Transformator av torr typ

Transformatorer av torr typ är konstruerade med en mängd olika material, vart och ett utvalt för sina elektriska, mekaniska och termiska egenskaper för att säkerställa optimal prestanda och tillförlitlighet. De primära materialen som används i transformatorer av torr typ inkluderar:

Stållamineringar:Kärnan i transformatorn är vanligtvis gjord av kiselstållaminat. Dessa staplas för att bilda en kontinuerlig bana för det magnetiska flödet. Användningen av kiselstål minskar hysteresförlusten och ger bättre magnetiska egenskaper. Lamineringarna är tunna för att minimera virvelströmsförluster, som uppstår när alternerande magnetfält inducerar strömmar i kärnmaterialet.

Lindningsmaterial:Ledarna som används för primär- och sekundärlindningarna är vanligtvis gjorda av koppar eller aluminium på grund av deras utmärkta ledningsförmåga. Koppar är mer ledande men också dyrare än aluminium. Aluminium är lättare och kostnadseffektivt-men har högre resistiva förluster.

Isoleringsmaterial:Isolering är avgörande i transformatorer av torr typ för att förhindra kortslutning och säkerställa elektrisk isolering. Material som Nomex (en typ av aramidpapper), Mylar (biaxiellt orienterad polyetylentereftalat) och olika typer av polyesterfilmer används för isolering mellan varven, mellan skikten och mellan lindningarna och kärnan. Epoxiharts används också ofta för VPI (vakuumtrycksimpregnering) eller inkapslingsprocesser för att ge en solid isolerande matris.

Andnings- och fuktabsorbent:I vissa konstruktioner används silikagel som ett torkmedel för att absorbera fukt som kan komma in i transformatorn genom luftrörelser. Detta hjälper till att skydda de inre komponenterna från fukt och fukt.

Kylelement:Beroende på kylningsmetod kan antingen passiva radiatorer eller aktiva kylfläktar användas. Radiatorerna är vanligtvis gjorda av aluminium eller koppar för effektiv värmeavledning. Fläktar, om de används, är vanligtvis gjorda av plast eller metallegeringar.

Konstruktionsmaterial:Höljet, tanken eller ramen som inrymmer transformatorns kärna och lindningar är vanligtvis gjorda av plåt, ofta galvaniserat stål eller aluminium, för att skydda transformatorn från miljöfaktorer och för att ge strukturell integritet.

Terminalhårdvara:De terminaler som används för att ansluta transformatorn till elnätet är vanligtvis gjorda av metaller som koppar eller mässing för god elektrisk ledningsförmåga.

Överströmsskyddsanordningar:Dessa kan inkludera strömbrytare eller säkringar gjorda av material som smälter eller löser ut vid förutbestämda strömnivåer, såsom tenn-koppar för säkringselementet eller bimetallremsor för termiskt överbelastningsskydd.

Utformningen av en transformator av -typ beror på flera faktorer som påverkar dess prestanda, effektivitet och hållbarhet. Några av de viktiga faktorerna att tänka på när du designar en transformator av torr-typ är:

Val av isoleringstyp:Isoleringstypen bestämmer transformatorns temperaturklassificering, dielektriska hållfasthet, mekaniska hållfasthet och värmechockbeständighet. I allmänhet används isoleringsmaterial av klass F och H- för transformatorer av torr-typ eftersom de tål höga temperaturer (upp till 155 grader respektive 180 grader) och har goda elektriska och mekaniska egenskaper. Vanliga isoleringsmaterial inkluderar lack, epoxiharts, polyesterharts, etc.

Val av lindningsmaterial:Lindningsmaterialet bestämmer transformatorns konduktivitet, motstånd, förlust och mekanisk styrka. I allmänhet används koppar och aluminium som lindningsmaterial för transformatorer av torr-typ eftersom de har hög ledningsförmåga och låg kostnad. Koppar har bättre ledningsförmåga och mekanisk styrka än aluminium, men det är dyrare och tyngre. För samma strömstyrka kräver koppar mindre tvärsnittsarea än aluminium.

Val av kärnmaterial med låg hysteresförlust:Kärnmaterialet bestämmer transformatorns magnetiska flödestäthet, permeabilitet, hysteresförlust och virvelströmsförlust. Kärnmaterialet bör ha hög permeabilitet och låg hysteresförlust för att minska tomgångsförlusten- och förbättra transformatorns effektivitet. Vanliga kärnmaterial inkluderar kiselstål, kallvalsat kornorienterat stål (CRGO), amorf metall, etc.

Förordning:Regleringen av en transformator är förhållandet mellan spänningsfallet vid full belastning och tomgångsspänningen. Regleringen anger transformatorns förmåga att hålla en konstant utspänning under varierande belastningsförhållanden. Regleringen beror på transformatorns impedans och resistans. En låg impedans och resistans ger låg reglering och bättre spänningsreglering. Läckagereaktansen hos en transformator av torr-typ bör hållas inom 2 % under konstruktionen för att uppnå låg reglering.

Förväntad livslängd:Den förväntade livslängden för en transformator är den förväntade tiden som transformatorn kan fungera utan fel eller försämring. Den förväntade livslängden beror på nedbrytningen av lindningsisoleringen på grund av temperaturstegring, fukt, damm, korrosion eller andra faktorer. Isoleringsklassen och kvaliteten på transformatorn av torr-typ bör väljas för att klara höga temperaturer och tuffa miljöer utan att försämras. Transformatorns temperaturstegring bör inte överstiga den gräns som anges av isoleringsklassen.

Förluster:Förlusterna av en transformator är skillnaden mellan ineffekt och uteffekt. Förlusterna består av inga-lastförluster och lastförluster. Ingen-lastförlusterna är oberoende av belastningen och inkluderar kärnförluster och virvelströmsförluster. Lastförlusterna är proportionella mot lasten och inkluderar kopparförluster och ströförluster. Förlusterna påverkar transformatorns effektivitet, uppvärmning och kylning. Kärnmaterialet, lindningsmaterialet, isoleringsmaterialet och designparametrarna bör väljas för att minimera förlusterna och maximera effektiviteten hos transformatorn av torr-typ.

Överbelastning:Överbelastning av en transformator är tillståndet när transformatorn arbetar över sin nominella kapacitet eller temperaturgräns. Överbelastningen orsakar överhettning, isolationsbrott, kortslutning eller brand i transformatorn. Överbelastningen kan orsakas av för stort belastningsbehov, övertoner, fel eller omgivningstemperatur. Transformatorn av torr-typ bör utformas med tillräcklig marginal för att hantera överbelastningar utan att skada dess komponenter eller prestanda. Transformatorn av torr-typ bör också vara utrustad med ett fläkt-kylsystem eller ett luftkonditioneringssystem- för att avleda värmen som genereras av överbelastningar.

K-faktor:K-faktorn är ett mått på en transformators förmåga att motstå värmen som genereras av icke-sinusformade strömmar i dess lindningar. Icke-sinusformade strömmar orsakas av olika elektroniska enheter som producerar övertoner i spännings- och strömvågformerna. Övertoner ökar transformatorns förluster, uppvärmning och distorsion. En hög K--faktor indikerar att transformatorn kan hantera högre nivåer av övertoner utan att överhettas eller försämras. Transformatorn av torr-typ bör utformas med en hög K-faktor för att ge lång-livslängd och pålitlig prestanda i applikationer som involverar icke-sinusformade strömmar.