По признаку функционального назначения трансформаторы могут быть классифицированы на группы: трансформаторов питания, преобразователей питания и трансформаторов согласования.

Разновидности характеристик трансформаторов питания малой мощности:

по напряжению - низковольтные, высоковольтные и высокопотенциальные;

по частоте питающей сети;

по числу фаз - однофазные, трехфазные, шестифазные и т. д.;

по коэффициенту трансформации - повышающие и понижающие;

по числу обмоток - двухобмоточные и многообмоточные;

по виду связи между обмотками - трансформаторы с электромагнитной связью (с изолированными обмотками) и трансформаторы с электромагнитной и электрической связью, то есть со связанными обмотками;

по конструкции магнитопроводов;

по конструкции обмоток - катушечные, галетные и тороидальные;

по конструкции всего трансформатора - открытые, капсулированные и закрытые;

по назначению - выпрямительные, накальные, анодные, анодно-накальные и т. д.

Частота

Рабочая частота трансформатора - один из наиболее важных параметров, который определяет основные характеристики блока или узла, назначение и область возможного применения. По этому признаку трансформаторы могут быть классифицированы на трансформаторы пониженной частоты (менее 50 Гц), промышленной частоты (50 Гц), повышенной промышленной частоты (400, 1 ООО, 2 ООО Гц), повышенной частоты (до 10 кГц) и высокой частоты (свыше 10 кГц).

Выходное напряжение

По признаку входной и выходной электроэнергии трансформаторы можно разделить на низковольтные, у которых напряжение любой обмотки не превышает 1 ООО В, и высоковольтные, у которых напряжение любой обмотки превышает 1 ООО В.

Номинальные напряжения систем электроснабжения, источников питания, преобразователей и присоединенных к ним приемников электрической энергии определены в соответствии с требованиями ГОСТ-

для источников и преобразователей - 6; 12, 28,5; 42; 62; 115; 230 В для однофазного переменного тока и 42, 62, 230; 400; 690 В для трехфазного переменного тока;

для сетей и приемников (трансформаторов) - 6, 12, 27, 40, 60, 110, 220 В для однофазного переменного тока и 40, 60, 220, 380, 660 В для трехфазного переменного тока.

Кроме вышеуказанных стандартизованных значений напряжения допускается применять другие номинальные напряжения:

7 в - для генераторов в системах электрооборудования мотоциклов и для источников электроэнергии автотракторной техники;

24 в однофазного тока частотой 50 Гц - для преобразователей, сетей и приемников общепромышленного назначения;

26 в (преобразователи) и 2 В (приемники) однофазного тока частотой 50 Гц и 400 Гц - для корабельного электрооборудования;

36 в (источники, преобразователи и приемники) трехфазного тока частотой 400 и 1 ООО Гц - для авиационной техники и летательных аппаратов;

42 в - для сетей однофазного и трехфазного тока;.

120, 208 В (источники, преобразователи) и 115, 220 В (приемники) частотой 400 и 1 ООО Гц - для авиационной техники и летательных аппаратов;

36 в частотой 50 и 200 Гц (источники, преобразователи, приемники) -для ранее разработанного оборудования и приборов;

208 в (источники) и 200 В (приемники) однофазного тока частотой 6 ООО Гц - для летательных аппаратов в технически обоснованных случаях.

Для источников и преобразователей допускается применять регулируемую установку напряжения, выбираемую из следующего ряда: 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 10 и 15% от номинальных значений. Допустимые отклонения от номинальных значений напряжений могут быть двусторонние симметричные и несимметричные, а также односторонние.

При эксплуатации АСС и аппаратуры электросвязи применяется однофазное переменное напряжение и фазные напряжения трехфазного тока, которые должны соответствовать следующим значениям: номинальное напряжение - 220 В; рабочее напряжение- 187...242 В включительно для питания от электросети общего назначения; 213...227 В включительно для питания аппаратуры от электросети общего назначения через устройства регулирования; частота напряжения - 50 Гц; пределы изменения частоты - 47,5...52,5 Гц включительно; допускаемый коэффициент нелинейных искажений - не более 10%.

Номинальные значения переменных напряжений на выходе устройств и блоков питания и входных питающих напряжений функциональных узлов, ППП, микросхем и блоков РЭА, имеющих в своем составе трансформаторы и оформленных основным комплектом конструкторской документации выбираются из ряда: 1,2; 2,4; 3,15; 5,0; 6,0 (6,3); 12,0 (12,6); 15,0; 24,0; 27,0; 36,0; 40,0; 60,0; 80,0; (110); 115; 127; 200; 220 и 380 В.

Схема трансформатора

Многообразие схемных решений трансформаторов определяет их классификацию по числу обмоток: одно-, двух- и многообмоточные.

Примером однообмоточных трансформаторов являются автотрансформаторы, в которых между первичной и вторичной обмотками кроме электромагнитной связи существует также и непофедственная электрическая связь. Автотрансформаторы не имеют гальванической развязки. Как уже отмечалось, в автотрансформаторе передача электрической энергии осуществляется комбинированным путем.

Двухобмоточные трансформаторы с фиксированным коэффициентом трансформации имеют две обмотки (первичную и вторичную), а многообмоточные трансформаторы имеют несколько вторичных обмоток. Все обмотки двухобмоточных и многообмоточных трансформаторов электрически не связаны друг с другом.

Конструкция

В основу конструктивно-технологических признаков классификации трансформаторов положена конструкция магнитопровода или сердечника, которые определяют вид трансформатора. По конструкции магнитопровода определяется конструкция трансформатора, а название магнитопровода отражается в названии трансформатора. Промышленностью изготавливаются броневые, стержневые, кольцевые (тороидальные) магнитопроводы и магнитопроводы сложных (специальных) конфигураций. Броневые трансформаторы изготавливаются на магнитопроводах типов Ш, ШЛ, Б, ОБ, X, Кв. и др. Все обмотки трансформатора располагаются на среднем стержне. Наличие только одной катушки, более полное заполнение окна магнитопровода обмоточным проводом, частичная защита катушки с обмотками от механических повреждений и хорошее ее магнитное экранирование выгодно отличают броневые трансформаторы от других типов.

Магнитопроводы и сердечники трансформаторов составляют большую группу изделий, изготавливаемых промышленностью в виде унифицированных конструкций по КД, отвечающей требованиям ГОСТ. Различные типы и типоразмеры магнитопроводов и сердечников приведены в соответствующих разделах справочника. Для изготовления магнитопроводов и сердечников применяются магнитомягкие и магнитот-вердые магнитные материалы, обладающие высокой магнитной проницаемостью в сильных магнитных полях, малыми потерями на вихревые токи и перемагничивание. Принадлежность к тому или иному классу материала определяется кривой намагничивания и параметрами петли гистерезиса.

. 1.3. Требования и нормы условий эксплуатации

Малогабаритные трансформаторы питания и согласования эксплуатируются, как правило, в составе различных функциональных узлов РЭА и приборов, а также в составе электротехнических изделий, на которые распространяются требования соответствующих государственных стандартов. Характерной особенностью всех трансформаторов является их эксплуатация, равно как и всей радиоэлектронной аппаратуры, в различных климатических зонах страны, когда на них действуют в комплексе механические, биологические, климатические и другие внешние воздействующие факторы. При этом трансформаторы должны сохранять свои параметры и характеристики в пределах норм, установленных техническими заданиями на их разработку или техническим условиям в течение фоков службы и сроков сохранности в процессе воздействия указанных факторов, значения и нормы которых рассматриваются в настоящей главе. Малогабаритные трансформаторы в подавляющем большинстве предназначены для эксплуатации, хранения и транспортировки в расчетных диапазонах значений климатических или других факторов. Дополнительно

к этим диапазонам факторов, в пределах которых при эксплуатации обеспечивается работоспособность трансформаторов, могут быть установлены один или несколько более узких диапазонов факторов, в пределах которых обеспечивается более узкий диапазон отклонений параметров. В ряде случаев в пределах этих диапазонов, устанавливается несколько значений одного и того же фактора при выборе требований в отношении различных этапов эксплуатации или отдельных технических характеристик, например, несколько значений верхней и эффективной температуры при различных ресурсах или сроках службы.

Требования экономической и технической целесообразности диктуют изготовление трансформаторов, пригодных для эксплуатации в нескольких климатических районах и местах размещения, которые приведены в соответствующих таблицах справочника. Малогабаритные трансформаторы могут эксплуатироваться в макроклиматических районах и местах размещения, отличающихся от тех. для которых они предназначены, если воздействующие факторы в период эксплуатации не выходят за пределы номинальных значений, установленных для них. Например, трансформаторы климатического исполнения УХЛ 4 могут в летний период эксплуатироваться в условиях УХЛ 2.

При эксплуатации трансформаторов в условиях, где значения воздействующих факторов выходят за пределы установленных номинальных значений, основные технические параметры и характеристики не гарантируются. Поэтому промышленностью изготавливаются трансформаторы, которые могут эксплуатироваться в нескольких макроклиматических районах и местах размещения или же для хранения в различных условиях попеременно в течение разных сроков. В этих случаях сочетания различных условий эксплуатации или хранения со сроками пребывания в этих условиях указываются дополнительно.

Условия эксплуатации, транспортировки, хранения и упаковки комплектующих ЭРЭ устанавливаются более жесткими, и к ним предъявляются более высокие требования, чем к аппаратуре, в которой они используются.

Для конкретных типов или групп трансформаторов указывается несколько значений одного и того же внешнего воздействующего фактора при установлении требований в отношении отдельных технических характеристик. Указывается, например, несколько верхних значений температуры при различной продолжительности наработки трансформаторов на отказ. Также указываются разные степени жесткости для одного и того же вида механических нагрузок при установлении требований по прочности и устойчивости. К трансформаторам, в технически обоснованных случаях, предъявляются требования по внешним воздействующим факторам более жестких значений, чем указаны в справочнике и которые соответствуют принятым в ГОСТ.

Если при эксплуатации трансформаторы не подвергаются воздействию каких-либо внешних факторов, то и требования по воздействию этих факторов не предъявляются. Если трансформатор разрабатывается только для конкретного объекта, и по выполняемым функциям и характеристикам пригоден только для данной аппаратуры, то предъявляемые к данному трансформатору требования могут отличаться от указанных в настоящем справочнике, и устанавливаются исходя из условий работы трансформатора в данном объекте. В некоторых случаях к трансформаторам, рассматриваемым в настоящем справочнике, из технических соображений невозможно или нецелесообразно предъявлять жесткие требования. Тогда с учетом возможных мер индивидуальной защиты в аппаратуре, к ним предъявляются менее жесткие требования и нормы эксплуатации. При этом меры защиты должны обеспечивать возможность применения трансформатора, разработанного по пониженным требованиям, в условиях, соответствующих заданной степени жесткости.

Промышленностью все трансформаторы изготавливаются в различных климатических исполнениях. Эти исполнения имеют буквенное или цифровое обозначения, перечень которых приведен в табл. 1.3, и соответствуют принятым в ГОСТ 15150-69. Трансформаторы в этих исполнениях, в зависимости от места размещения, в воздушной среде и на высотах до 4 300 м изготавливаются по категориям размещения, которые, в свою очередь, подразделяются на укрупненные и дополнительные. Характеристика и обозначение категорий размещения трансформаторов и других изделий приведены в табл. 1.4. Для трансформаторов, электротехнических изделий и аппаратуры, предназначенных для эксплуатации только в безвоздушной среде и/или при атмосферном давлении менее 53,3 кПа (400 мм рт. ст.), в том числе на высотах более 4 300 м, понятие категории изделий не применяют во всех стадиях эксплуатации. Если один и тот же трансформатор предназнйчен для эксплуатации как в воздушной феде на высотах до 4 300 м, так и в безвоздушной среде и/или при атмосферном давлении менее 53,3 кПа, в том числе на высотах более 4 300 м, то понятие категории изделий применяют только для стадии эксплуатации в воздушной среде на высотах до 4 300 м.

Важным признаком для классификации трансформаторов по эксплуатационным характеристикам является разделение на группы видов аппаратуры, в которой применяются эти трансформаторы, и разделение их на группы в зависимости от значений пониженного давления. Состав групп по видам аппаратуры, в которых находят применение трансформаторы, приведены в табл. 1.5. Зависимость рабочих значений атмосферного давления от высоты над уровнем моря и обозначение групп пониженного давления приведены в табл. 1.6. При изготовлении трансформаторов часто используется термин вид климатического