Száraz típusú transzformátor

A száraz típusú transzformátorokat különféle anyagok felhasználásával készítik, amelyek mindegyikét az optimális teljesítmény és megbízhatóság biztosítása érdekében választják meg az elektromos, mechanikai és termikus tulajdonságaihoz. A száraz típusú transzformátorokban használt elsődleges anyagok a következők:

Acélleminációk:A transzformátor magja általában szilícium acélleminációkból készül. Ezeket egymásra rakják, hogy folyamatos utat képezzenek a mágneses fluxushoz. A szilícium acél használata csökkenti a hiszterézis veszteséget és jobb mágneses tulajdonságokat biztosít. A laminációk vékonyak az örvényáram -veszteségek minimalizálása érdekében, amelyek akkor fordulnak elő, amikor a váltakozó mágneses mezők áramot indukálnak a mag anyagában.

Kanyargós anyag:Az elsődleges és a másodlagos tekercsekhez használt vezetők általában rézből vagy alumíniumból készülnek, kiváló vezetőképességük miatt. A réz vezetőképesebb, de drágább, mint az alumínium. Az alumínium könnyebb és költséghatékony, de magasabb ellenállási veszteségekkel rendelkezik.

Szigetelő anyag:A szigetelés legfontosabb a száraz típusú transzformátorokban, hogy megakadályozzák a rövidzárlatokat és biztosítsák az elektromos elszigeteltséget. Az olyan anyagokat, mint a nomex (egyfajta aramid papír), a mylar (biaxiálisan orientált polietilén -tereftalát), és különféle poliészterfilmeket használnak a fordulók, a rétegek és a kekercsek és a mag közötti szigeteléshez. Az epoxi gyantát általában a VPI (vákuumnyomás -impregnálás) vagy a beágyazási folyamatokhoz is használják, hogy szilárd szigetelő mátrixot biztosítsanak.

Leférő és nedvesség elnyelő:Egyes mintákban a szilikagél szárítószerként használják a nedvesség felszívására, amely a légmozgás révén beléphet a transzformátorba. Ez segít megvédeni a belső alkatrészeket a páratartalomtól és a nedvességtől.

Hűtőelemek:A hűtési módszertől függően akár passzív radiátorok, akár aktív hűtőventilátorok is használhatók. A radiátorok általában alumíniumból vagy rézből készülnek a hatékony hőeloszlás érdekében. A ventilátorok, ha használják, általában műanyagból vagy fémötvözetekből készülnek.

Szerkezeti anyagok:A transzformátor magját és tekercseit tartalmazó esetet, tartályt vagy keretet általában fémlemezből, gyakran horganyzott acélból vagy alumíniumból készítik, hogy megvédjék a transzformátort a környezeti tényezőktől és a szerkezeti integritást biztosítsák.

Terminál hardver:A transzformátorhoz az elektromos rácshoz történő csatlakoztatáshoz használt terminálokat általában fémekből, például rézből vagy sárgarézből készítik, hogy a jó elektromos vezetőképesség érdekében.

Túláram -védelmi eszközök:Ide tartozhatnak a megszakítók vagy az anyagokból származó megszakítók vagy biztosítékok, amelyek megolvadnak vagy elindulnak az előre meghatározott áramszinten, például ón bevonatú réz a biztosíték elemhez vagy bimetall csíkok a termikus túlterhelés védelme érdekében.

A száraz típusú transzformátor kialakítása számos tényezőtől függ, amelyek befolyásolják annak teljesítményét, hatékonyságát és tartósságát. A száraz típusú transzformátor tervezésekor néhány fontos tényező:

A szigetelés típusának megválasztása:A szigetelési típus meghatározza a transzformátor hőmérsékleti besorolását, dielektromos szilárdságát, mechanikai szilárdságát és termikus sokk ellenállását. Általában az F és H-osztályú szigetelő anyagokat száraz típusú transzformátorokhoz használják, mivel ezek képesek ellenállni a magas hőmérsékleteknek (legfeljebb 155 fokig, illetve 180 fokig), és jó elektromos és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Általános szigetelő anyagok közé tartozik a lakk, az epoxi gyanta, a poliészter gyanta stb.

A kanyargós anyag kiválasztása:A kanyargós anyag meghatározza a transzformátor vezetőképességét, ellenállását, veszteségét és mechanikai szilárdságát. Általában a réz- és alumíniumot használják tekercses anyagként a száraz típusú transzformátorokhoz, mivel ezek magas vezetőképességűek és olcsóak. A réz jobb vezetőképességgel és mechanikai szilárdsággal rendelkezik, mint az alumínium, de drágább és nehezebb. Ugyanazon jelenlegi besoroláshoz a réz kevesebb keresztmetszetű területet igényel, mint az alumínium.

Alacsony hiszterézis veszteséggel rendelkező alapanyag kiválasztása:A mag anyag meghatározza a mágneses fluxus sűrűségét, a permeabilitást, a hiszterézis veszteséget és a transzformátor örvényáramának elvesztését. Az alapanyagnak nagy permeabilitással és alacsony hiszterézis veszteséggel kell rendelkeznie a terhelés nélküli veszteség csökkentése és a transzformátor hatékonyságának javítása érdekében. A közönséges anyagok közé tartozik a szilícium acél, a hideg hengerelt szemcél -orientált acél (CRGO), az amorf fém stb.

Szabályozás:A transzformátor szabályozása a feszültségcsökkenés és a teljes terhelés és a terhelés nélküli feszültség aránya. A szabályozás azt jelzi, hogy a transzformátor képes -e állandó kimeneti feszültséget fenntartani változó terhelési körülmények között. A szabályozás a transzformátor impedanciájától és ellenállásától függ. Az alacsony impedancia és ellenállás alacsony szabályozást és jobb feszültségszabályozást eredményez. Az alacsony szabályozás elérése érdekében a száraz típusú transzformátor szivárgási reaktanciáját 2% -on belül kell tartani.

Várható élettartam:A transzformátor várható élettartama az a várható idő, amellyel a transzformátor meghibásodás vagy lebomlás nélkül működhet. A várható élettartam a kanyargós szigetelés bomlásától függ a hőmérséklet -emelkedés, a nedvesség, a por, a korrózió vagy más tényezők miatt. A száraz típusú transzformátor szigetelési osztályát és minőségét úgy kell választani, hogy ellenálljon a magas hőmérsékleteknek és a durva környezetnek a lebontás nélkül. A transzformátor hőmérsékleti emelkedése nem haladhatja meg a szigetelési osztály által meghatározott határértéket.

Veszteség:A transzformátor veszteségei a bemeneti teljesítmény és a kimeneti teljesítmény közötti különbség. A veszteségek terhelés nélküli veszteségekből és terhelési veszteségekből állnak. A terhelés nélküli veszteségek függetlenek a terheléstől, és magukban foglalják a magvesztést és az örvényáram-veszteséget. A terhelésveszteség arányos a terheléssel, és magában foglalja a rézveszteséget és a kóbor veszteséget. A veszteségek befolyásolják a transzformátor hatékonyságát, fűtését és hűtését. A veszteségek minimalizálása és a száraz típusú transzformátor hatékonyságának maximalizálása érdekében meg kell választani az alapanyagot, a kanyargós anyagot, a szigetelő anyagot és a tervezési paramétereket.

Túlterhelés:A transzformátor túlterhelése az a feltétel, amikor a transzformátor a névleges kapacitása vagy hőmérsékleti határán túlmutat. A túlterhelés túlmelegedést, szigetelési bontást, rövidzárlatot vagy tüzet okoz a transzformátorban. A túlterhelést a túlzott terhelési igény, a harmonikus, a hibák vagy a környezeti hőmérséklet okozhatja. A száraz típusú transzformátort elegendő margóval kell megtervezni a túlterhelés kezeléséhez anélkül, hogy az alkatrészeket vagy a teljesítményt káros lenne. A száraz típusú transzformátort ventilátor-hűtési rendszerrel vagy légkondicionáló rendszerrel is felszerelni kell a túlterhelés által generált hő eloszlatására.

K-tényező:A K-tényező annak mértéke, hogy egy transzformátor képes-e ellenállni a nem-szinusoid áramok által keltett hőknek a tekercseiben. A nem-szinusoid áramokat különféle elektronikus eszközök okozzák, amelyek harmonikusokat termelnek a feszültségben és az áram hullámformáiban. A harmonikusok növelik a transzformátor veszteségeit, fűtését és torzulását. A magas K-tényező azt jelzi, hogy a transzformátor képes kezelni a magasabb szintű harmonikus szintet anélkül, hogy túlmelegedne vagy lebomlik. A száraz típusú transzformátort magas K-faktorral kell megtervezni, hogy tartós élettartamot és megbízható teljesítményt biztosítson az olyan alkalmazásokban, amelyek nem-szinusoid áramokat tartalmaznak.