Электропитающие устройства и линии автоматики, телемеханики и связи — Путевые дроссель-трансформаторы

Устройство дроссель-трансформатора

Дроссель-трансформатор — прибор, обеспечивающий прохождение тягового тока в обход изолирующего стыка.
Устройство ДТ представляет собой Ш-образный сердечник с ярмом, изготовленные из электротехнической стали. Основная и дополнительная обмотки располагаются на среднем стержне сердечника. Вся конструкция помещёна в чугунный корпус, заполненный трансформаторным маслом и закрытый крышкой. На крышке имеются пробки, через которые осуществляется контроль уровня масла.

В устройстве ДТ для участков с электротягой постоянного тока между ярмом и сердечником предусмотрена гетинаксовая пластина, обеспечивающая немагнитный (воздушный) зазор в магнитной цепи ДТ.

Основная обмотка (ОО) рассчитана на прохождение тягового тока и имеет 3 вывода, 2 из которых (крайние) подключаются к рельсовым линиям. Средний вывод подключается к среднему же выводу ДТ смежной РЦ.

Дополнительные обмотки (ДО) ДТ обеспечивают подключение приборов релейного и питающего концов РЦ. А так как эти приборы соединены с рельсовой линией индуктивно, снижается воздействие на работу РЦ постоянной составляющей тягового тока. Как правило, число витков в дополнительных обмотках больше количества витков в основных обмотках.

Конструкция и принцип работы

Устройство ДТ выглядит, как сердечник формы Ш со стальным остовом. Расположение главной и второстепенной обмотки – средний стержень сердечника. Все составляющие механизма погружены в корпус из чугуна. Он в свою очередь наполнен маслом трансформатора и закрыт крышкой. Уровень масляной жидкости контролируется через пробки, находящиеся на крышке. Конструкция имеет защиту от:

• проникновения внутрь ДП лицами, которым не положено вмешиваться в работу прибора;
• размещения на выводах главной обмотки ненужных предметов;
• возможности повреждения корпуса.

В данном приборе находится пластина из гетинакса, расположенная посередине сердечника и остова. С её помощью происходит обеспечение воздушного зазора в магнитной цепи ДТ. Главная обмотка необходима для пропускания тягового тока. Она обладает 3 выводами. К линиям рельс присоединяются 2 из них, расположенные по краям, а оставшийся по середине – к среднему выводу дроссельного трансформатора смежной РЦ.

За включение приборов релейного и питающего концов РЦ отвечают дополнительные обмотки. Из-за индуктивного соединения приборов с рельсовой линией на работу РЦ меньше влияет константная составная часть тягового тока.

Дроссель-трансформатор на постоянном токе функционирует, согласно принципу самоиндукции катушки. Это происходит следующим образом:

1. Часть тягового тока попадает на одну полуобмотку ДТ, перемещаясь по одной рельсе.
2. Остальной ток идёт на вторую полуобмотку ДТ.
3. Суммарный ток всех этих частей попадает через перемычку в среднюю точку ОО смежного ДТ. Поделившись надвое, он направляется по нитям рельс соседней РЦ.

Прибор может выдерживать диапазоны колебаний от низких до высоких. Первые могут быть от 20 Гц до 20 кГц. Средние значения составляют 20-100 кГц, а высокие – более 100 кГц. Конструкция дросселей высокой частотности совсем не похожа на конструкции ДТ низкой и средней частотности.

Дроссель-трансформатор: принцип работы

Дроссель-трансформаторы — согласующие трансформаторы, что обеспечивает независимость работы рельсовой цепи от величины сопротивления соединительных проводов. Это особенно ценно при длинных РЦ.

Принцип работы ДТ заключается в следующем: часть тягового тока Iт1, проходя по одному из рельсов, оказывается в одной полуобмотке ДТ. В это время другая часть тягового тока Iт2 течёт через вторую полуобмотку ДТ. Через перемычку суммарный ток Iт1+ Iт2 попадает в среднюю точку ОО смежного ДТ и, разделившись на 2 части, проходит по рельсовым нитям соседней РЦ.

Создаваемые токами, протекающими в полуобмотках, потоки направлены в разные стороны. По этой причине при Iт1= Iт2 разностный поток в сердечнике ДТ=0. В результате в ДО тяговый ток не наводит электродвижущую силу (ЭДС).

Сигнальный ток от источника питания рельсовой цепи попадает в обмотку реле так: ДО ДТ на питающем конце обтекается сигнальным переменным током. Это создаёт в сердечнике переменный магнитный поток, под воздействием которого в ОО индуктируется переменная ЭДС.

Это, в свою очередь, приводит к возникновению в рельсовой линии сигнального тока Iс, который, проходя через ОО релейного ДТ, индуктирует в его ДО ЭДС. Под действием этой силы происходит срабатывание путевого реле И (в приведённой схеме РЦ — импульсное реле переменного тока). При этом сам ДТ на питающем конце РЦ выполняет роль понижающего, а на релейном — повышающего (токи Iс и Iт должны быть разными по частоте).

Путевые дроссель-трансформаторы — Страница 64

Страница 64 из 106

Путевые дроссель-трансформаторы (ДТ) предназначены для рельсовых цепей переменного тока с кодовым питанием на электрифицированных участках дорог. Они обеспечивают пропуск обратного тягового тока в обход изолирующих стыков к тяговой подстанции. Одновременно они служат трансформаторами для подачи в рельсовую цепь переменного сигнального тока на ее питающем конце и приема тока с рельсов на релейном конце. Дроссель-трансформатор (рис. 184) представляет собой реактивную катушку с сердечником, имеющую малое омическое и относительно большое индуктивное сопротивление. Он состоит из сердечника 5 и ярма 4, собранных из листовой трансформаторной стали; на сердечнике насажены основная 3 и дополнительная 6 обмотки. Дополнительная обмотка расположена сверху основной обмотки. Сердечник с обмотками заключен в металлический корпус I с крышкой 2. В корпус заливают трансформаторное масло до красной черты. У дроссель-трансформаторов, устанавливаемых на участках с электротягой постоянного тока, между сердечником и ярмом в магнитной цепи имеется воздушный зазор шириной 1—3 мм, который служит для стабилизации электрического сопротивления дросселя переменному току рельсовой цепи при подмагничивающем действии постоянного тягового тока. У дроссель-трансформаторов, применяемых на участках с электротягой переменного тока, магнитная цепь не имеет воздушного зазора и состоит из замкнутого сердечника.

Рис. 184. Дроссель-трансформатор типа ДТ-0.2-500 Основная обмотка дроссель-трансформатора имеет три вывода: два крайних и один — от средней точки обмотки (рис. 185). Крайние выводы основной обмотки подсоединяют к рельсам, а средний — соединяют со средним выводом второго дроссель-трансформатора смежной рельсовой цепи перемычкой, по которой тяговый ток проходит из одного изолирующего участка в другой. Дополнительную обмотку выводят в кабельную муфту на корпусе дроссель-трансформатора и через кабель подключают к приборам рельсовой цепи.

Рис . 185. Схема включения дроссель-трансформатора в рельсовую цепь Дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,2 и ДТ-0,6 применяют для участков дорог, оборудованных автоблокировкой на переменном токе при электротяге на постоянном токе. Дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,2-500 и ДТ-0,6-500 рассчитаны на пропуск номинального (длительного) тягового тока 500 А через каждую секцию основной обмотки. Средний вывод обмотки рассчитан на 1000 А. Дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,2-1000 и ДТ-0,6-1000 рассчитаны на номинальный (длительный) тяговый ток 1000 А через каждую секцию основной обмотки. Средний вывод обмотки рассчитан на 2000 А. Дроссель-трансформатор типа ДТ-0,6 с коэффициентом трансформации п = 15 всегда устанавливают на питающем конце рельсовой цепи, у него дополнительная обмотка не секционирована и имеет два вывода (рис. 186, а). Дроссель-трансформатор типа ДТ-0,2 имеет переменный коэффициент трансформации. Его применяют на релейном и питающем концах рельсовых цепей частотой 50 Гц и длиной до 1500 м с двухэлементными путевыми реле типа ДСШ и на релейном конце кодовых рельсовых цепей длиной до 2600 м. Дополнительная обмотка (рис. 186, б) секционирована и имеет пять выводов. Необходимый коэффициент трансформации подбирают включением соответствующих секций дополнительной обмотки. На выводах 1 и 2 п — 13, на выводах 2 и 4 — п = 17, на выводах 1 и 4 — п = 30 и на выводах 0 и 4 — п = 40. На участках с электротягой переменного тока частотой 50 Гц на питающем и релейном концах рельсовой цепи устанавливают дроссель-трансформаторы типов ДТ-1-150 или 2ДТ-1-150 (соответственно рис. 186, в и г). Крайние выводы основной обмотки дроссель-трансформатора типа ДТ-1-150 рассчитаны на ток 150 А, а средний — на 300 А. Дроссель-трансформаторы типа ДТ-1-150 выпускают для рельсовых цепей переменного тока частотой 25 Гц одиночной и сдвоенной установки, у дроссель-трансформатора ДТ-1-150 п = 3.

Рис. 186. Схемы включения обмоток дроссель-трансформаторов различных типов Дроссель-трансформатор сдвоенной установки типа 2ДТ-1-150 совмещает в одном корпусе два дроссель-трансформатора и имеет те же электрические характеристики, что и дроссель-трансформатор типа ДТ-1-150. На станциях стыкования рельсовые цепи работают в особых условиях, подвергаясь воздействию постоянного и переменного тяговых токов. На таких станциях устанавливают дроссель-трансформаторы типов ДТ-0,6-500С с коэффициентом трансформации п — 3. Дроссель-трансформатор типа ДТМ-0,17-1000 (рис. 186, д) предназначен для линий метрополитена, оборудованных автоблокировкой на переменном токе и электротягой на постоянном токе. Дроссель- трансформатор рассчитан на пропуск номинального тягового тока 1000 А через каждую секцию основной обмотки, его коэффициент трансформации п —- 40. Во время работы с путевыми дроссель-трансформаторами необходимо строго выполнять основные правила по технике безопасности. Необходимо, чтобы работающий был в диэлектрических перчатках или пользовался инструментом с изолирующими ручками. Перед сменой дроссельной перемычки следует установить временную перемычку из медного провода и плотно закрепить ее одним концом на подошве рельса струбциной, а другим концом — на выводе дроссель-трансформатора специальным зажимом. Работать с путевым дроссель-трансформатором, к которому присоединен отсасывающий фидер электротяги, можно только в присутствии и под наблюдением работников участка электроснабжения.

При выполнении работ запрещается разрывать цепь сетевой обмотки изолирующих трансформаторов рельсовых цепей без предварительного отключения или замыкания накоротко обмотки (специальной перемычкой под гайки), соединенной с дроссель-трансформатором — Не разрешается отключать от рельса хотя бы одну перемычку дроссель-трансформатора без предварительного соединения обоих рельсов со средней точкой дроссель-трансформатора соседней рельсовой цепи, а также отключать среднюю точку ДТ или нарушать иным способом цепь протекания по рельсам тягового тока.

lokomo.ru

Как работает дроссель.

В цепях переменного тока, для ограничения тока нагрузки, очень часто применяют дроссели — индуктивные сопротивления. Перед обычными резисторами здесь у дросселей имеется серьезные преимущества — значительная экономия электроэнергии и отсутствие сильного нагрева.

Каково устройство дросселя, на чем основан принцип его работы? Устроен дроссель очень просто — это катушка из электрического провода, намотанная на сердечнике из ферромагнитного материала. Приставка ферро, говорит о присутствии железа в его составе (феррум — латинское название железа), в том или ином количестве.

Без дросселя, схема будет работать как обычно — цепь замыкается, лампа загорается. Но если добавить дроссель, подключив его последовательно нагрузке(лампочке), картина несколько изменится. Присмотревшись, можно заметить, что во первых, лампа загорается не сразу, а с некоторой задержкой, во вторых — при размыкании цепи возникает хорошо заметная искра, прежде не наблюдавшаяся. Так происходит потому что, в момент включения ток в цепи возрастает не сразу — этому препятствует дроссель, некоторое время поглощая электроэнергию и запасая ее в виде электромагнитного поля. Эту способность и называют — индуктивностью.

Чем больше величина индуктивности, тем большее количество энергии может запасти дроссель. Еденица величины индуктивности — 1 Генри В момент разрыва цепи запасеная энергия освобождается, причем напряжение при этом может превысить Э.Д.С. используемого источника в десятки раз, а ток направлен в противоположную сторону. Отсюда заметное искрение в месте разрыва. Это явление называется — Э.Д.С. самоиндукции.

Если установить источник переменного тока вместо постоянного, использовав например, понижающий трансформатор, можно обнаружить что та же лампочка, подключенная через дроссель — не горит вовсе. Дроссель оказывает переменному току гораздо большое сопротивление, нежели постояному. Это происходит из за того, что ток в полупериоде, отстает от напряжения.

Графически это выглядит таким образом.

Получается, что действующее напряжение на нагрузке падает во много раз(и ток соответственно), но энергия при этом не теряется — возвращается за счет самоиндукции обратно в цепь. Сопротивление оказываемое индуктивностью переменному току называется — реактивным. Его значение зависит от величины индуктивности и частоты переменного тока. Величина индуктивности в свою очередь, находится в зависимости от количества витков катушки и свойства материала сердечника, называемого — магнитной проницаемостью, а так же его формы.

Трансформаторы и дроссели

Катушки индуктивности (дроссели

) широко используются в радиоэлектронной и вычислительной аппаратуре. Их параметры определяются электромагнитными свойствами магнитопроводов, режимом их намагничивания, взаимным расположением витков катушки.

Трансформатор

– электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения и тока без изменения частоты.

Классификация трансформаторов и дросселей представлена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Классификация трансформаторов и дросселей

По электрической схеме трансформаторы подразделяются на однообмоточные, двухобмоточные и многообмоточные.

Однообмоточный трансформатор – автотрансформатор, в котором между первичной (входной) и вторичной (выходной) обмотками кроме электромагнитной связи существует еще и электрическая связь. Такой трансформатор не имеет гальванической развязки.

Двухобмоточный трансформатор имеет одну первичную и одну вторичную обмотки, а многообмоточный — несколько вторичных обмоток. Все обмотки двухобмоточных и многообмоточных трансформаторов электрически не связаны друг с другом.

Конструктивные признаки. Это основные классификационные признаки трансформаторов и дросселей, в основе которых лежат конструкция магнитопровода, его конфигурация и технология изготовления.

Для увеличения индуктивности в катушку вставляется магнитопровод

из
ферромагнитного материала
(железо, ферриты, пермаллой). Магнитопровод может быть замкнутым и незамкнутым. Незамкнутый магнитопровод может быть выполнен в виде стержня или иметь гантелеобразную форму. Замкнутые магнитопроводы имеют тороидальную, Ш-образную, П-образную форму, могут быть выполнены в виде ферритовых чашек. Если через катушку протекает большой ток, то магнитопровод может войти в
насыщение
. При этом индуктивность катушки резко падает и приближается к значению, которое имела бы катушка, если бы в ней не было магнитопровода. Для предотвращения насыщения магнитопровод делают незамкнутым или в замкнутом магнитопроводе делают зазор из немагнитного материала (электрокартона, стеклотекстолита, пластика и т. д.). Чем больше немагнитный зазор, тем больше ток насыщения магнитопровода дросселя. Если магнитопровод выполнен из пермаллоя, то немагнитный зазор не требуется, он как бы распределен по всему магнитопроводу.

Магнитопроводы низкочастотных трансформаторов делают из трансформаторной стали, а высокочастотных – их ферритов.

Внешний вид различных катушек индуктивности приведен на рис. 6.2.

а) б в г д е

Рис. 6.2. Катушки индуктивности: а — SMD дроссель SDR2207;

б- дроссель КИГ-0,2; в- дроссель на стержневом магнитопроводе ДП1 0,2; г- дроссель RLB0712 на гантелеобразном сердечнике; д- тороидальный дроссель; е- импульсный трансформатор на Ш-образном сердечнике.

Маркировка дросселей

Если размеры дросселя позволяют, индуктивность указывается непосредственно с указанием единицы измерения и допуска. Иногда указывается количество витков и марка провода, которым намотана катушка. Для обозначения параметров малогабаритных дросселей применяется цветовая или кодовая маркировка.

Цветовая маркировка

В соответствии с Публикациями IЕС 62 для дросселей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Наиболее часто применяется кодировка 4 или 3 цветными кольцами или точками. Первые две метки указывают на значение номинальной индуктивности в микрогенри (мкГн, uН), третья метка — множитель (колличесво нулей, которое надо приписать к первым двум цифрам), четвертая — допуск. В случае кодирования 3 метками подразумевается допуск 20%. Цветное кольцо, обозначающее первую цифру номинала, может быть шире, чем все остальные. Соответствие между цветом метки и цифрой такое же, как и при маркировке резисторов (см. таблицу 4.1).

Кодовая маркировка

При кодовой маркировке номинальное значение индуктивности кодируется цифрами, а допуск — буквами.

Применяется два вида кодирования:

А. Первые две цифры указывают значение в микрогенри (мкГн, uН), последняя — количество нулей. Следующая за цифрами буква указывает на допуск. Например, код 101J обозначает 100 мкГн ±5%. Если последняя буква не указывается — допуск 20%. Исключения: для индуктивностей меньше 10мкГн роль десятичной запятой выполняет буква R, а для индуктивностей меньше 1 мкГн — буква N.

Допуск: D = ±0.3 нГн; J = ±5%; К = ±10%; М = ±20%.

В. Индуктивности маркируются непосредственно в микрогенри (мкГн, uН). В таких случаях маркировка 680К будет означать не 68 мкГн ± 10%, как в случае А, а 680 мкГн ± 10%.

7. Полупроводниковые приборы

Система обозначений полупроводниковых приборов

Рис. 7.1. Система обозначений полупроводниковых приборов

Первый элемент обозначает исходный полупроводниковый материал, на базе которого изготовлен прибор.

Второй элемент обозначения — буква, определяющая подкласс (или группу) приборов.

Третий элемент в обозначении транзистора — цифра, определяющая его функциональные возможности.

Для обозначения функциональных возможностей транзисторов используются следующие цифры:

Для транзисторов малой мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью не более 0,3 Вт):

1 — низкой частоты, с граничной частотой коэффициента передачи тока или максимальной рабочей частотой (граничной частотой) не более 3 МГц;

2 — средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

3 — высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц;

Для транзисторов средней мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью более 0,3 Вт, но не более 1,5 Вт):

4 — низкой частоты, с граничной частотой не более 3 МГц;

5— средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

6— высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц.

Для транзисторов большой мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью более 1,5 Вт):

7 — низкой частоты, с граничной частотой не более 3 МГц;

8 — средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

9 — высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц;

Третий элемент в обозначении полупроводниковых диодов может принимать следующие значения:

1 — для выпрямительных диодов с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А;

2— для выпрямительных диодов с постоянным или средним значением прямого тока более 0,3 А, но не выше 10 А;

4 — для импульсных диодов с временем восстановления обратного сопротивления более 500 нс;

5 — для импульсных диодов с временем восстановления более 150 нс, но не свыше 500 нс;

6 — для импульсных диодов с временем восстановления 30 … 150 нс;

7— для импульсных диодов с временем восстановления 5 … 30 нс;

8 — для импульсных диодов с временем восстановления 1 … 5 нс;

9 — для импульсных диодов с эффективным временем жизни неосновных носителей заряда менее 1 нс.

Маркировка отечественных транзисторов

При маркировке транзисторов малой мощности, изготавливаемых в ме­таллическом корпусе, а также при маркировке транзисторов средней и боль­шой мощности в металлических, пластмассовых и керамических корпусах ис­пользуется полное буквенно-цифровое обозначение, которое наносится на поверхность корпусов транзисторов.

Если корпус маломощного транзистора изготовлен из пластмассы, то транзисторы маркируются либо полным обозначением, либо с помощью специ­ального цветового или символьного кода. При этом цветовой код, с помощью которого марки­руется определенный тип транзистора устанавливается заводом-изготовителем или разработчиком транзистора, а его расшифровка приводит­ся в технических условиях, справочниках, на бирках и упаковочных листах.

Одновременно с идентификацией типа транзистора все­гда возникает необходимость определить назначение его выводов (цоколевку

). Цоколевку транзисторов указывают в технической документации на транзистор, а также в справочниках

Для определения цоколевки надо корпус транзистора расположить в соответствии с чертежом в технической документации, найти на корпусе ключ

– конструктивный элемент корпуса, определяющий расположение первого вывода. Ключ может быть выполнен в виде выступа или углубления, а также в виде среза на корпусе. После определения первого вывода нужно определить его функциональное назначение. Далее относительно первого вывода определяется назначение остальных выводов полупроводникового прибора.

Система условных обозначений интегральных микросхем

Как правило интегральные микросхемы (ИМС) обозначаются буквенно-цифровым кодом, состоящим из 7 элементов. Система обозначений ИМС приведена на рис. 7.2.

Микросхемы могут иметь выводы круглой, квадратной или прямоугольной формы. Выводы могут располагаться с шагом 0.625, 1.25 и 2.5 мм. Номера выводов ИМС располагаются как правило последовательно. Для определения первого вывода используется та же методика, что и при определении первого вывода транзисторов. Цоколевка некоторых корпусов ИМС приведена на рис. 7.3.

Рис. 7.2. Система обозначений ИМС

Рис. 7.3 – Цоколевка DIP и SO корпусов ИМС

8. Монтаж радиоэлектронной аппаратуры

Пайка проводников и электронных компонентов

Соединение проводников и электронных компонентов в электрическую цепь обычно осуществляют методом пайки.

Пайку необходимо осуществлять в следующей последовательности:

1. Очистка деталей. Соединяемые проводники необходимо тщательно очистить от загрязнений и окислов. Для снятия загрязнений можно использовать смесь спирта и бензина. Окисел счищают механически наждачной бумагой.

2. Нанесение флюса. После снятия сильных загрязнений. на соединяемые проводники (металлические детали) наносят флюс. Флюс

растворяет и удаляет окислы и загрязнения с поверхности паяемого соединения, а также защищает от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой во время пайки. Это способствует улучшению растекаемости припоя, а следовательно, и качества пайки.

Флюс выбирают зависимости от соединяемых металлов и применяемого припоя, а также от способа пайки.

При монтаже радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) наиболее широко используется канифоль и флюсы на ее основе с добавлением неактивных веществ – спирта, глицерина, скипидара. Такие флюсы называются неактивными

. Состав некоторых неактивных флюсов приведен в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Существуют также активные флюсы.

3. Лужение. Перед пайкой соединяемые проводники должны быть тщательно залужены. Лужение

заключается в равномерном покрытии спаиваемых проводников слоем припоя. Это необходимо для обеспечения хорошей адгезии припоя с металлом, из которого изготовлены спаиваемые детали. Для лужения необходимо набрать жалом паяльника немного припоя и равномерно водить жалом по залуживаемому проводнику, пока он не покроется тонким равномерным слоем припоя.

Катушки индуктивности (дроссели

) широко используются в радиоэлектронной и вычислительной аппаратуре. Их параметры определяются электромагнитными свойствами магнитопроводов, режимом их намагничивания, взаимным расположением витков катушки.

Трансформатор

– электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения и тока без изменения частоты.

Классификация трансформаторов и дросселей представлена на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Классификация трансформаторов и дросселей

По электрической схеме трансформаторы подразделяются на однообмоточные, двухобмоточные и многообмоточные.

Однообмоточный трансформатор – автотрансформатор, в котором между первичной (входной) и вторичной (выходной) обмотками кроме электромагнитной связи существует еще и электрическая связь. Такой трансформатор не имеет гальванической развязки.

Двухобмоточный трансформатор имеет одну первичную и одну вторичную обмотки, а многообмоточный — несколько вторичных обмоток. Все обмотки двухобмоточных и многообмоточных трансформаторов электрически не связаны друг с другом.

Конструктивные признаки. Это основные классификационные признаки трансформаторов и дросселей, в основе которых лежат конструкция магнитопровода, его конфигурация и технология изготовления.

Для увеличения индуктивности в катушку вставляется магнитопровод

из
ферромагнитного материала
(железо, ферриты, пермаллой). Магнитопровод может быть замкнутым и незамкнутым. Незамкнутый магнитопровод может быть выполнен в виде стержня или иметь гантелеобразную форму. Замкнутые магнитопроводы имеют тороидальную, Ш-образную, П-образную форму, могут быть выполнены в виде ферритовых чашек. Если через катушку протекает большой ток, то магнитопровод может войти в
насыщение
. При этом индуктивность катушки резко падает и приближается к значению, которое имела бы катушка, если бы в ней не было магнитопровода. Для предотвращения насыщения магнитопровод делают незамкнутым или в замкнутом магнитопроводе делают зазор из немагнитного материала (электрокартона, стеклотекстолита, пластика и т. д.). Чем больше немагнитный зазор, тем больше ток насыщения магнитопровода дросселя. Если магнитопровод выполнен из пермаллоя, то немагнитный зазор не требуется, он как бы распределен по всему магнитопроводу.

Магнитопроводы низкочастотных трансформаторов делают из трансформаторной стали, а высокочастотных – их ферритов.

Внешний вид различных катушек индуктивности приведен на рис. 6.2.

а) б в г д е

Рис. 6.2. Катушки индуктивности: а — SMD дроссель SDR2207;

б- дроссель КИГ-0,2; в- дроссель на стержневом магнитопроводе ДП1 0,2; г- дроссель RLB0712 на гантелеобразном сердечнике; д- тороидальный дроссель; е- импульсный трансформатор на Ш-образном сердечнике.

Маркировка дросселей

Если размеры дросселя позволяют, индуктивность указывается непосредственно с указанием единицы измерения и допуска. Иногда указывается количество витков и марка провода, которым намотана катушка. Для обозначения параметров малогабаритных дросселей применяется цветовая или кодовая маркировка.

Цветовая маркировка

В соответствии с Публикациями IЕС 62 для дросселей кодируется номинальное значение индуктивности и допуск, т.е. допускаемое отклонение от указанного номинала. Наиболее часто применяется кодировка 4 или 3 цветными кольцами или точками. Первые две метки указывают на значение номинальной индуктивности в микрогенри (мкГн, uН), третья метка — множитель (колличесво нулей, которое надо приписать к первым двум цифрам), четвертая — допуск. В случае кодирования 3 метками подразумевается допуск 20%. Цветное кольцо, обозначающее первую цифру номинала, может быть шире, чем все остальные. Соответствие между цветом метки и цифрой такое же, как и при маркировке резисторов (см. таблицу 4.1).

Кодовая маркировка

При кодовой маркировке номинальное значение индуктивности кодируется цифрами, а допуск — буквами.

Применяется два вида кодирования:

А. Первые две цифры указывают значение в микрогенри (мкГн, uН), последняя — количество нулей. Следующая за цифрами буква указывает на допуск. Например, код 101J обозначает 100 мкГн ±5%. Если последняя буква не указывается — допуск 20%. Исключения: для индуктивностей меньше 10мкГн роль десятичной запятой выполняет буква R, а для индуктивностей меньше 1 мкГн — буква N.

Допуск: D = ±0.3 нГн; J = ±5%; К = ±10%; М = ±20%.

В. Индуктивности маркируются непосредственно в микрогенри (мкГн, uН). В таких случаях маркировка 680К будет означать не 68 мкГн ± 10%, как в случае А, а 680 мкГн ± 10%.

7. Полупроводниковые приборы

Система обозначений полупроводниковых приборов

Рис. 7.1. Система обозначений полупроводниковых приборов

Первый элемент обозначает исходный полупроводниковый материал, на базе которого изготовлен прибор.

Второй элемент обозначения — буква, определяющая подкласс (или группу) приборов.

Третий элемент в обозначении транзистора — цифра, определяющая его функциональные возможности.

Для обозначения функциональных возможностей транзисторов используются следующие цифры:

Для транзисторов малой мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью не более 0,3 Вт):

1 — низкой частоты, с граничной частотой коэффициента передачи тока или максимальной рабочей частотой (граничной частотой) не более 3 МГц;

2 — средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

3 — высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц;

Для транзисторов средней мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью более 0,3 Вт, но не более 1,5 Вт):

4 — низкой частоты, с граничной частотой не более 3 МГц;

5— средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

6— высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц.

Для транзисторов большой мощности (с максимальной рассеиваемой мощностью более 1,5 Вт):

7 — низкой частоты, с граничной частотой не более 3 МГц;

8 — средней частоты, с граничной частотой более 3, но не более 30 МГц;

9 — высокой и сверхвысокой частот, с граничной частотой более 30 МГц;

Третий элемент в обозначении полупроводниковых диодов может принимать следующие значения:

1 — для выпрямительных диодов с постоянным или средним значением прямого тока не более 0,3 А;

2— для выпрямительных диодов с постоянным или средним значением прямого тока более 0,3 А, но не выше 10 А;

4 — для импульсных диодов с временем восстановления обратного сопротивления более 500 нс;

5 — для импульсных диодов с временем восстановления более 150 нс, но не свыше 500 нс;

6 — для импульсных диодов с временем восстановления 30 … 150 нс;

7— для импульсных диодов с временем восстановления 5 … 30 нс;

8 — для импульсных диодов с временем восстановления 1 … 5 нс;

9 — для импульсных диодов с эффективным временем жизни неосновных носителей заряда менее 1 нс.

Маркировка отечественных транзисторов

При маркировке транзисторов малой мощности, изготавливаемых в ме­таллическом корпусе, а также при маркировке транзисторов средней и боль­шой мощности в металлических, пластмассовых и керамических корпусах ис­пользуется полное буквенно-цифровое обозначение, которое наносится на поверхность корпусов транзисторов.

Если корпус маломощного транзистора изготовлен из пластмассы, то транзисторы маркируются либо полным обозначением, либо с помощью специ­ального цветового или символьного кода. При этом цветовой код, с помощью которого марки­руется определенный тип транзистора устанавливается заводом-изготовителем или разработчиком транзистора, а его расшифровка приводит­ся в технических условиях, справочниках, на бирках и упаковочных листах.

Одновременно с идентификацией типа транзистора все­гда возникает необходимость определить назначение его выводов (цоколевку

). Цоколевку транзисторов указывают в технической документации на транзистор, а также в справочниках

Для определения цоколевки надо корпус транзистора расположить в соответствии с чертежом в технической документации, найти на корпусе ключ

– конструктивный элемент корпуса, определяющий расположение первого вывода. Ключ может быть выполнен в виде выступа или углубления, а также в виде среза на корпусе. После определения первого вывода нужно определить его функциональное назначение. Далее относительно первого вывода определяется назначение остальных выводов полупроводникового прибора.

Система условных обозначений интегральных микросхем

Как правило интегральные микросхемы (ИМС) обозначаются буквенно-цифровым кодом, состоящим из 7 элементов. Система обозначений ИМС приведена на рис. 7.2.

Микросхемы могут иметь выводы круглой, квадратной или прямоугольной формы. Выводы могут располагаться с шагом 0.625, 1.25 и 2.5 мм. Номера выводов ИМС располагаются как правило последовательно. Для определения первого вывода используется та же методика, что и при определении первого вывода транзисторов. Цоколевка некоторых корпусов ИМС приведена на рис. 7.3.

Рис. 7.2. Система обозначений ИМС

Рис. 7.3 – Цоколевка DIP и SO корпусов ИМС

8. Монтаж радиоэлектронной аппаратуры

Пайка проводников и электронных компонентов

Соединение проводников и электронных компонентов в электрическую цепь обычно осуществляют методом пайки.

Пайку необходимо осуществлять в следующей последовательности:

1. Очистка деталей. Соединяемые проводники необходимо тщательно очистить от загрязнений и окислов. Для снятия загрязнений можно использовать смесь спирта и бензина. Окисел счищают механически наждачной бумагой.

2. Нанесение флюса. После снятия сильных загрязнений. на соединяемые проводники (металлические детали) наносят флюс. Флюс

растворяет и удаляет окислы и загрязнения с поверхности паяемого соединения, а также защищает от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой во время пайки. Это способствует улучшению растекаемости припоя, а следовательно, и качества пайки.

Флюс выбирают зависимости от соединяемых металлов и применяемого припоя, а также от способа пайки.

При монтаже радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) наиболее широко используется канифоль и флюсы на ее основе с добавлением неактивных веществ – спирта, глицерина, скипидара. Такие флюсы называются неактивными

. Состав некоторых неактивных флюсов приведен в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Существуют также активные флюсы.

3. Лужение. Перед пайкой соединяемые проводники должны быть тщательно залужены. Лужение

заключается в равномерном покрытии спаиваемых проводников слоем припоя. Это необходимо для обеспечения хорошей адгезии припоя с металлом, из которого изготовлены спаиваемые детали. Для лужения необходимо набрать жалом паяльника немного припоя и равномерно водить жалом по залуживаемому проводнику, пока он не покроется тонким равномерным слоем припоя.

Как работает трансформатор.

Рассмотрим работу дросселя собранного на замкнутом магнитопроводе и подключенного в виде нагрузки, к источнику переменного тока. Число витков и магнитная проницаемость сердечника подобраны таким образом, что его реактивное сопротивление велико, ток протекающий в цепи соответственно — нет.

Ток, переодически изменяя свое направление, будет возбуждать в обмотке катушки (назовем ее катушка номер 1) электромагнитное поле, направление которого будет также переодически меняться — перемагничивая сердечник. Если на этот же сердечник поместить дополнительную катушку(назовем ее — номер 2), то под действием переменного электромагнитного поля сердечника, в ней возникнет наведенная переменная Э.Д.С.

Если количество витков обеих катушек совпадает, то значение наведенной Э.Д.С. очень близко к значению напряжения источника питания, поданного на катушку номер 1. Если уменьшить количество витков катушки номер 2 вдвое, то значение наведенной Э.Д.С. уменьшится вдвое, если количество витков наоборот, увеличить — наведенная Э.Д.С. также, возрастет. Получается, что на каждый виток, приходится какая-то определенная часть напряжения.

Обмотку катушки на которую подается напряжение питания (номер 1) называют первичной, а обмотка, с которой трансформированое напряжение снимается — вторичной.

Отношение числа витков вторичной(Np) и первичной (Ns) обмоток равно отношению соответствующих им напряжений — Up(напряжение первичной обмотки) и Us(напряжение вторичной обмотки).

Таким образом, устройство состоящее из замкнутого магнитопровода и двух обмоток в цепи переменного тока можно использовать для изменения питающего напряжения — трансформации. Соответственно, оно так и называется — трансформатор.

Если подключить к вторичной обмотке какую-либо нагрузку, в ней возникнет ток(Is). Это вызовет пропорциональное увеличение тока(Ip) и в первичной обмотке. Будет верным соотношение:

Трансформаторы могут применяться как для преобразовния питающего напряжения, так и для развязки и согласования усилительных каскадов. При работе с трансформаторами необходимо обратить внимание на ряд важных параметров, таких как: 1. Допустимые токи и напряжения для первичной и вторичной обмоток. 2. Максимальную мощность трансформатора — мощность которая может длительное время передаваться через него, не вызывая перегрева обмоток. 3. Диапазон рабочих частот трансформатора.

Особенности расчёта дросселя фильтра

Расчёт дросселя фильтра в общем случае сводится к выбору конструкции, типоразмера и материала магнитопровода и параметров обмоток, для которых обеспечивается заданные параметры: индуктивности дросселя L, тока подмагничивания I0 и пульсаций переменной составляющей I~ заданной частоты f. При этом перегрев дросселя ∆T не должен превышать заданное значение.

Индуктивность дросселя L и протекающий ток Imax определяет максимальное значение энергии магнитного поля дросселя. При этом энергия дросселя определяется следующим выражением

где ω – количество витков провода в обмотке,

μ0 – магнитная постоянная, μ0 = 4π*10-7,

μе – эффективная магнитная проницаемость сердечника,

Se – эффективная площадь поперечного сечения сердечника,

le – эффективная длина магнитной линии сердечника,

Bm – максимальное значение индукции магнитного поля в сердечнике.

Здесь необходимо дать некоторые пояснения:

— во-первых, все размерности необходимо приводить к общему виду, например, Se и le в справочниках приводятся в миллиметрах и квадратных миллиметрах, соответственно, их необходимо переводить в метры и квадратные метры;

— во-вторых, максимальное значение индукции Bm магнитного поля зависит от типа применяемого материала сердечника. В свою очередь тип применяемого материала зависит от частоты, например, при частотах 50 Гц – 10 кГц, применяют электротехнические стали, на частотах 5 – 30 кГц – электротехнические сплавы (например, аморфные), от 10 кГц и выше – ферриты и магнитодиэлектрики. Однако данное разделение в некоторой степени условно, так как применение конкретного материала ограниченно потерями в нем на гистерезис (перемагничивание) и вихревые токи;

— в-третьих, максимальное значение индукции в сердечнике Bm следует выбирать исходя из следующего ограничения

где BS – индукция насыщения материала магнитопровода.

Данное ограничение связано с возможными бросками тока в цепи и другими негативными факторами, например изменение температуры и влажности сердечника.

Для определения параметров обмотки введём понятие коэффициента использования окна сердечника kИ, который определяет количество меди, появляющееся в площади окна дросселя. На данный коэффициент влияют следующие факторы:

— толщина изоляции обмоточного провода, так в зависимости от диаметра провода площадь изоляции занимает от 5 до 30 % от площади сечения провода;

— способ укладки провода в окне (рядовая обмотка или внавал);

— толщина межслоевой изоляции в многослойных и многообмоточных конструкциях;

— качеством намотки обмотки.

С учётом данных факторов коэффициент использования окна сердечника kИ превышает 30 % или 0,3, что необходимо учитывать при выборе сердечника. Поэтому ещё одним ограничением для размеров сердечника является площадь окна SO и зависимость от данного параметра плотности тока j, площади сечения провода SP и количества витков провода ω, которые объединены следующим выражением

где kи – коэффициент использования окна сердечника,

SO – площадь окна сердечника,

ω – количество витков провода в обмотке.

С помощью данного выражения можно определить требуемую эквивалентную магнитную проницаемость сердечника

Подставив полученное выражение в формулу для максимальной энергии получим

Отсюда можно выразить произведение SeSO, которое определяет геометрию сердечника дросселя

После выбора сердечника необходимо определить эквивалентную магнитную проницаемость сердечника согласно выражению

Далее определяют длину немагнитного зазора и параметры обмотки: количество витков ω, диаметр провода dp, средняя длина витка lср.вит. и сопротивление обмотки R.

По окончанию расчёта необходимо провести проверку не величину перегрева дросселя ∆T и в случае необходимости скорректировать размер сердечника: при слишком большом перегреве необходимо выбрать больший размер сердечника.

Параллельный колебательный контур.

Если соединить катушку индуктивности и конденсатор — получится очень интересный элемент радиотехники — колебательный контур. Если зарядить конденсатор или навести в катушке Э.Д.С., используя электромагнитное поле — в контуре начнут происходить следующие процессы: Конденсатор разряжаясь, возбуждает электромагнитное поле в катушке индуктивности. Когда заряд истощается, катушка индуктивности возвращает запасенную энергию обратно в конденсатор, но уже с противоположным знаком, за счет Э.Д.С. самоиндукции. Это будет повторяться снова и снова — в контуре возникнут электромагнитные колебания синусоидальной формы. Частота этих колебаний называется резонансной частотой контура, и зависит от величин емкости конденсатора(С), и индуктивности катушки (L).

Параллельный колебательный контур обладает очень большим сопротивлением на своей резонансной частоте. Это позволяет использовать его для частотной селекции(выделения) в входных цепях радиоаппаратуры и усилителях промежуточной частоты, а так же — в различных схемах задающих генераторов.

Калькулятор расчета индуктивности однослойной катушки.

Использование каких — либо материалов этой страницы, допускается при наличии ссылки на сайт «Электрика это просто».

Для стабилизации повышенных тяговых токов и увеличенных токов асимметрии используются дроссель-трансформаторы. Дросселем называется катушка индуктивности, которая способна убрать помехи, сглаживать пульсацию тока, развязывать части схемы друг от друга по высокой частоте, а также накапливать энергию в магнитном поле. Устройство носит название «реактора» (последний не нуждается в применении привода и других движущих сил, а работает по принципу динамики).

Таким образом, главным назначением дросселя является задержка тока определенного частотного диапазона или накапливание энергии за определенный промежуток времени в магнитном поле. Накопленная энергия применяется в различных областях промышленности и в бытовых условиях. Давайте узнаем об этом больше.

Принцип работы

В основе принципа работы лежит принцип самоиндукции катушки. В конструкции прибора присутствует всего лишь одна обмотка, но ввиду принципа работы и области применения устройство часто называют дроссель-трансформатором.

Катушка прибора состоит из изолированных между собой пластин (чаще всего стальных или ферромагнитных). Изолирование производится во избежание образования токов Фуко, которые создают помехи. Сердечник обладает большой индуктивностью, но при этом является мощным сдерживающим барьером (например, при сильном росте или спаде напряжения в сети).

Устройство способно выдержать различные диапазоны колебаний:

• низкие (от 20 Гц до 20 кГц);
• средние (или ультразвуковые, от 20 до 100 кГц);
• высокие (свыше 100 кГц).

Высокочастотные дроссели отличаются по конструкции от низко- и среднечастотных.

Разновидности

Приборы делятся на:

1. Низкочастотный дроссель-трансформатор внешне похож на примитивный железный трансформатор. Отличием является компоновка с одной обмоткой. Катушка оказывает значительное противодействие изменению тока в цепи – при его понижении прибор способен поддержать необходимый уровень, а при повышении – снижать.
2. Высокочастотные схемы являются более распространенными. Катушки таких приборов навиваются на сердечники (ферритовые, стальные) или на пластмассовый каркас. При работе с волнами среднего или длинного диапазона часто применяется секционная намотка.

Дроссель с сердечником обладает меньшими габаритами, нежели без него.

Основными параметрами прибора является индуктивность (единица измерения – Гн) и сопротивление (Ом). Важными характеристиками считаются напряжение, номинальный ток и добротность.

Разновидности дроссельных трансформаторов

Чаще всего встречаются следующие разновидности дроссельных трансформаторов:

1. Низкочастотный. По внешнему виду он напоминает незамысловатый трансформатор из железа. Единственный отличием от него является сборка с одной обмоткой. Катушка делает так, что при понижении тока в цепи его значение не меняется и остаётся на нужном уровне, а при повышении значение снижается.
2. Высокочастотный. Это электрическое устройство создано, чтобы передавать энергию высокой частоты между 2 цепями и больше электромагнитной индукцией. Оно распространено намного больше. Его катушка навивается на ферритовые и стальные сердечники либо на каркас из пластмассы.

Наличие сердечника в дросселе увеличивает его размеры. Без него он весит намного меньше.

Область применения и назначение дросселей постоянного тока

Устройства, например, дроссель-трансформатор ДТ-0.6-1000, предназначены для установки на железнодорожных путях, которые оборудованы автоблокировкой переменного и электрической тягой постоянного тока. Также приборы приведенного типа применяются для стыкования систем электрической тяги.

По назначению дроссель-трансформаторы бывают следующими:

1. Дроссели, которые работают на вторичных импульсных источниках питания. Вначале катушкой накапливается энергия от первоисточника в собственном магнитном поле, а затем возвращает ее в нагрузку.
2. Дроссели для пуска двигателей. В данном случае приборы выступают ограничителем пусковых и тормозных токов. Для приводов, мощность которых не превышает 30 кВт, конструкция дросселя имеет сходное устройство с трехфазным трансформатором.
3. Дроссель насыщения. Применяется в стабилизаторах напряжения и в некоторых преобразователях (например, феррорезонансных). Также прибор используется в магнитных усилителях, где сердечник изменяет индуктивное сопротивление цепи подмагничиванием.
4. Сглаживающие дроссели. Применяются для устранения пульсаций выпрямленного тока (например, при отсутствии конденсаторов в ламповых усилителях).

Также приборы широко применяются в сварочном деле, при установке освещения, в системах сигнализации, централизации, блокировки автоматики, механики и т. д.

Дроссель и дроссель-трансформатор ЖД: описание

25.09.2015

Дроссель-трансформатор: назначение

Путевые дроссели и дроссель-трансформаторы на ЖД выполняют функции передатчиков тягового тока между РЦ в обход изолирующих стыков на линиях с автоблокировкой, стыкуя 2 системы электрической тяги.

Устанавливаются дроссели ДГ и дроссель-трансформаторы на ЖД с участками на электротяге постоянного или переменного тока с частотой 50 Гц и электроблокировкой на переменном сигнальном токе частотой 25 Гц и 75 Гц в РЦ.

Дроссель-трансформатор ДТ и дроссель ДГ имеет средний вывод, предназначенный для пропуска двойной силы тока. Так дроссель ДГ-150 и путевой дроссель-трансформатор ДТ-1-150 пропускают переменный ток номиналом в 150 А, средний вывод — 300 А. Соответственно дроссель ДГ-300 и дроссель-трансформатор ДТ-1-300 рассчитаны на пропуск тока силой в 300 А, средний вывод — 600 А.

Чем отличается дроссель от трансформатора

Главное отличие трансформатора от дросселя состоит в количестве обмоток и принципе работы.

Так путевой дроссель обладает одной обмоткой, сглаживает пульсацию постоянного тока за счёт запирания переменной составляющей.

Трансформатор имеет несколько обмоток и изменяет величину напряжения. Дроссель-трансформатор жд рассчитан на передачу через каждую секцию обмотки номинального тока в электрической тяге.

Маркировка ДТ

В обозначении ДТ первая цифра означает величину полного сопротивления основной обмотки переменному току частотой 50 Гц, вторая — значение тягового тока, на который рассчитана каждая полуобмотка дроссель-трансформатора.

Если маркировка ДТ начинается с цифры “2”, это свидетельствует о том, что такой дроссель-трансформатор сдвоенный. Например, путевой дроссель-трансформатор 2ДТ-1-300 в одном корпусе содержит два дроссель-трансформатора ДТ-1-300.

Аббревиатура ДТЕ свидетельствует о том, что данный дроссель-трансформатор не нуждается в обслуживании в процессе эксплуатации. Подробнее с ДТЕ можно ознакомиться тут.

Если же марка ДТ содержит литеры “Г” и “М”, это говорит о том, данный дроссель-трансформатор ДТ имеет залитую герметиком (герметизированную) обмотку и не нуждается в заливке маслом.

Коэффициент трансформации и габариты

Коэффициент трансформации (n) — соотношение напряжений в режиме холостого хода напряжения вторичной обмотки к напряжению первичной обмотки, без учёта падения напряжения. Или, иными словами, коэффициент трансформации n — соотношение между количеством витков первичной и вторичной обмоток.

В НКА-СтройСервис имеются в наличии: дроссели: ДГ-150 и ДГ-300 — 388×514×207 мм дроссель-трансформаторы переменного тока:
• ДТ-1МГ1-150 • ДТ-1МГ1-300 • 2ДТ-1МГ1-150 • 2ДТ-1МГ1-300 • ДТ-1МГ-150 — 460×535×208 мм • ДТ-1МГ-300 — 460×535×208 мм • 2ДТ-1МГ-150 — 530×515×208 мм • 2ДТ-1МГ-300 — 530×515×208 мм • ДТ-1-150 — n=3; 535×335×325 мм; 51 кг • ДТ-1-300 — n=3; 500×300×310 мм; 51 кг • 2ДТ-1-150 — n=3; 520×520×310 мм; 88 кг • 2ДТ-1-300 — n=3; 500×500×310 мм; 100 кг дроссель-трансформаторы постоянного тока: • ДТ-0,2-1000 — n=17; 670×460×375 мм; 157 кг • ДТ-0,2-1000 — n=23; 670×460×375 мм; 157 кг • ДТ-0,2-1000 — n=40; 670×460×375 мм; 157 кг • ДТ-0,2-500 — n=17; 670×460×375 мм; 120 кг • ДТ-0,2-500 — n=23; 670×460×375 мм; 120 кг • ДТ-0,2-500 — n=40; 670×460×375 мм; 120 кг • ДТ-0,6-1000 — n=3; 840×475×400 мм; 235 кг • ДТ-0,6-1000 — n=15; 840×475×400 мм; 235 кг • ДТ-0,6-1000 — n=38; 840×475×400 мм; 235 кг • ДТ-0,6-500 — n=3; 845×475×395 мм; 200 кг • ДТ-0,6-500 — n=15; 845×475×395 мм; 200 кг • ДТ-0,6-500 — n=38; 845×475×395 мм; 200 кг Продажа ДТ и ДГ осуществляется по ценам завода-изготовителя. У нас возможно не только купить ДТ с доставкой к месту эксплуатации. По заявке наши специалисты могут установить дроссель-трансформатор или дроссель ДГ на станции или перегоне в полном соответствии со всеми действующими техническими документами и нормативными актами. Звоните нам.
nkass.ru

Основные элементы устройства. Технические характеристики

Основными элементами устройства являются:

• сердечник;
• ярмо;
• чугунный корпус;
• крышка;
• муфта;
• труба;
• дополнительная обмотка;
• уплотнитель.

В технических характеристиках указывают: число витков, полное сопротивление и коэффициент трансформации в основной и дополнительной обмотках. Например, в дроссель-трансформаторе ДТ 500 число витков основной обмотки – 7+7, дополнительной – 1560, 322, 1238. Полное сопротивление при этом оставляет 0,2–0,22 Ом, а коэффициент трансформации – 40, 23 и 17.

Отличие устройств по цветовой маркировке

Каждый прибор электронного дроссель-трансформатора маркируется в зависимости от своих параметров. Для упрощения расшифровки длинных и сложных аббревиатур была введена цветовая маркировка.

Последняя являет собой шифр из нескольких цветных колец, определяющих индуктивность устройства. Первые два показывают номинальную индуктивность, третье – множитель, а последнее – допуск. Такие различия позволяют даже мастеру-новичку с легкостью определить подходящий прибор.

Важно! Если на дросселе показано лишь 3 кольца, то его допуск равен 20 %.

Потери мощности в дросселе фильтра

Несколько слов необходимо сказать об особенностях учёта потерь мощности в дросселе фильтра, так как они определяют температуру нагрева и перегрева дросселя. Для упрощения расчётов можно выделить два случая:

— в первом случае, переменная составляющая тока I~ меньше постоянного тока подмагничивания I0 дросселя (I~<< I0). В этом случае потери мощности определяются только потерями в обмотке дросселя

где R∆T – сопротивление обмотки при температуре перегрева,

I – действующее значение тока дросселя,

ω – число витков обмотки дросселя,

lср – средняя длина витка в обмотке,

SP – площадь сечения провода «по меди»,

qCu – удельное сопротивление потерь для меди, qCu = 0,0171 Ом*мм2/м,

αCu – температурный коэффициент сопротивления меди, αCu = 0,0038 °С-1.

— во втором случае, когда переменная составляющая тока дросселя I~ значительна, нельзя не учитывать потери мощности в сердечнике. Данные потери связанны с перемагничиванием сердечника и токами Фуко, поэтому учитывается только амплитуда переменной составляющей магнитной индукции B~

Далее по полученному значению амплитуды магнитной индукции необходимо определить удельные объемные потери на перемагничивание PV и в зависимости от объёма сердечника Ve определить потери мощности в сердечнике.

Устройство дросселя и его назначение на примере железнодорожного пути

На некоторых участках железных дорог устанавливаются рельсовые цепи переменного тока. На данных (электрофицированных) участках контактный провод является прямым проводником тока электровозам, а обратным служат рельсовые нити и земля.

В случае, когда ток пропускается по обеим рельсовым нитям, то устраиваемая рельсовая цепь переменного тока называется двухниточной. В этом случае назначением дроссель-трансформатора является пропуск обратного тягового тока в обход изоляционных стыков по каждую сторону. Каждое устройство имеет две обмотки: основную и дополнительную.

Во время движения состава ток протекает по обеим половинам обмотки дроссель-трансформатора, далее токи сталкиваются в средней точке и вновь разветвляются в направлении тяговой подстанции. Правильная установка приборов обеспечивает отсутствие влияние тягового тока на аппаратуру.

Расчет дросселя

В методиках расчета дроссель-трансформатора применяются методы нечеткой логики, нейронных сетей, резольвента Ла-Гранджа и т. д. Современные программы позволяют вычислить необходимые параметры прибора всего за несколько минут. Весь процесс расчета состоит из таких этапов:

1. Вводятся необходимые данные (точки кривой намагничивания, материал сердечника и т. д.).
2. Далее программа выдает данные о кривой намагничивания, корректирует значения и ошибки.
3. Система подсчитывает геометрические параметры модели сердечника.

Воздушный зазор в приборе можно рассчитать самостоятельно, используя при этом формулу:

L – индуктивность обмотки дросселя, Гн;

I – сила постоянного тока, проходящего по обмотке, А;

V – объем железного сердечника.

Величина ∂, которая необходима для подсчета зазора стального сердечника, находится по специальной номограмме.

Например, при условиях, что L = 20 Гн, I = 60 мА, V = 40 см 3 , то

L•I 2 /V= 10•3600•10-6/40 = 9•10 -4 .

По номограмме определяется значение ∂ = 20•10-3= 0,2 мм.

Исходя из этого, зазор с каждой стороны должен составлять по 1 мм.

устройство, принцип работы, назначение, методика расчета

Путевой дроссель-трансформатор – это агрегат, пропускающий ток тяги, обходя изолирующий стык. Устройство напоминает катушку индуктивности, отличающуюся конструкцией, принципом функционирования, техническими характеристиками, методикой расчёта, предназначением и областью применения. Дроссельный трансформатор подразделяется на виды в зависимости от частотности и функций.

Конструкция и принцип работы

Устройство ДТ выглядит, как сердечник формы Ш со стальным остовом. Расположение главной и второстепенной обмотки – средний стержень сердечника. Все составляющие механизма погружены в корпус из чугуна. Он в свою очередь наполнен маслом трансформатора и закрыт крышкой. Уровень масляной жидкости контролируется через пробки, находящиеся на крышке. Конструкция имеет защиту от:

• проникновения внутрь ДП лицами, которым не положено вмешиваться в работу прибора;
• размещения на выводах главной обмотки ненужных предметов;
• возможности повреждения корпуса.

В данном приборе находится пластина из гетинакса, расположенная посередине сердечника и остова. С её помощью происходит обеспечение воздушного зазора в магнитной цепи ДТ. Главная обмотка необходима для пропускания тягового тока. Она обладает 3 выводами. К линиям рельс присоединяются 2 из них, расположенные по краям, а оставшийся по середине – к среднему выводу дроссельного трансформатора смежной РЦ.

За включение приборов релейного и питающего концов РЦ отвечают дополнительные обмотки. Из-за индуктивного соединения приборов с рельсовой линией на работу РЦ меньше влияет константная составная часть тягового тока.

Дроссель-трансформатор на постоянном токе функционирует, согласно принципу самоиндукции катушки. Это происходит следующим образом:

1. Часть тягового тока попадает на одну полуобмотку ДТ, перемещаясь по одной рельсе.
2. Остальной ток идёт на вторую полуобмотку ДТ.
3. Суммарный ток всех этих частей попадает через перемычку в среднюю точку ОО смежного ДТ. Поделившись надвое, он направляется по нитям рельс соседней РЦ.

Прибор может выдерживать диапазоны колебаний от низких до высоких. Первые могут быть от 20 Гц до 20 кГц. Средние значения составляют 20-100 кГц, а высокие – более 100 кГц. Конструкция дросселей высокой частотности совсем не похожа на конструкции ДТ низкой и средней частотности.

Назначение и область применения устройства

Дроссельный трансформатор используется в области электротехники. Он предназначен для установки на ЖД пути, оснащённые автоматической блокировкой переменного и электротягой постоянного тока. Подобное оборудование используют, чтобы стыковать системы электрической тяги. Также дроссели внедряют в трамваи, поезда метро и современные скоростные дрезины.

Их составляющие специально созданы для суровых условий окружающей среды, возникающих при эксплуатации на ЖД транспорте.

Если рассматривать устройство по назначению, то оно делится на следующие виды:

1. Дроссели, совершающие работу на вторичных импульсных источниках питания. В самом начале происходит накапливание катушкой энергии от первоначального источника. Это осуществляется в собственном магнитом поле. После этого энергия возвращается в нагрузку.
2. ДТ для запускания двигателей. Здесь устройство выступает в качестве ограничителя токов, отвечающих за пуск и тормоз. Дроссельная конструкция для приводов отличается мощностью не больше 30 кВт, схожа с 3-фазным трансформатором.
3. ДТ насыщения. Его используют в стабилизаторах напряжения и ферромагнитных преобразователях. Ещё такой ДТ применяется в магнитных усилителях. Там из-за подмагничивания происходит смена индуктивной резистентности сердечником.
4. ДТ для сглаживания. Подобным прибором убирают пульсации выпрямленного тока, если нет конденсаторов в ламповых усилителях.

Помимо прочего, аналогичные устройства распространены в сварке, в блокировочных, сигнализационных и совмещенных централизованных системах.

Основные технические характеристики

В характеристиках содержится информация о количестве витков, полном сопротивлении и показатель трансформации главной обмотки и второстепенных. Показатели дросселя-трансформатора ДТ 500:

• количество витков главной обмотки – 7+7;
• количество витков дополнительной обмотки – 1560, 322, 1238;
• полное сопротивление – 0,2-0,22 Ом;
• коэффициент трансформации – 40,23, 17.

Его масса составляет 132 кг, объём масла – 29 л. Может прослужить не больше 30 лет. Согласно правилам, температура сердечника не должна превысить 95 С. Она определяется по температуре верхних слоёв масла.

Разновидности дроссельных трансформаторов

Чаще всего встречаются следующие разновидности дроссельных трансформаторов:

1. Низкочастотный. По внешнему виду он напоминает незамысловатый трансформатор из железа. Единственный отличием от него является сборка с одной обмоткой. Катушка делает так, что при понижении тока в цепи его значение не меняется и остаётся на нужном уровне, а при повышении значение снижается.
2. Высокочастотный. Это электрическое устройство создано, чтобы передавать энергию высокой частоты между 2 цепями и больше электромагнитной индукцией. Оно распространено намного больше. Его катушка навивается на ферритовые и стальные сердечники либо на каркас из пластмассы.

Наличие сердечника в дросселе увеличивает его размеры. Без него он весит намного меньше.

Методика расчета

ДТ рассчитывается по методе нечёткой логики, нейронных сетей, резольвента Ла-Гранджа и другим. Разработаны специальные программы, производящие вычисление параметров устройства за считанные минуты. Основные этапы расчёта:

• ввод требуемых данных для расчёта;
• выдача программой значений кривой намагничивания и корректирование ошибок;
• подсчитывание системой геометрических параметров модели сердечника.

Применив особую формулу, можно своими силами рассчитать воздушный зазор в устройстве. Она выглядит следующим образом L*I²/V. индуктивность обмотки дросселя – это L, а сила постоянного тока на обмотке – это I. Буква V обозначает объём сердечника из железа.

Примеры расчетов

Например, можно рассчитать LO² для сердечника Е42х21х20 (B66329-G1000-X127) с воздушным зазором 2 мм, сделанного из материала N27. Известные следующие параметры сердечника, с которыми придётся работать:

• le = 97 мм;
• Ае = 240 мм²;
• B = 300 мТл;
• Ig = 2 мм.

Для начала необходимо найти краевой коэффициент F по формуле. Она выглядит следующим образом:

F=1+ (Ig/ Ае^1/2) *loge *(2Bw/ Ig)

В итоге получается 1,42.

После этого нужно приступить к вычислению µe. Это эффективная проницаемость. Она находится по формуле:

µe= (µo*Ae)/ (le/µi + Ig/F)

Значение будет равно 68.

Теперь потребуется рассчитать AL – коэффициент индуктивного сопротивления. Формула вычисления:

AL= (µo* µe)/(Ie/Ae)

Полученный результат будет равен 208.

Зная все эти данные, можно приступить к расчёту LO². Для этого существует следующая формула:

LO²=(Bmax*Ae*Ie)/ (µo* µe)

Конечный ответ – 16,60.

otransformatore.ru

Как изготовить дроссель самостоятельно

Для того чтобы самостоятельно сделать из дросселя трансформатор, необходимо подсчитать количество витков на вольт для имеющегося сердечника. Затем дроссель аккуратно разбирается и производится процесс обмотки будущего трансформатора. При сборке следует учитывать, что зазор, который присутствовал в дросселе до разборки, следует устранить.

Также можно изготовить трансформатор из дросселей. Количество используемого материала напрямую зависит от предназначения изобретения.

Технологический процесс замены дроссель-трансфоматора

Переустановка и снятие дроссель-трансформатора производится в следующем порядке:

1. После получения разрешения на поведение работ снимается электропитание.
2. Далее демонтируется защитный кожух.
3. После проведения вышеописанных операций следует освободить от грунта изолирующую трубу ввода кабеля и очистить запас кабеля.
4. Далее откручиваются гайки болтов крепления и снимается крышка кабельной стойки.
5. Затем отсоединяются кабельные жилы и вытягивается кабель из стойки изоляционной трубы.

Установка электротяговых соединителей в обход производится в следующем порядке:

1. Демонтируется по одному соединению штепсель-перемычки дросселя и рельс по обеим сторонам изолирующих стыков, для чего на каждом из них следует открутить и снять контргайку, гайку открутить до конца резьбы, выбить штепсель из рельса, отсоединить перемычку от рельса.
2. В освободившиеся отверстия установить штепсели соединителей. Накрутить на них гайки и закрепить их до упора.

Установка и монтаж дроссель-трансформатора производится в порядке, обратном демонтажным работам.

Важно! Перед установкой следует внимательно ознакомиться с инструкцией и порядком проведения работ. Необходимо учитывать место установки дросселя (на питающем конце либо на секциях) в зависимости от его разновидности и назначения.