Tørr type transformator

Transformatorer for tørr type er konstruert ved hjelp av en rekke materialer, som hver er valgt for sine elektriske, mekaniske og termiske egenskaper for å sikre optimal ytelse og pålitelighet. De primære materialene som brukes i transformatorer i tørr type inkluderer:

Stållaminasjoner:Kjernen i transformatoren er vanligvis laget av lamisering av silisiumstål. Disse er stablet for å danne en kontinuerlig bane for magnetfluksen. Bruken av silisiumstål reduserer hysteresetapet og gir bedre magnetiske egenskaper. Laminasjoner er tynne for å minimere virvelstrømstap, som oppstår når vekslende magnetfelt induserer strømmer i kjernematerialet.

Svingete materiale:Lederne som brukes til primære og sekundære viklinger er vanligvis laget av kobber eller aluminium på grunn av deres utmerkede konduktivitet. Kobber er mer ledende, men også dyrere enn aluminium. Aluminium er lettere og kostnadseffektivt, men har høyere resistive tap.

Isolasjonsmateriale:Isolasjon er avgjørende i tørrtypetransformatorer for å forhindre kortslutning og sikre elektrisk isolasjon. Materialer som Nomex (en type aramidpapir), Mylar (biaxialt orientert polyetylen -tereftalat), og forskjellige typer polyesterfilmer brukes til isolasjon mellom svinger, mellom lag og mellom viklingene og kjernen. Epoksyharpiks brukes også ofte for VPI (vakuumtrykksimpregnering) eller innkapslingsprosesser for å tilveiebringe en solid isolasjonsmatrise.

Pust og fuktighetsabsorberer:I noen design brukes silikagel som et tørkemiddel for å absorbere fuktighet som kan komme inn i transformatoren gjennom luftbevegelse. Dette hjelper til med å beskytte de indre komponentene mot fuktighet og fuktighet.

Kjøleelementer:Avhengig av kjølemetoden, kan enten passive radiatorer eller aktive kjølevifter brukes. Radiatorene er vanligvis laget av aluminium eller kobber for effektiv varmeavledning. Vifter, hvis de brukes, er vanligvis laget av plast eller metalllegeringer.

Strukturelle materialer:Saken, tanken eller rammen som huser transformatorens kjerne og viklinger er vanligvis laget av platemetall, ofte galvanisert stål eller aluminium, for å beskytte transformatoren mot miljøfaktorer og for å gi strukturell integritet.

Terminal maskinvare:Terminalene som brukes til å koble transformatoren til kraftnettet er vanligvis laget av metaller som kobber eller messing for god elektrisk ledningsevne.

Overstrømsbeskyttelsesenheter:Disse kan omfatte effektbrytere eller sikringer laget av materialer som smelter eller går på forhåndsbestemte strømnivåer, for eksempel tinnbelagt kobber for sikringselementet eller bimetalliske strimler for termisk overbelastningsbeskyttelse.

Utformingen av en tørrtypetransformator avhenger av flere faktorer som påvirker dens ytelse, effektivitet og holdbarhet. Noen av de viktige faktorene du må vurdere når du designer en tørrtypetransformator er:

Valg av isolasjonstype:Isolasjonstypen bestemmer temperaturvurderingen, dielektrisk styrke, mekanisk styrke og termisk sjokkmotstand for transformatoren. Generelt brukes F- og H-klasse isolasjonsmaterialer for transformatorer av tørr type fordi de tåler høye temperaturer (henholdsvis opptil 155 grader og 180 grader) og har gode elektriske og mekaniske egenskaper. Vanlige isolasjonsmaterialer inkluderer lakk, epoksyharpiks, polyesterharpiks, etc.

Valg av svingete materiale:Det svingete materialet bestemmer konduktiviteten, motstanden, tapet og mekanisk styrke til transformatoren. Generelt brukes kobber og aluminium som svingete materialer for transformatorer av tørr type fordi de har høy konduktivitet og lave kostnader. Kobber har bedre konduktivitet og mekanisk styrke enn aluminium, men det er dyrere og tyngre. For samme nåværende vurdering krever kobber mindre tverrsnitt enn aluminium.

Valg av kjernemateriale med lavt hysteresetap:Kjernematerialet bestemmer magnetisk flukstetthet, permeabilitet, hysteresetap og virvelstrømstap av transformatoren. Kjernematerialet skal ha høy permeabilitet og tap med lav hysterese for å redusere tapet uten belastning og forbedre effektiviteten til transformatoren. Vanlige kjernematerialer inkluderer silisiumstål, kaldvalset kornorientert stål (CRGO), amorf metall, etc.

Regulering:Reguleringen av en transformator er forholdet mellom spenningsfallet ved full belastning og ikke-belastningsspenning. Forordningen indikerer transformatorens evne til å opprettholde en konstant utgangsspenning under varierende belastningsforhold. Forordningen avhenger av impedansen og motstanden til transformatoren. En lav impedans og motstand resulterer i lav regulering og bedre spenningsregulering. Lekkasjereaktansen til en tørrtypetransformator bør holdes innen 2% under utformingen for å oppnå lav regulering.

Forventet levealder:Forventet levealder for en transformator er forventet tid som transformatoren kan fungere uten svikt eller nedbrytning. Forventet levealder avhenger av nedbrytningen av den svingete isolasjonen på grunn av temperaturøkning, fuktighet, støv, korrosjon eller andre faktorer. Isolasjonsklassen og kvaliteten på tørrtypetransformatoren bør velges for å motstå høye temperaturer og tøffe miljøer uten å nedbryte. Temperaturøkningen til transformatoren skal ikke overstige grensen som er spesifisert av isolasjonsklassen.

Tap:Tapene til en transformator er forskjellen mellom inngangseffekten og utgangseffekten. Tapene består av tap uten belastning og belastningstap. Tapet uten belastning er uavhengige av belastningen og inkluderer kjernetap og virvelstrømstap. Lasttapene er proporsjonale med belastningen og inkluderer kobbertap og bortkommen tap. Tapene påvirker effektiviteten, oppvarmingen og avkjølingen av transformatoren. Kjernematerialet, svingete materiale, isolasjonsmateriale og designparametere bør velges for å minimere tapene og maksimere effektiviteten til tørrtypen.

Overbelastning:Overbelastningen av en transformator er tilstanden når transformatoren opererer utover den nominelle kapasiteten eller temperaturgrensen. Overbelastning forårsaker overoppheting, nedbrytning av isolasjon, kortslutning eller brann i transformatoren. Overbelastningen kan være forårsaket av overdreven etterspørsel etter belastning, harmonikk, feil eller omgivelsestemperatur. Transformatoren av tørr type skal utformes med tilstrekkelig margin til å håndtere overbelastning uten å skade komponentene eller ytelsen. Tørrtype-transformatoren skal også være utstyrt med et viftekjølingssystem eller et klimaanlegg for å spre varmen som genereres av overbelastninger.

K-Factor:K-faktoren er et mål på en transformators evne til å motstå varmen som genereres av ikke-sinusoidale strømmer i viklingene. Ikke-sinusoide strømmer er forårsaket av forskjellige elektroniske enheter som produserer harmonikk i spenningen og strømbølgeformer. Harmonikk øker tapene, oppvarmingen og forvrengningen av transformatoren. En høy K-faktor indikerer at transformatoren kan håndtere høyere nivåer av harmonikk uten overoppheting eller nedverdigende. Den tørre transformatoren skal utformes med en høy K-faktor for å gi langvarig levetid og pålitelig ytelse i applikasjoner som involverer ikke-sinusformede strømmer.