майкл Фарадей. Возможно встретить в отечественной литературе (особенно, коммунистических времен) утопичную идею: первым собрал подобное Яблочков, сравнив указываемую дату – обычно, 1876 год – с ранними опытами по электромагнитной индукции (1830). Просится вывод: Англия опередила Россию на полвека. Интересующихся подробностями отошлем к обзору Закон электромагнитной индукции. Приводятся детальные сведения о конструкции первого в мире тороидального трансформатора. Изделие отличает форма сердечника. Помимо тороидальных принято по форме различать:
- Броневые. Отличаются избыточностью ферромагнитного сплава. Для замыкания линий поля (чтобы проходили внутри материала) ярма охватывают обмотки с внешней стороны. В результате входная и выходная наматываются вокруг общей оси. Одна поверх другой или рядом.
- Стержневые. Сердечник трансформатора проходит внутри витков обмотки. Пространственно входная и выходная разнесены. Ярма вбирают малую часть линий напряженности магнитного поля, проходящих за пределами витков. Фактически нужны, чтобы соединить стержни.
Новичку приходится туго, нелишне пояснить подробнее. Стержнем называется часть сердечника, проходящая внутри витков. На остов наматывается проволока. Ярмом называется часть сердечника, соединяющая стержни. Нужны передавать линии магнитного поля. Ярма замыкают сердечник, формируя цельную конструкцию. Замкнутость требуется для свободного распространения внутри материала магнитного поля.
Тема Магнитная индукция показывает – внутри ферромагнетика поле значительно усиливается. Эффект образует базис функционирования трансформаторов.
В состав стержневого сердечника ярмо входит минимальным составом. В броневом охватывает дополнительно обмотки снаружи вдоль длины, как бы защищая. От аналогии произошло название. Майкла Фарадея выбрал тор скорее интуитивно. Формально можно назвать стержневым сердечником, хотя направляющая оси симметрии обмоток идет дугой.
Опорой первому магниту (1824 год) стала лошадиная подкова. Возможно, факт придал направлению полета творческой мысли ученого верный азимут. Используй Фарадей иной материал, опыт окончится неудачей.
Тор навивают единой лентой. Подобные сердечники называют спиральными в отличие от броневых и стержневых, которые фигурируют в литературе за термином пластинчатые. Это введет в заблуждение. Лишний раз следует сказать: тороидальный сердечник, будучи намотанным отдельными пластинами, называется спиральным. Разбивать частями приходится, когда отсутствует лента. Это вызвано чисто экономическими причинами.
Подытожим: в исходном виде тороидальный трансформатор Фарадея имел сердечник круглого сечения. Сегодня форма невыгодна, невозможно обеспечить массовое производство соответствующей технологией. Хотя деформация проволоки по углам сгиба приводит однозначно к ухудшению характеристик изделия. Механические напряжения повышают омическое сопротивление обмотки.
Сердечники тороидальных трансформаторов
Тороидальный трансформатор назван за форму сердечника. Майкл Фарадей изготовил бублик, использовав цельный кусок мягкой стали круглого сечения. Конструкция нецелесообразна на современном этапе по нескольким причинам. Главное внимание уделяется минимизации потерь. Сплошной сердечник невыгоден, наводятся вихревые токи, сильно разогревающие материал. Получается плавильная индукционная печь, легко превращающая в жидкость сталь.
Чтобы избежать ненужных трат энергии и нагревания трансформатора, сердечник нарезают полосами. Каждая изолируется от соседней, например, лаком. В случае тороидальных сердечников наматывают единой спиралью, либо полосами. Сталь обычно на одной стороне имеет изолирующее покрытие толщиной единицы микрометра.
Упомянутые стали используются для конструирования трансформаторов тока, довольно часто по исполнению являющихся тороидальными. Интересующимся можно ознакомиться с ГОСТ 21427.2 и 21427.1. Для сердечников (как следует из названия документов) сегодня чаще используется анизотропная холоднокатаная листовая сталь. В название заложено: магнитные свойства материала неодинаковы по разным осям координат. Вектор потока поля должен совпадать с направлением проката (в нашем случае движется по кругу). Ранее применялся другой металл. Сердечники высокочастотных трансформаторов могут изготавливаться из стали 1521. В рамках сайта особенности применяемых материалов обсуждались (см. коэффициент трансформации). Сталь маркируется по-разному, в состав обозначения включаются сведения:
- Первое место отводится цифре, характеризующей структуру. Для анизотропных сталей применяется 3.
- Вторая цифра указывает процентное содержание кремния:
- менее 0,8%.
- 0,8 – 1,8%.
- 1,8 – 2,8%.
- 2,8 – 3,8%.
- 3,8 – 4,8%.
- Третья цифра указывает основную характеристику. Могут быть удельные потери, величина магнитной индукции при фиксированной напряженности поля.
- Тип стали. С ростом числа удельные потери ниже. Зависит от технологии производства металла.
При транспортировке структура стали неизбежно повреждается. Дефекты устраним специальным отжигом на месте сборки. Делается в обязательном порядке для измерительных трансформаторов тока, где важна точность показаний. Сердечник наматывается цельным куском или отрезными полосами на оправку цилиндрической или овальной формы. При необходимости ленты можно нарезать из цельного листа (экономически чаще нецелесообразно). Длина каждой должна составлять не менее шести с половиной радиусов намотки. Для достижения нужной длины допускается соединять отдельные полосы точечной сваркой. Шихтование (разбивка тонкими слоями) устраняет явление вихревых токов. Потери перемагничивания мало меняются, составляя малую долю упомянутого ранее паразитного эффекта.
Теряет значение взаимное расположение конца и начала ленты. Чтобы спираль не размоталась, последний виток приваривают к предыдущему точечной сваркой. Намотка ведется с натяжением, собранные из нескольких полос ленты обычно не удаётся подогнать плотно, сварной шов выполняется внахлест. Иногда тор режется на две части (разрезной сердечник), на практике требуется сравнительно редко. Половинки при сборке стягиваются бандажом. В процессе изготовления готовый тороидальный сердечник режется инструментом, торцы шлифуются. Витки спирали скрепляются связующим веществом, чтобы не размоталась.
Трансформатор с замкнутым сердечником
Намотка тороидальных трансформаторов
Стандартно производится дополнительная изоляция тороидального сердечника от обмоток, даже если используется лакированная проволока. Широко применяется электротехнический картон (ГОСТ 2824) толщиной до 0,8 мм (возможным другие варианты). Распространенные случаи:
- Картон наматывается с захватом предыдущего витка на тороидальный сердечник. Способ характеризуется, как вполнахлеста (половина ширины). Конец приклеивается или закрепляется киперной лентой.
- По торцам сердечник защищают картонные шайбы с надрезами глубиной 10 – 20 мм, шагом 20-35 мм, перекрывающие толщину тора. Наружная, внутренняя грань закрываются полосами. Технологически шайбы идут в сбор последними, прорезанные зубцы загибаются. Поверх спирально наматывается киперная лента.
- Надрезы могут производиться на полосах, тогда берутся с запасом, чтобы больше высоты тора, кольца – строго по ширине, накладываются поверх загибов.
- Тонкие полосы, кольца текстолита закрепляются на тороидальном сердечнике лентами стеклоткани вполнахлеста.
- Иногда кольца выполняются из электротехнической фанеры, гетинакса, толстого (до 8 мм) текстолита с запасом наружного диаметра 1-2 мм. Внешнюю и внутреннюю грань защищают картонными полосами с загибом по краям. Меж первыми витками обмотки, сердечником остается воздушный зазор. Промежуток под картоном нужен на случай, если края под проволокой протрутся. Тогда токонесущая часть никогда не коснется тороидального сердечника. Поверх наматывается киперная лента. Иногда внешнее ребро колец сглаживается, чтобы намотка углами шла плавно.
- Имеется разновидность изоляции, сходная с предыдущей, с внутренней стороны по кольцам на внешних ребрах имеются проточки до сердечника, куда ложатся полосы. Элементы выполняются из текстолита. Поверх наматывается киперная лента.
Обмотки обычно выполняются концентрическими (одна над другой), либо чередующимися (как в первом опыте Майкла Фарадея 1831 года), называют иногда дисковыми. В последнем случае через одну может наматываться достаточно большое их число, попеременно: то высокое напряжение, то низкое. Применяется чистая электротехническая медь (99,95%) удельным сопротивлением 17,24 – 17,54 нОм м. Ввиду дороговизны металла для изготовления тороидальных трансформаторов малой и средней мощности берется рафинированный алюминий. Для прочих случаев сказываются ограничения по проводимости и пластичности.
В мощных трансформаторах медный провод бывает прямоугольного сечения. Делается для экономии места. Жила должна быть толстой, пропуская значительный ток, дабы не расплавиться, круглое сечение приведет к излишнему росту габаритов. Выигрыш равномерности распределения поля по материалу свелся бы к нулю. Толстый прямоугольный провод достаточно удобно укладывать, чего нельзя сказать касательно тонкого. В остальном (по конструктивным признакам) намотка производится в точности теми же путями, как в случае обычного трансформатора. Катушки делаются цилиндрическими, винтовыми, однослойными, многослойными.
Определение конструкции тороидального трансформатора
Интересующимся вопросом рекомендуем изучить книгу С. В. Котенева, А. Н. Евсеева по расчету оптимизации тороидальных трансформаторов (издание Горячая линия – Телеком, 2011 год). Напоминаем: издание защищено законом об авторских правах. Профессионалы найдут силы (средства) приобрести при необходимости книгу. Согласно главам, расчет начинается определением параметров режима холостого хода. Подробно описывается, как найти активный и реактивный токи, высчитать ключевые параметры.
Печатное издание, несмотря на некоторую спорность изложения, попутно дает понять, почему включенный в цепь трансформатор, лишенный нагрузки, не сгорает (энергия тока расходуется намагничиванием). Хотя, казалось бы, предсказан очевидный исход мероприятия.
Число витков первичной обмотки выбирается из условия не превышения магнитной индукцией максимального значения (до входа в режим насыщения, где значение не меняется ростом напряженности поля). Если конструирование ведется для бытовой сети 230 вольт, берется допуск согласно ГОСТ 13109. В нашем случае, имеется в виду отклонение амплитуды в пределах 10%. Помним: вся промышленность перешла в XXI веке на 230 вольт (220 не используется, приводится в литературе, «наследием тяжелого прошлого»).
- alt=»Трёхфазный трансформатор» width=»120″ height=»120″ />Трёхфазный трансформатор
- alt=»Трансформатор тока» width=»120″ height=»120″ />Трансформатор тока
- alt=»Как рассчитать трансформатор» width=»120″ height=»120″ />Как рассчитать трансформатор
- alt=»Электронный трансформатор» width=»120″ height=»120″ />Электронный трансформатор
Здравствуйте подскажите пожалуйста есть у вас троидальный трансформатор OV -12v/4 А-18v/2.6A-24v/2A
Тороидальные трансформаторы — устройство, применение, технические характеристики
По форме магнитопровода трансформаторы подразделяются на стержневые, броневые и тороидальные. Казалось бы, разницы нет, ведь главное — мощность, которую способен преобразовать трансформатор. Но если взять три трансформатора с магнитопроводами разной формы на одну и ту же габаритную мощность, то выяснится, что тороидальный трансформатор покажет лучшие рабочие характеристики из всех. Именно по этой причине чаще всего для питания различных устройств во многих промышленных сферах выбор останавливают, конечно, на тороидальных трансформаторах в силу их высокой эффективности.
Сегодня тороидальные трансформаторы применяют в различных сферах промышленности, и наиболее часто тороидальные трансформаторы устанавливают в источники бесперебойного питания, в стабилизаторы напряжения, применяют для питания осветительной техники и радиотехники, часто тороидальные трансформаторы можно увидеть в медицинском и диагностическом оборудовании, в сварочном оборудовании и т.д.
Как вы понимаете, говоря «тороидальный трансформатор», подразумевают обычно сетевой однофазный трансформатор, силовой или измерительный, повышающий или понижающий, у которого тороидальный сердечник оснащен двумя или несколькими обмотками.
Работает тороидальный трансформатор принципиально так же как и трансформаторы с другими формами сердечников: он понижает или повышает напряжение, повышает или понижает ток — преобразует электроэнергию. Но тороидальный трансформатор отличается при той же передаваемой мощности меньшими размерами и меньшим весом, то есть лучшими экономическими показателями.
Главная особенность тороидального трансформатора — небольшой общий объем устройства, доходящий до половины в сравнении с другими типами магнитопроводов. Шихтованный сердечник вдвое больше по объему чем тороидальный ленточный сердечник при той же габаритной мощности. Поэтому тороидальные трансформаторы удобнее устанавливать и подключать, и уже не так важно, идет ли речь о внутреннем или о наружном монтаже.
Любой специалист скажет, что тороидальная форма сердечника является идеальной для трансформатора по нескольким причинам: во-первых, экономия материалов на производстве, во-вторых, обмотки равномерно заполняют весь сердечник, распределяясь по всей его поверхности, не оставляя неиспользованных мест, в-третьих, поскольку обмотки имеют меньшую длину, КПД тороидальных трансформаторов получается выше в силу меньшего сопротивления провода обмоток.
Охлаждение обмоток — еще один важный фактор. Обмотки эффективно охлаждаются будучи расположены в форме тороида, следовательно плотность тока может быть более высокой. Потери в железе при этом минимальны и ток намагничивания сильно меньше. В итоге тепловая нагрузочная способность тороидального трансформатора оказывается очень высокой.
Экономия электроэнергии — еще один плюс в пользу тороидального трансформатора. Примерно на 30% больше энергии сохраняется при полной нагрузке, и примерно 80% на холостом ходу, в сравнении с шихтованными магнитопроводами иных форм. Показатель рассеяния у тороидальных трансформаторов в 5 раз меньше чем у броневых и стержневых трансформаторов, поэтому их можно безопасно использовать с чувствительным электронным оборудованием.
При мощности тороидального трансформатора до киловатта, он настолько легок и компактен, что для монтажа достаточно применить прижимную металлическую шайбу и болт. Потребителю всего то и нужно выбрать подходящий трансформатор по току нагрузки и по первичному и вторичному напряжениям. При изготовлении трансформатора на заводе рассчитывают площадь сечения сердечника, площадь окна, диаметры проводов обмоток, — и выбирают оптимальные габариты магнитопровода с учетом допустимой индукции в нем.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Тороидальные трансформаторы: нишевое решение или будущее электроэнергетики?
В истории техники неоднократно бывали ситуации, когда очень простое, на первый взгляд, решение оказывалось очень сложным в реализации. Проходили десятилетия, прежде чем создавалось оборудование, позволяющее поставить на поток выпуск когда-то изобретенного устройства. Именно такая судьба постигла тороидальные трансформаторы, которые изобрели еще в XIX веке, но только сейчас они получили широкое распространение.
Важнейшим элементом любого силового трансформатора является магнитопровод. Известны три основных типа магнитопровода, отличающихся по форме: стержневой, броневой и тороидальный.
Стержневой магнитопровод состоит из двух стержней, на которых расположены отдельно первичная и вторичная обмотки, концы стержней попарно соединяют ярма. Вместе два стержня и два ярма образуют прямоугольник, который в ряде случаев может иметь скругленные углы. Переменные магнитные поля в стержнях направлены в противоположные стороны, поэтому утечка электромагнитного излучения в окружающее пространство находится на относительно низком уровне. Данный тип магнитопроводов применяется в мощных трансформаторах, установленных в питающих подстанциях.
Броневой магнитопровод имеет один стержень, на котором располагаются как первичная, так и вторичная обмотки. Трансформатор имеет два ярма, которые охватывают эти обмотки с двух сторон. С броневым трансформатором знаком каждый, кто когда-либо разбирал бытовую аппаратуру. Из-за компактных размеров, простоты производства и высокой механической прочности они получили широкое распространение в недорогих бытовых устройствах. Но у них есть недостаток — значительная часть энергии в виде электромагнитного излучения уходит в окружающее пространство. Поэтому трансформаторы с броневым магнитопроводом обычно рассчитаны на мощность не более 500 ВА.
Тороидальный магнитопровод имеет форму кольца. Обмотки располагаются равномерно по всему «бублику», одна поверх другой. Правильно изготовленный трансформатор с таким магнитопроводом практически не излучает электромагнитные колебания в окружающее пространство, благодаря чему достигается высокий КПД, а также отсутствие паразитных электромагнитных влияний на другие элементы устройства, если блок питания является встроенным. Трансформаторы с тороидальным магнитопроводом применяются в устройствах специального назначения, меди-цинской технике, высокоточных станках и бытовой аппаратуре высокого класса.
Часто трансформаторы с тороидальным магнитопроводом называют сокращенно «тороидальные трансформаторы».
Актуальность решения
Интерес к тороидальным трансформаторам значительно вырос в 2020 году, что было обусловлено пандемией ковида. Вырос спрос на медицинское оборудование, для которого именно тороидальные трансформаторы являются наилучшим вариантом.
КПД трансформатора с броневым магнитопроводом мощностью порядка нескольких десятков вольт-ампер составляет около 85 %. В то же время КПД тороидального трансформатора такой же мощности может достигать 98 %. Помимо отсутствия электромагнитного излучения в окружающее пространство, для тороидального трансформатора характерна меньшая длина провода обмоток при той же нагрузке, что обуславливает более низкие потери в обмотках.
В медицинской аппаратуре важно, чтобы блок питания не создавал помех высокоточным датчикам. Поэтому основной тип блока питания для такого оборудования — линейный. Уменьшить потери, обусловленные нагревом транзистора, регулирующего напряжение, невозможно. Приходится увеличивать КПД блока питания за счет применения высокоэффективного трансформатора. Кстати, отсутствие паразитного воздействия излучения от трансформатора на датчики — так-же большое преимущество для использования в медицинской аппаратуре. Причем в компактном датчике нет возможности установить громоздкий кожух, экранирующий излучение трансформатора с броневым магнитопроводом, поэтому тороидальный трансформатор является оптимальным вариантом.
Распространенное мнение, что первый трансформатор, использованный Майклом Фарадеем в его опытах в 1831 году, относился к тороидальному типу, не совсем верное. Действительно, магнитопровод этого трансформатора имел кольцевую форму, но первичная и вторичная обмотки размещались по диаметрально противоположным сторонам. Создаваемые ими электромагнитные поля не были равномерно распределены по всей окружности. Поэтому созданный Фарадеем трансформатор не обладал свойствами, характерными для тороидальных трансформаторов в современном понимании этого слова.
Трансформаторы с броневым магнитопроводом получили наибольшее распространение в блоках питания бытовой аппаратуры
Другое современное направление использования тороидальных трансформаторов — производство, построенное по принципу «Индустрия 4.0». Для него требуется множество датчиков, размещаемых в самых разнообразных местах производственного цеха. Встает та же проблема защиты от помех, что и для медицинского оборудования. Кроме этого, датчики должны быть легкими и компактными. При равной максимальной мощности тороидальный трансформатор получается самым малогабаритным и легким относительно трансформаторов с магнитопроводами любых других форм. Причина заключается в том, что обмотка полностью покрывает магнитопровод (а не только стержень, как в других типах), поэтому плотность магнитной индукции и тепловыделение равномерно распределены по всей его длине. А ведь ограничения по нагреву и плотности магнитной индукции являются причинами, заставляющими конструкторов трансформаторов выбирать магнитопроводы больших размеров.
Технология изготовления магнитопровода
По свойствам материалов, из которого изготавливаются магнитопроводы, они делятся на шихтованные, ленточные и монолитные. Шихтованные набирают из тонких металлических пластин. Ленточные представляют собой свернутый в рулон тонкий лист металла с заданными магнитными свойствами, прошедший процедуру спекания при высокой температуре. Монолитные представляют собой единый кусок материала заданной формы либо 2-3 монолитных элемента, соединяемых между собой в процессе сборки.
Шихтованные тороидальные магнитопроводы сейчас практически не используются, как и монолитные, сделанные из металлических сплавов. Монолитные магнитопроводы из феррита (керамический материал, не проводящий электрический ток, но обладающий ярко выраженными магнитными свойствами) применяются в основном для построения импульсных блоков питания, они работают на частоте порядка единиц килогерц и выше. На промышленной частоте 50 Гц они, как правило, неэффективны. Поэтому в современных силовых тороидальных трансформаторах чаще всего используются магнитопроводы ленточной конструкции.
Тороидальные трансформаторы применяются для питания высокоточной измерительной аппаратуры
Проблема намотки
В случае использования стержневого или броневого магнитопровода обмотки наматывают на одну или две раздельные жесткие катушки из диэлектрического материала. Станки, осуществляющие данную операцию, имеют очень простую конструкцию. После намотки вокруг катушки собирают шихтованный магнитопровод либо разрезают готовый ленточный магнитопровод, надевают на него катушку (или две катушки для магнито-провода стержневого типа), затем соединяют элементы обратно с сохранением магнитного зазора (о значении которого будет сказано ниже).
Процесс намотки тороидального трансформатора намного сложнее. Раньше намотка осуществлялась вручную или на станках, работавших в полуавтоматическом режиме. Это обуславливало применение тороидальных трансформаторов только для аппаратуры специального назначения, где главным было достичь любой ценой малых веса и размеров. И только в 90-х годах XX века появились станки, позволяющие массово выпускать тороидальные трансформаторы в полностью автоматическом режиме.
Для обмоток тороидального трансформатора используется провод толщиной не более 6,5 мм, более толстый провод недостаточно гибок. Первичная и вторичная обмотки разделяются гибкой диэлектрической пленкой толщиной менее 0,3 мм, что значительно снижает напряжение пробоя. По перечисленным причинам серийно выпускаемые тороидальные трансформаторы имеют максимальную мощность не более 10 кВА (под заказ — не более 50 кВА) и обычно рассчитаны на напряжение не более 400 В.
Тороидальные трансформаторы нашли широкое применение в медицинском оборудовании
Другие недостатки
Трансформаторы со стержневыми и броневыми магнитопроводами при необходимости могут быть изготовлены как трехфазные в едином устройстве (вопросы их построения выходят за рамки данной статьи). Что же касается тороидального магнитопровода, то для каждой из трех фаз требуется использование отдельного трансформатора. Поэтому тороидальные трансформаторы обычно используются в оборудовании с однофазным питанием. Постоянная составляющая в токе, поступающем на первичную обмотку, приводит к подмагничиванию магнитопровода, изменению его свойств, в конечном счете — снижению эффективности и перегреву трансформатора. Для борьбы с этим явлением в магнитопроводе трансформатора делается магнитный зазор. Но при наличии такого зазора тороидальный трансформатор теряет присущие ему преимущества, становясь в один ряд по параметрам с другими аналогичными устройствами. Учитывая более высокую стоимость тороидального трансформатора, такой подход экономически невыгоден. Поэтому данный тип устройств делают всегда без магнитного зазора и мирятся с более вы-сокими требованиями к качеству электропитания.
Выводы
Применительно к блокам питания бытовой техники тороидальные трансформаторы сохранят за собой нишу элитной аппаратуры. Но в массовой аппаратуре сейчас чаще используются импульсные блоки питания, для которых конструкция магнитопровода уже не так важна. В мощных питающих подстанциях тороидальные трансформаторы вряд ли появятся раньше, чем будут созданы принципиально новые материалы для проводов и изоляции.
Тем не менее в нашей стране можно ожидать роста спроса на тороидальные трансформаторы, что связано с двумя задачами, поставленными на государственном уровне. Во-первых, необходимо ликвидировать зависимость от импорта медицинского оборудования. И, во-вторых, возродить целые отрасли промышленности, но уже на новой технологической основе, предусматривающей внедрение концепции «Индустрии 4.0». Для решения обеих задач потребуются тороидальные трансформаторы отечественного производства. Здесь есть о чем подумать бизнесменам, желающим вложиться в выпуск электротехнической продукции.
Источник: Николай Пуделякин, опубликовано в журнале «Электротехнический рынок» № 6 (108), 2022 год