Transformer af tør type

Transformatorer af tørre type er konstrueret ved hjælp af en række forskellige materialer, der hver er valgt for dets elektriske, mekaniske og termiske egenskaber for at sikre optimal ydeevne og pålidelighed. De primære materialer, der anvendes i transformatorer af tør type omfatter:

Stål lamineringer:Transformatorens kerne er typisk lavet af siliciumstållamineringer. Disse er stablet for at danne en kontinuerlig bane for den magnetiske flux. Anvendelsen af ​​siliciumstål reducerer hysteresetabet og giver bedre magnetiske egenskaber. Lamineringer er tynde for at minimere hvirvelstrømstab, som opstår, når vekslende magnetiske felter inducerer strømme i kernematerialet.

Oprulningsmateriale:Lederne, der bruges til de primære og sekundære viklinger, er normalt lavet af kobber eller aluminium på grund af deres fremragende ledningsevne. Kobber er mere ledende, men også dyrere end aluminium. Aluminium er lettere og omkostningseffektivt-, men har større resistive tab.

Isoleringsmateriale:Isolering er altafgørende i transformatorer af tør type for at forhindre kortslutninger og sikre elektrisk isolation. Materialer som Nomex (en type aramidpapir), Mylar (biaksialt orienteret polyethylenterephthalat) og forskellige typer polyesterfilm bruges til isolering mellem vindinger, mellem lag og mellem viklingerne og kernen. Epoxyharpiks er også almindeligt anvendt til VPI (vakuumtrykimprægnering) eller indkapslingsprocesser for at give en solid isolerende matrix.

Åndedræt og fugtabsorberende:I nogle designs bruges silicagel som et tørremiddel til at absorbere fugt, der kan trænge ind i transformeren gennem luftbevægelse. Dette hjælper med at beskytte de indre komponenter mod fugt og fugt.

Køleelementer:Afhængigt af kølemetoden kan der anvendes enten passive radiatorer eller aktive køleventilatorer. Radiatorerne er normalt lavet af aluminium eller kobber for effektiv varmeafledning. Ventilatorer, hvis de bruges, er typisk lavet af plast eller metallegeringer.

Strukturelle materialer:Kabinettet, tanken eller rammen, der huser transformatorens kerne og viklinger, er generelt lavet af metalplader, ofte galvaniseret stål eller aluminium, for at beskytte transformeren mod miljømæssige faktorer og for at give strukturel integritet.

Terminal hardware:De terminaler, der bruges til at forbinde transformeren til elnettet, er normalt lavet af metaller som kobber eller messing for god elektrisk ledningsevne.

Overstrømsbeskyttelsesanordninger:Disse kan omfatte afbrydere eller sikringer lavet af materialer, der smelter eller udløses ved forudbestemte strømniveauer, såsom fortinnet-kobber til sikringselementet eller bimetalliske strimler til termisk overbelastningsbeskyttelse.

Designet af en transformer af tør-type afhænger af flere faktorer, der påvirker dens ydeevne, effektivitet og holdbarhed. Nogle af de vigtige faktorer, du skal overveje, når du designer en transformer af tør-type, er:

Valg af isoleringstype:Isoleringstypen bestemmer transformatorens temperaturklassificering, dielektriske styrke, mekanisk styrke og termisk stødmodstand. Generelt bruges isoleringsmaterialer i klasse F og H- til transformatorer af tørre-type, fordi de kan modstå høje temperaturer (henholdsvis op til 155 grader og 180 grader) og har gode elektriske og mekaniske egenskaber. Almindelige isoleringsmaterialer omfatter lak, epoxyharpiks, polyesterharpiks osv.

Valg af viklingsmateriale:Viklematerialet bestemmer transformatorens ledningsevne, modstand, tab og mekanisk styrke. Generelt bruges kobber og aluminium som viklingsmaterialer til transformatorer af tørre-type, fordi de har høj ledningsevne og lave omkostninger. Kobber har bedre ledningsevne og mekanisk styrke end aluminium, men det er dyrere og tungere. For den samme strømværdi kræver kobber mindre-tværsnitsareal end aluminium.

Valg af kernemateriale med lavt hysteresetab:Kernematerialet bestemmer transformatorens magnetiske fluxtæthed, permeabilitet, hysteresetab og hvirvelstrømtab. Kernematerialet skal have høj permeabilitet og lavt hysteresetab for at reducere tabet uden-belastning og forbedre effektiviteten af ​​transformeren. Almindelige kernematerialer omfatter siliciumstål, koldvalset kornorienteret stål (CRGO), amorft metal osv.

Regulering:Reguleringen af ​​en transformer er forholdet mellem spændingsfaldet ved fuld belastning og spændingen uden-belastning. Reguleringen angiver transformatorens evne til at opretholde en konstant udgangsspænding under varierende belastningsforhold. Reguleringen afhænger af transformerens impedans og modstand. En lav impedans og modstand resulterer i lav regulering og bedre spændingsregulering. Lækagereaktansen af ​​en tør-transformator bør holdes inden for 2 % under design for at opnå lav regulering.

Forventet levetid:Den forventede levetid for en transformator er den forventede tid, som transformeren kan fungere uden fejl eller nedbrydning. Den forventede levetid afhænger af nedbrydningen af ​​viklingsisoleringen på grund af temperaturstigning, fugt, støv, korrosion eller andre faktorer. Isolationsklassen og kvaliteten af ​​den tørre-transformator bør vælges til at modstå høje temperaturer og barske miljøer uden at blive forringet. Transformatorens temperaturstigning bør ikke overstige grænsen angivet af isolationsklassen.

Tab:Tabene af en transformer er forskellen mellem indgangseffekten og udgangseffekten. Tabene består af ingen-belastningstab og belastningstab. Tabene uden-belastning er uafhængige af belastningen og inkluderer kernetab og hvirvelstrømstab. Lasttabene er proportionale med lasten og inkluderer kobbertab og herreløse tab. Tabene påvirker effektiviteten, opvarmningen og afkølingen af ​​transformeren. Kernematerialet, viklingsmaterialet, isoleringsmaterialet og designparametrene bør vælges for at minimere tabene og maksimere effektiviteten af ​​den tørre-transformator.

Overbelastning:Overbelastning af en transformer er tilstanden, når transformeren fungerer ud over dens nominelle kapacitet eller temperaturgrænse. Overbelastningen forårsager overophedning, isolationsnedbrud, kortslutninger eller brand i transformeren. Overbelastningen kan være forårsaget af for stort belastningsbehov, harmoniske, fejl eller omgivende temperatur. Transformatoren af ​​den tørre-type skal være designet med tilstrækkelig margin til at håndtere overbelastninger uden at beskadige dens komponenter eller ydeevne. Den tørre-transformator bør også være udstyret med et blæser-kølesystem eller et-klimaanlæg for at sprede varmen, der genereres af overbelastning.

K-faktor:K-faktoren er et mål for en transformers evne til at modstå den varme, der genereres af ikke-sinusformede strømme i dens viklinger. Ikke-sinusformede strømme er forårsaget af forskellige elektroniske enheder, der producerer harmoniske i spændings- og strømbølgeformerne. Overtoner øger tab, opvarmning og forvrængning af transformeren. En høj K--faktor indikerer, at transformeren kan håndtere højere niveauer af harmoniske uden overophedning eller nedbrydning. Transformatoren af ​​den tørre-type bør designes med en høj K-faktor for at give lang-levetid og pålidelig ydeevne i applikationer, der involverer ikke-sinusformede strømme.