Οι αξονικές και ακτινικές αντοχές των περιελίξεων μετασχηματιστών είναι απαραίτητα για να εξασφαλιστεί η μηχανική σταθερότητα κάτωΣύντομη - συνθήκες κυκλώματοςκαιθερμική διαστολήκατά τη λειτουργία. Παρακάτω παρατίθενται τα βασικά κριτήρια που χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό και την ανάλυση αυτών των δυνάμεων:
1. Κριτήρια ακτινικής αντοχής
Πράξη ακτινικών δυνάμεωνεξωτερικός ή προς τα μέσαΚατά μήκος της περιφέρειας εκκαθάρισης, προσπαθώντας να επεκτείνετε ή να συμπιέσετε την περιέλιξη κατά τη διάρκεια των μικρών κυκλωμάτων-. Εάν η ακτινική αντοχή είναι ανεπαρκής, μπορεί να οδηγήσειλυγισμόςτων περιελίξεων. Τα κριτήρια σχεδιασμού περιλαμβάνουν:
Αντέξτε στο σύντομο - ακτινικές δυνάμεις κυκλώματος
Οι δυνάμεις υπολογίζονται με βάση το κορυφαίο ρεύμα κυκλώματος κορυφής -.
Η ακτινική δύναμη FRF_RFR εξαρτάται από τη δύναμη και το ρεύμα του μαγνητικού πεδίου:
Fr∝i2 × μ0 × nf_r \\ propto i^2 \\ times \\ mu_0 \\ times nfr ∝i2 × μ0 × n
Όπου το III είναι ρεύμα, το μ0 \\ mu_0μ0 είναι η διαπερατότητα του ελεύθερου χώρου και το NNN είναι ο αριθμός των στροφών.
Ανάλυση στρες λυγισμού και στεφάνης
Οι περιελίξεις θα πρέπει να αντιστέκονται σε συμπιεστική τάση (τάση στεφάνης) κάτω από σύντομες συνθήκες κυκλώματος -.
Η αντοχή της απόδοσης του υλικού, ο συντελεστής Young και ο λόγος του Poisson του αγωγού (π.χ. χαλκός ή αλουμίνιο) εξετάζονται.
Δαχτυλίδια σχεδιασμού και υποστήριξης διαχωριστικών
Οι σωστοί διαχωριστές μόνωσης χρησιμοποιούνται για την πρόληψη της παραμόρφωσης με ομοιόμορφη διανομή δυνάμεων σε όλες τις περιελίξεις.
Αποζημίωση θερμικής διαστολής
Τα υλικά πρέπει να έχουν συμβατά ποσοστά θερμικής διαστολής για να αποφευχθεί η ακτινική μετατόπιση λόγω της συσσώρευσης θερμότητας.
2. Κριτήρια αξονικής αντοχής
Πράξη αξονικών δυνάμεωνκατά μήκοςτης περιέλιξης, προκαλώντας το είτε να συμπιέσει είτε να τεντώσει. Η ανεπαρκής αξονική αντοχή μπορεί να οδηγήσει σεπαραμόρφωση του τηλεσκοπίουή κίνηση των στρώσεων περιέλιξης. Θεωρούνται οι ακόλουθοι παράγοντες:
Σύντομη - αξονικές δυνάμεις κυκλώματος
Οι δυνάμεις υπολογίζονται για ρεύματα σφάλματος, τα οποία παράγουν τόσο ελκυστικές όσο και απωθητικές δυνάμεις μεταξύ των στρώσεων περιέλιξης.
Η δύναμη FAF_AFA είναι ανάλογη με το προϊόν του ρεύματος σφάλματος και της πυκνότητας μαγνητικής ροής:
Fa∝i × bf_a \\ propto i \\ times bfa ∝i × b
Pre - συμπίεση των περιελίξεων
Οι περιελίξεις είναι πριν - συμπιεσμένα κατά τη διάρκεια της συναρμολόγησης για να ελαχιστοποιηθούν η κίνηση κατά τη λειτουργία. Αυτό μειώνει επίσης τον κίνδυνο διαχωρισμού των στρωμάτων.
Πίεση σύσφιξης
Διατηρείται επαρκής πίεση σύσφιξης για να αποφευχθεί η αξονική μετατόπιση κατά τη διάρκεια των μικρών κυκλωμάτων-. Τα συστήματα σύσφιξης με βαθμονομημένες μπουλόνια ή πλάκες πίεσης εξασφαλίζουν ομοιόμορφη κατανομή δύναμης.
Μηχανική αντοχή στη μόνωση και τις δομές υποστήριξης
Τα μονωτικά υλικά που χρησιμοποιούνται μεταξύ των στρωμάτων (π.χ. πιεστήριο ή NOMEX) πρέπει να έχουν υψηλή αντοχή σε συμπιεστική για να αντέχουν στις αξονικές δυνάμεις χωρίς παραμόρφωση.
3. Ιδιότητες υλικού για σχεδιασμό αντοχής
Χαλκός και αλουμίνιο: Πρέπει να έχει υψηλή αντοχή εφελκυσμού και χαμηλή παραμόρφωση κάτω από υψηλές μαγνητικές δυνάμεις.
Μόνωση πιέσεως: Παρέχει μηχανική υποστήριξη και μόνωση, με υψηλή αντοχή σε θλίψη.
Ζυγός και σφιγκτήρες πυρήνα: Χρησιμοποιείται για την πρόληψη της αξονικής κίνησης των περιελίξεων, που έχει σχεδιαστεί για να φέρει μηχανική τάση.
4. Τα πρότυπα της βιομηχανίας και τα περιθώρια ασφαλείας
IEC 60076-5: Καθορίζει σύντομη - απαιτήσεις απόδοσης κυκλώματος για μετασχηματιστές ισχύος.
IEEE C57.12.00: Παρέχει κατευθυντήριες γραμμές για το σύντομο - δύναμη κυκλώματος των μετασχηματιστών διανομής.
Συντελεστής ασφάλειας: Το περιθώριο (τυπικά 1,1 έως 1,5) εφαρμόζεται σε υπολογιζόμενες τάσεις για να ληφθούν υπόψη οι αβεβαιότητες.
Αυτά τα κριτήρια εξασφαλίζουν ότι οι περιελίξεις μπορούν να αντέξουν και τα δύομηχανικές και θερμικές καταπονήσειςκατά τη διάρκεια της λειτουργικής ζωής του μετασχηματιστή, ειδικά υπό συνθήκες σφάλματος.
4o
