Axiální a radiální síly vinutí transformátoru jsou nezbytné pro zajištění mechanické stability podkrátké - podmínky obvoduaTepelná roztaženíběhem provozu. Níže jsou uvedena klíčová kritéria používaná při návrhu a analýze těchto sil:
1. Kritéria radiální síly
Zákon o radiálních siláchven nebo dovnitřPodél obvodu vinutí se snaží expandovat nebo komprimovat vinutí během krátkých obvodů -. Pokud je radiální síla nedostatečná, může to véstvzpěrvinutí. Kritéria návrhu zahrnují:
Odolném krátkému - obvodové radiální síly
Síly se vypočítají na základě krátkého - obvodu.
Radiální síla FRF_RFR závisí na síle a proudu magnetického pole:
Fr∝i2 × μ0 × nf_r \\ propto i^2 \\ times \\ mu_0 \\ times nfr ∝i2 × μ0 × n n
Tam, kde je III aktuální, je μ0 \\ mu_0μ0 propustnost volného prostoru a NNN je počet zatáček.
Analýza napětí a obruče
Vinutí by měla odolávat tlakovému napětí (obruče) za krátkých podmínek obvodu -.
Uvažuje se o výnosu materiálu, Youngův modul a Poissonův poměr vodiče (např. Měď nebo hliník).
Konstrukce a podpůrné prsteny spaceru
Správné izolační rozpěrky se používají k zabránění deformace rovnoměrně distribucí sil přes vinutí.
Kompenzace tepelné rozšiřování
Materiály musí mít kompatibilní rychlost tepelné roztažnosti, aby se zabránilo radiálnímu posunutí v důsledku hromadění tepla.
2. Kritéria axiální pevnosti
Axiální síly aktpodél délkynavíjení, což způsobí, že se buď komprimuje nebo protáhne. Nedostatečná axiální pevnost může véstTeskopická deformacenebo pohyb klikatých vrstev. Jsou brány v úvahu následující faktory:
Krátké - obvodové axiální síly
Síly se počítají pro poruchové proudy, které generují atraktivní i odpudivé síly mezi klikatými vrstvami.
Síla FAF_AFA je úměrná produktu poruchového proudu a hustoty magnetického toku:
Fa∝i × bf_a \\ propto i \\ times bfa ∝i × b
Pre - komprese vinutí
Vinutí jsou před - komprimována během montáže, aby se minimalizoval pohyb během provozu. To také snižuje riziko oddělení vrstvy.
Upínací tlak
Přiměřený tlak na upínání je udržován, aby se zabránilo axiálnímu posunutí během krátkých obvodů -. Upínací systémy s kalibrovanými šrouby nebo tiskovými deskami zajišťují rovnoměrné rozdělení síly.
Mechanická síla izolačních a podpůrných struktur
Izolační materiály použité mezi vrstvami (např. Pressboard nebo Nomex) musí mít vysokou pevnost v tlaku, aby vydržely axiální síly bez deformace.
3. Vlastnosti materiálu pro návrh síly
Měď a hliník: Musí mít vysokou pevnost v tahu a nízkou deformaci pod vysokými magnetickými silami.
Izolace na lisování: Poskytuje mechanickou podporu a izolaci s vysokou pevností tlaku.
Jho a jádro svorky: Používá se k prevenci axiálního pohybu vinutí, navržených tak, aby nesl mechanické napětí.
4. Průmyslové standardy a bezpečnostní marže
IEC 60076-5: Určuje krátké požadavky na výkony obvodu - pro výkonové transformátory.
IEEE C57.12.00: Poskytuje pokyny pro krátké - síla obvodu distribučních transformátorů.
Bezpečnostní faktor: Oproti vypočtené napětí je použita marže (obvykle 1,1 až 1,5), aby se zohlednily nejistoty.
Tato kritéria zajišťují, aby vinutí odolala obojímechanické a tepelné napětípřes provozní životnost transformátoru, zejména za poruchových podmínek.
4o
