Axiálne a radiálne pevnosti vinutia transformátorov sú nevyhnutné na zabezpečenie mechanickej stability podKrátke - podmienky obvoduatepelná expanziapočas prevádzky. Nižšie sú uvedené kľúčové kritériá použité pri návrhu a analýze týchto silných stránok:
1. Kritériá radiálnej pevnosti
Konanie na radiálne silyvonkajší alebo dovnútraPozdĺž obvodu vinutia sa pokúšam rozšíriť alebo komprimovať vinutie v krátkom - obvodoch. Ak je radiálna pevnosť nedostatočná, môže to viesť kvzperovanievinutia. Kritériá dizajnu zahŕňajú:
Vydržať krátke - radiálne sily obvodu
Sily sa vypočítavajú na základe maximálneho skratu - prúdu obvodu.
Radiálna sila FRF_RFR závisí od sily a prúdu magnetického poľa:
Fr∝i2 × μ0 × nf_r \\ propto i^2 \\ -krát \\ mu_0 \\ krát nfr ∝i2 × μ0 × n
Ak je III aktuálny, μ0 \\ mu_0μ0 je priepustnosť voľného priestoru a NNN je počet zákrut.
Vzperku a analýza napätia obruča
Vinutia by mali odolávať tlakovému napätiu (napätia obruče) za krátkeho - podmienok obvodu.
Zohľadňujú sa pevnosť výnosu materiálu, Youngov modul a Poissonov pomer vodiča (napr. Meď alebo hliník).
Dizajn a podporné prstene
Správne izolačné rozpery sa používajú na zabránenie deformácie rovnomerným rozložením síl cez vinutia.
Kompenzácia tepelnej expanzie
Materiály musia mať kompatibilné rýchlosti tepelnej expanzie, aby sa zabránilo radiálnemu posunu v dôsledku nahromadenia tepla.
2. Kritériá axiálnej pevnosti
Axiálne silypo celej dĺžkevinutia, čo spôsobuje, že je komprimované alebo natiahnuté. Nedostatočná axiálna pevnosť môže viesť kteleskopická deformáciaalebo pohyb vinutia vrstiev. Zohľadňujú sa tieto faktory:
Krátke - axiálne sily obvodu
Sily sa vypočítavajú pre poruchové prúdy, ktoré vytvárajú atraktívne aj odpudivé sily medzi vrstvami vinutia.
Sila faf_afa je úmerná produktu poruchového prúdu a hustoty magnetického toku:
Fa∝i × bf_a \\ propto i \\ krát bfa ∝i × b
Pre - kompresia vinutia
Vinutia sú pred - komprimované počas zostavy, aby sa minimalizoval pohyb počas prevádzky. To tiež znižuje riziko oddelenia vrstvy.
Upínací tlak
Udržiava sa primeraný upínací tlak, aby sa zabránilo axiálnemu posunu počas krátkych obvodov-. Upínacie systémy s kalibrovanými skrutkami alebo tlačovými doskami zabezpečujú rovnomerné rozdelenie sily.
Mechanická pevnosť izolačných a podporných štruktúr
Izolačné materiály používané medzi vrstvami (napr., Plače alebo NOMEX) musia mať vysokú pevnosť v tlaku, aby odolali axiálnym silám bez deformácie.
3. Vlastnosti materiálu pre dizajn pevnosti
Medený a hliník: Musí mať vysokú pevnosť v ťahu a nízku deformáciu pod vysokými magnetickými silami.
Izolácia: Poskytuje mechanickú podporu a izoláciu s vysokou pevnosťou v tlaku.
Jarmo a základné svorky: Používa sa na zabránenie axiálneho pohybu vinutia, navrhnutého na znášanie mechanického namáhania.
4. Priemyselné štandardy a bezpečnostné marže
IEC 60076-5: Určuje krátke - Požiadavky na výkon obvodu pre transformátory výkonu.
IEEE C57.12.00: Poskytuje pokyny pre krátke - silu obvodu distribučných transformátorov.
Bezpečnostný faktor: Rozpätie (zvyčajne 1,1 až 1,5) sa používa na vypočítané napätia, aby sa zohľadnilo neistoty.
Tieto kritériá zabezpečujú, aby vinutia vydržali obojemechanické a tepelné napätiapočas prevádzkovej životnosti transformátora, najmä za poruchových podmienok.
4o
