Справочный материал «Силовой трансформатор с явлением намагничивания»

Силовой трансформатор с явлением намагничивания

Трансформатор - одно из самых распространённых изделий электротехнической промышленности. Они настолько просты по своей конструкции, что улучшить их невероятно трудно. Сегодняшний процесс в трансформаторостроении связан с усовершенствованием технологии их изготовления. Промышленность предлагает тысячи типов трансформаторов- различные по мощности, по весу, по количеству обмоток.......". В трансформаторах используется явление взаимной индукции, состоящий в возникновении

индукционного поля в проводниках, находящегося поблизости от других

проводников с токами, изменяющимися с течением времени. Только часть

магнитного потока первичной обмотки пронизывает вторичную обмотку.

Обмотки наматываются на ферромагнитный сердечник. Ферромагнетиками

называется группа веществ в твёрдом кристаллическом состоянии, обладающая

совокупностью магнитных свойств, обусловленных особым взаимодействием

атомных носителей магнетизма. У ферромагнитных веществ собственное

(внутреннее) магнитное поле имеет индукцию в сотни и тысячи раз большую, чем

индукция внешнего магнитного поля, вызвавшего явление намагничивания, то

есть образование внутреннего магнитного поля. Внутреннее магнитное поле

ферромагнитных веществ используется в электромоторах, электрогенераторах,

электромагнитах и так далее. Внутреннее магнитное поле ферромагнитных

веществ в трансформаторах с взаимной индукцией не используется. Устройство

(трансформатор) работающий на явлении намагничивания, то есть образование

собственного (внутреннего) магнитного поля ферромагнитных веществ показан на

Фиг.1., состоящий из первичных обмоток 1 , вторичных обмоток 2,

магнитопроводов (ферромагнетиков) 3, постоянных магнитов 4. Работа устройства

заключается в том, что проходя по первичным обмоткам синусоидальный ток

вызывает в ферромагнетике явление намагничивания, то есть, образование

внутреннего магнитного поля в ферромагнетике. Положительный полупериод

синусоидального тока вызывает образование внутреннего магнитного поля

ферромагнетиков определённой полярности. Внутренние магнитные поля

ферромагнетиков последовательно включаются с верхним постоянным магнитом ,

замыкая магнитную цепь, для прохождения магнитного потока. Нижний магнит

включается параллельно с внутренними магнитными полями, то есть, магнитная

цепь с нижним магнитом разрывается. Магнитный поток последовательно

соединённых полей пронизывает вторичные обмотки. Отрицательный

полупериод синусоидального тока намагничивает ферромагнетики. Внутренние

магнитные поля ферромагнетиков блокируют верхний магнит. Нижний

постоянный магнит включается последовательно с внутренними магнитными

полями ферромагнетиков, замыкая магнитную цепь для прохождения магнитного

потока. Магнитный поток обратной полярности пронизывает вторичные обмотки.

Обслуживание таких устройств так-же не просто. Чтобы разъединить магниты от

магнитопровода необходимо на первичные обмотки подать постоянный ток и

отсоединить один из магнитов. Второй магнит снимать подавая на первичные

обмотки постоянный ток обратной полярности. Чтобы извлечь первичную

обмотку для ремонта необходимо размотать, в средних секциях, вторичную

обмотку. Проще в средних секциях вторичную обмотку с одной стороны вообще

не планировать. Легче снимать первичную обмотку, уменьшается магнитное

сопротивление. Короткое замыкание полюсов магнитов через магнитопровод,

необходимо между полюсами магнитов и магнитопроводами вставлять не

магнитные прокладки толщиной 0,2-0,4 мм. Второй вариант трансформатора с

явлением намагничивания показан на Фиг. 2.. Постоянные магниты заменяем

электромагнитами. Положительный полупериод синусоидального тока, проходя

по первичным обмоткам и обмоткам верхнего и нижнего электромагнитов

намагничивает ферромагнитные материалы, возбуждая в них внутреннее

магнитное поле. Лавинный магнитный поток пронизывает вторичные обмотки

трансформатора создаёт индукционный ток определённой полярности.

Отрицательный полупериод переменного тока проходя по первичным обмоткам и обмоткам электромагнитов возбуждает внутреннее магнитное поле

ферромагнетиков обратной полярности. Лавинный магнитный поток

пронизывает вторичные обмотки, создавая индукционный ток обратной

полярности. В генераторах изменение магнитного потока осуществляется

вращением магнита (ротора). В настоящее время генераторы общим весом от 500

- 700 тонн используются во многих электростанциях. С таким трудом нам достаётся

производство электроэнергия, а экономить не можем. В 1960 годах газеты писали

квартирные звонки съели Днепро ГЭС", а трансформаторы с взаимной индукцией

съели уже десять Днепро ГЭСов, и Саяно - Шушенскую ГЭС. В предлагаемом

устройстве (трансформатор генератор) изменение магнитного потока

"

- осуществляется не вращением магнита (ротора), а подача переменного тока на

первичную обмотку. Законы физики не нарушаются, а наоборот используется

основное свойство ферромагнетиков. Мечта С. П. Королёва построить космодром

на Луне может осуществлён. На Луне не могут работать ТЭЦ, ГЭС, АЭС, ТОКОМАКи,

МГД - генераторы. Итак, трансформаторы с явлением намагничивания, совместно

с Авто- генератором магнитного потока (АГМП), могут заменить солнечные

источники электропитания.

Литература [1]. М. Г. Мнеян. "Сверхпроводники в современном мире"

Москва "Просвещение" 1991. [2]. Владимир Петрович Карцев. "Магнит за три

тысячелетия", 4 - е изд., перераб., и доп. - М. , Энергоатомиздат, 1988.