Száraz típusú transzformátor

A száraz típusú transzformátorok különféle anyagok felhasználásával készülnek, amelyek mindegyikét elektromos, mechanikai és termikus tulajdonságaik alapján választják ki, hogy biztosítsák az optimális teljesítményt és megbízhatóságot. A száraz típusú transzformátorokhoz használt elsődleges anyagok a következők:

Acél laminálások:A transzformátor magja jellemzően szilícium acél rétegelt lemezekből készül. Ezek egymásra vannak rakva, hogy folytonos utat képezzenek a mágneses fluxus számára. A szilíciumacél használata csökkenti a hiszterézis veszteséget és jobb mágneses tulajdonságokat biztosít. A laminálások vékonyak, hogy minimalizálják az örvényáram-veszteséget, amely akkor fordul elő, amikor a váltakozó mágneses mezők áramot indukálnak a mag anyagában.

Tekercs anyaga:A primer és szekunder tekercsekhez használt vezetők kiváló vezetőképességük miatt általában rézből vagy alumíniumból készülnek. A réz vezetőbb, de drágább is, mint az alumínium. Az alumínium könnyebb és költséghatékony,{2}}de nagyobb az ellenállási vesztesége.

Szigetelő anyag:A száraz típusú transzformátoroknál a szigetelés a legfontosabb a rövidzárlatok megelőzése és az elektromos szigetelés biztosítása érdekében. Az olyan anyagokat, mint a Nomex (egyfajta aramidpapír), a Mylar (biaxiálisan orientált polietilén-tereftalát) és különféle típusú poliészter fóliákat használnak a menetek, a rétegek, valamint a tekercsek és a mag közötti szigetelésre. Az epoxigyantát gyakran használják VPI (vákuumnyomásos impregnálás) vagy kapszulázási eljárásokhoz is, hogy szilárd szigetelő mátrixot biztosítsanak.

Légző és nedvességelnyelő:Egyes konstrukciókban a szilikagélt szárítószerként használják, hogy felszívja a nedvességet, amely a légmozgás révén bejuthat a transzformátorba. Ez segít megvédeni a belső alkatrészeket a nedvességtől és a nedvességtől.

Hűtő elemek:A hűtési módtól függően passzív radiátorok vagy aktív hűtőventilátorok használhatók. A radiátorok általában alumíniumból vagy rézből készülnek a hatékony hőelvezetés érdekében. A ventilátorok, ha használják, általában műanyagból vagy fémötvözetből készülnek.

Szerkezeti anyagok:A transzformátor magját és tekercseit tartalmazó ház, tartály vagy keret általában fémlemezből, gyakran horganyzott acélból vagy alumíniumból készül, hogy megvédje a transzformátort a környezeti tényezőktől és biztosítsa a szerkezeti integritást.

Terminál hardver:A transzformátornak az elektromos hálózathoz történő csatlakoztatásához használt kivezetések általában fémből készülnek, például rézből vagy sárgarézből a jó elektromos vezetőképesség érdekében.

Túláramvédelmi eszközök:Ezek lehetnek olyan anyagokból készült megszakítók vagy biztosítékok, amelyek előre meghatározott áramszinteken megolvadnak vagy kioldanak, például ónozott rézből -a biztosítékelem vagy bimetál szalagok a túlmelegedés elleni védelem érdekében.

A száraz{0}}típusú transzformátor kialakítása számos tényezőtől függ, amelyek befolyásolják annak teljesítményét, hatékonyságát és tartósságát. Néhány fontos tényező, amelyet figyelembe kell venni a száraz-típusú transzformátor tervezésekor:

A szigetelés típusának kiválasztása:A szigetelés típusa határozza meg a transzformátor hőmérsékleti besorolását, dielektromos szilárdságát, mechanikai szilárdságát és hősokkállóságát. Általában F és H-osztályú szigetelőanyagokat használnak száraz- típusú transzformátorokhoz, mivel ellenállnak a magas hőmérsékletnek (155 fokig, illetve 180 fokig), és jó elektromos és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek. A szokásos szigetelőanyagok közé tartozik a lakk, epoxigyanta, poliésztergyanta stb.

A tekercselés anyagának kiválasztása:A tekercsanyag határozza meg a transzformátor vezetőképességét, ellenállását, veszteségét és mechanikai szilárdságát. Általában a rezet és az alumíniumot száraz típusú transzformátorok tekercsanyagaként használják, mivel nagy vezetőképességgel és alacsony költséggel rendelkeznek. A réz vezetőképessége és mechanikai szilárdsága jobb, mint az alumíniumnak, de drágább és nehezebb. Ugyanazon árambesoroláshoz a réznek kisebb -keresztmetszeti területre van szüksége, mint az alumíniumnak.

Alacsony hiszterézisveszteséggel rendelkező maganyag kiválasztása:A mag anyaga határozza meg a transzformátor mágneses fluxussűrűségét, permeabilitását, hiszterézisveszteségét és örvényáram-veszteségét. A mag anyagának nagy permeabilitással és alacsony hiszterézisveszteséggel kell rendelkeznie a terhelés nélküli -veszteség csökkentése és a transzformátor hatékonyságának javítása érdekében. A gyakori maganyagok közé tartozik a szilícium acél, a hidegen hengerelt szemcseorientált acél (CRGO), az amorf fém stb.

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

Várható élettartam:A transzformátor várható élettartama az az időtartam, ameddig a transzformátor meghibásodás vagy leromlás nélkül tud működni. A várható élettartam a tekercsszigetelés hőmérséklet-emelkedés, nedvesség, por, korrózió vagy egyéb tényezők miatti meghibásodásától függ. A száraz -típusú transzformátor szigetelési osztályát és minőségét úgy kell megválasztani, hogy az ellenálljon a magas hőmérsékletnek és a zord környezetnek anélkül, hogy romolna. A transzformátor hőmérséklet-emelkedése nem haladhatja meg a szigetelési osztály által meghatározott határértéket.

Veszteség:A transzformátor vesztesége a bemeneti és a kimeneti teljesítmény különbsége. A veszteségek a terhelés nélküli-veszteségekből és a terhelési veszteségekből állnak. A terhelés nélküli-veszteségek függetlenek a terheléstől, és magukban foglalják a magveszteséget és az örvényáram-veszteséget. A terhelési veszteségek arányosak a terheléssel, és tartalmazzák a rézveszteséget és a szórt veszteséget. A veszteségek befolyásolják a transzformátor hatásfokát, fűtését és hűtését. A maganyagot, a tekercsanyagot, a szigetelőanyagot és a tervezési paramétereket úgy kell megválasztani, hogy minimalizálják a veszteségeket és maximalizálják a száraz típusú transzformátor hatékonyságát.

Túlterhelés:A transzformátor túlterhelése az az állapot, amikor a transzformátor a névleges kapacitásán vagy hőmérsékleti határán túl működik. A túlterhelés túlmelegedést, szigetelés meghibásodást, rövidzárlatot vagy tüzet okoz a transzformátorban. A túlterhelést túlzott terhelési igény, harmonikusok, hibák vagy környezeti hőmérséklet okozhatja. A száraz-típusú transzformátort elegendő tartalékkal kell megtervezni ahhoz, hogy a túlterhelést anélkül kezelje, hogy károsítaná alkatrészeit vagy teljesítményét. A száraz-típusú transzformátort ventilátoros-hűtési rendszerrel vagy légkondicionáló rendszerrel- is fel kell szerelni a túlterhelések által termelt hő elvezetésére.

K-tényező:A K-tényező a transzformátor azon képességének mértéke, hogy ellenáll-e a tekercseiben nem-szinuszos áramok által termelt hőnek. A nem-szinuszos áramokat különféle elektronikus eszközök okozzák, amelyek harmonikusokat hoznak létre a feszültség és az áram hullámformáiban. A felharmonikusok növelik a transzformátor veszteségeit, fűtését és torzítását. A magas K-tényező azt jelzi, hogy a transzformátor képes kezelni a magasabb szintű harmonikusokat túlmelegedés vagy leromlás nélkül. A száraz-típusú transzformátort magas K-tényezővel kell megtervezni, hogy hosszú-élettartamot és megbízható teljesítményt biztosítson olyan alkalmazásokban, amelyekben nem{11}}szinuszos áramok vesznek igénybe.