Proiectarea înfășurărilor transformatoarelor trebuie să satisfacă condițiile de înaltă rezistență electrică și mecanică, precum și rezistența la căldură. În plus, tehnologia de înfășurare ar trebui să fie cât mai simplă și mai ieftină posibil și pierderile electrice în bobine ar trebui să se încadreze în limitele specificate. Structurile de înfășurare sunt foarte diverse în funcție de curentul nominal și tensiunea nominală a înfășurării.
Bobinele sunt realizate din cupru. și mai recent, de asemenea, de multe ori de sârmă de aluminiu. Densitatea curentului în înfășurările de cupru ale transformatoarelor de ulei este cuprinsă între 2 și 4,5 A / mm2, iar în transformatoarele uscate de la 1,2 până la 3,0 A / mm2. Limitele superioare se referă la transformatoare mai puternice. În cazul înfășurărilor din aluminiu, densitatea curentului este cu 40 până la 45% mai mică. Pentru fabricarea înfășurărilor se folosesc sârme rotunde cu o secțiune transversală de 0,02 - 10 mm² și secțiuni rectangulare de 6 - 60 mm². În multe cazuri, înfășurările și bobinele de înfășurări sunt înfășurate de la un anumit număr de conductoare paralele.
Figura 1. Înfășurări concentrice (a) și alternante (b)
Bobinaj transformatoare de ulei sunt realizate din sârmă cu izolație smalț și bumbac (secțiune rotundă) și a firelor, izolat cu două straturi de hârtie de cablu sau fire de bumbac (secțiune dreptunghiulară). În transformatoarele de putere uscate sunt utilizate cu fire de izolație din fibra de sticla.
Înfășurările sunt împărțite în concentric (fig. 1, a) și cele alternante (figura 1, b) prin metoda poziționării pe tije și prin aranjarea reciprocă a înfășurărilor de înaltă tensiune VN și a tensiunii inferioare. În primul caz, înfășurările HH și HH sunt poziționate unul față de celălalt și în jurul tijei concentric, iar înfășurarea HH este de obicei mai aproape de tija. Deoarece izolarea înfășurării de la tija este astfel facilitată. În bobinele alternative, bobinele HH și LV se alternează de-a lungul tijei în înălțime. Înfășurările alternante au o cuplare electromagnetică mai completă, cu toate acestea ele sunt mai dificil de fabricat și, în cazul unor tensiuni înalte, izolarea înfășurărilor unul de altul devine mai complicată. Prin urmare, în transformatoarele de putere, în mod obișnuit se utilizează înfășurări concentrice. Soiurile sunt discutate pe scurt în cele ce urmează.
Figura 2. Înfășurare cilindrică multistrat
Figura 3. Înfășurare bobină cilindrică multistrat
Înfășurări cilindrice multistrat
Înfășurările cilindrice multistrat (figura 2) sunt realizate din conductoare rotunde sau dreptunghiulare, care sunt plasate de-a lungul tijei în mai multe straturi, cu izolație din hârtia de cablu așezată între straturi. Cu un număr mare de straturi, înfășurarea este împărțită în două bobine concentrice, între care este lăsat un canal de răcire. Aceste înfășurări sunt aplicate la puterea tijei Sst ≤ 200 kV × A, cu un curent la înfășurarea tijei Ist ≤ 135 A și tensiunea Ul.n ≤ 35 kV.
Înfășurări bobinate cilindrice multistrat
Înfășurările bobinelor cilindrice multistrat (Figura 3) sunt înfășurate dintr-un fir rotund și constau din bobine de disc multistrat situate de-a lungul tijei. Între bobine (prin fiecare bobină sau prin două sau trei bobine) pot fi lăsate canale radiale pentru răcire. Astfel de înfășurări sunt utilizate pe partea de înaltă tensiune pentru Sst ≤ 335 kV × A, Ist ≤ 45 A și UL.N ≤ 35 kV.
Figura 4. Înfășurare cilindrică în două straturi
Figura 5. Bobină de înfășurare
Înfășurări cilindrice cu un strat și dublu strat
Cu un singur strat și bobina cilindrice cu strat dublu (Figura 4), rana de la una sau mai multe (până la patru) de conductoare dreptunghiulare paralele și aplicate la Sst kV x 200 ≤ A ≤ 800 A I și Ul.n ≤ 6 kW.
Bobine de înfășurare
Spirala de înfășurare (Figura 5) înfășurată dintr-un număr de conductoare paralele dreptunghiulare (4 la 20), adiacente unul celuilalt în direcția radială. Atunci când un număr mare de conductoare paralele, pot fi aranjate în fiecare bobină în mai multe straturi, în direcția axială sau înfășurare este mai multe trepte, adică conductoare paralele sunt împărțite în 2 - 4 grupuri și fiecare grup formează un turn elicoidal independent de înfășurare.
Figura 6. Schemele de transpunere parțială a conductorilor paralele
Atunci când situate radial în apropierea mai multor conductoare paralele, curentul este distribuit inegal între ele, care cauzează o creștere a pierderilor. Cauza distribuție inegală a curentului este de așa natură încât bobinele elementare, constând dintr-un conductor paralel adere semnificativ diferite fluxuri magnetice sunt induse în ele diferite forță electromotoare (e. G. P.). Această diferență în flux din cauza scurgerilor de flux magnetic, care au loc în spațiul ocupat de înfășurări. Cu alte cuvinte, putem spune că creșterea pierderilor prin curenți turbionari. câmpul magnetic indus în conductoarele înfășurării și cauzarea fenomenul efectului de piele. Ca urmare, rezistența activă a înfășurării crește.
Pentru a asigura o distribuție destul de uniformă a curentului între conductori, este necesar să se transpună (rearanjăm) conductoarele paralele care formează bobina (Figura 6). Cu transpunere completă, fiecare conductor ocupă într-o direcție radială toate pozițiile posibile într-o singură întoarcere. Adesea se face doar o transpunere parțială a conductorilor. Transpunerea se face în mai multe locuri de-a lungul înălțimii tijei.
Înfășurările de tensiune inferioară se realizează cu șuruburi Sst ≥ 45 kV × A, Ist ≥ 300 A.
Bobina bobinată spirală continuă
Continuu bobina de înfășurare elicoidală (figura 7) este realizat din fire dreptunghiulare și este format din câteva zeci de bobine în formă de disc, în care bobinele sunt înfășurate în spirală și conectate între ele perfect. Dacă turnul constă din mai mulți conductori paraleli, atunci se efectuează transpunerea lor. Aceste înfășurări sunt aplicate la Sst ≥ 60 kV x A, I 20 ≥ A ≥ Ul.n 2 kV.
Figura 7. Bobina spirală continuă înfășurată
Ultimele două tipuri de înfășurări sunt mecanic cele mai stabile și capabile să reziste forțelor axiale considerabile, deoarece ele constau din elemente în formă de disc având dimensiuni radial suficiente.
Canalele radiale și axiale dintre bobine și straturile de înfășurare sunt formate prin instalarea de garnituri și benzi lipite și presate dintr-un carton electric. Cu mici puteri și tensiuni scăzute, înfășurările cilindrice sunt așezate pe miezul miezului magnetic și fixate cu privire la pini și lamele din lemn, care joacă, de asemenea, rolul de izolație. În alte cazuri, cilindrii cu izolație moale sunt utilizați din tablă de carton electrotehnic sau cilindri rigizi din carton electrotehnic rulant pe lac de bachelită.
Înfășurările exterioare și interioare sunt, de asemenea, atașate unele de altele prin intermediul șinelor. Izolația dintre bobină și jug este realizată din inele, șaibe și garnituri din carton electric. La tensiuni mari, dacă este necesar, între bobine și rezervorul de transformator se plasează bariere izolatoare din carton electric.
În cazul transformatoarelor foarte puternice, se folosesc și alte tipuri de înfășurări complexe.
Sursa: Voldek AI "Mașini electrice: un manual pentru instituțiile de învățământ tehnic" - ediția a treia, revizuită - Leningrad: Energia, 1978 - 832p.
Citiți de asemenea
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: