Transformatorlindningar: koncentriska och överlappande typer
I krafttransformatorer finns det två primära lindande konfigurationer: koncentriska och överlappande. Majoriteten av krafttransformatorer som produceras i Kina använder en transformatorstruktur av kärntyp, och deras lindningar är vanligtvis utformade i en koncentrisk konfiguration.
A koncentrisk lindninginnebär att i alla tvärsnitt av transformatorns kärnkolonn bildar lindningen en cylindrisk form runt kärnan. Vanligtvis placeras lågspänningslindningen närmast kärnan, medan högspänningslindningen är belägen på utsidan. Ett isoleringsgap, såväl som en kylkanal (oljekanal), måste hållas mellan högspännings- och lågspänningslindningarna och mellan lågspänningslindningen och kärnkolonnen. Detta gap är nödvändigt för isolering och för att möjliggöra korrekt värmeavledning. Storleken på detta isoleringsavstånd bestäms av lindningsspänningsnivån och utrymmet som krävs för värmeavledning.
När lågspänningslindningen placeras närmare kärnan kräver det mindre isoleringsutrymme, vilket gör att lindningsstorleken blir mindre, vilket i sin tur minskar den totala transformatorstorleken. Den koncentriska lindningen finns i flera former:
Enskiktscylindrisk
Dubbelskikt cylindrisk
Cylindriska lindningar
En cylindrisk lindning är en spiral som bildas av lindande platt tråd tätt ihop. Det kan lindas i ett enda lager eller dubbelskikt. I allmänhet föredras dubbelskiktslindningar framför enskiktslindningar. Detta beror på att enskiktslindningar, på grund av deras elastiska deformation, tenderar att lossa, vilket får spolarna i ändarna att inte vara tätt packade. En dubbelskiktslindning är mycket mer stabil och mindre benägna att lossa.
När stora strömmar är involverade kan varje lindningsspole bildas av flera ledare arrangerade parallellt längs axeln. Antalet parallella ledare är emellertid vanligtvis högst 4 till 5. Cylindriska lindningar ger den största ytan för kylning, vilket förbättrar kylprestanda. De är emellertid mekaniskt svagare och används vanligtvis i lågspänningslindningar av transformatorer med små kapaciteter.
Spirallindningar
För transformatorer med en något större kapacitet kan lågspänningslindningen endast bestå av några varv (20-30 varv), men strömmen är mycket högre, så ett större tvärsnittsområde för lindningarna krävs. Detta kräver att man använder flera ledare (6 eller mer) sår parallellt. I cylindriska lindningar är det inte lämpligt att använda många ledare parallellt eftersom ledarna är tätt packade i ett enda skikt, vilket leder till stora spolplaner och gör spolen instabil. För att ta itu med denna fråga,spirallindningaranvänds. Spirallindningar lindas radiellt med en ledare som pressas mot en annan, vilket lämnar ett gap mellan varje sväng.
När fler ledare används parallellt kan ledarna delas upp i två grupper och bildar endubbelskiktsspiral. När temperaturökning och isoleringsförhållanden tillåter kan spirallindningen utformas med en kombination av normala och mindre oljekanaler, vilket skapar enhalvspiral lindning. En enda semi-spiral lindning kallassingel semi-spiral, medan en dubbel spirallindning kallasdubbel semi-spiral. Halvspirala lindningar används ofta i medelstora och stora transformatorer på grund av deras höga utrymme.
Byte av ledare lindningar
För att ytterligare minimera ytterligare förluster i icke-skiftade spirallindningar,byte av ledareanvänds. Växlade ledare bildas genom att vrida flera trådsträngar i ett specifikt mönster, vilket resulterar i en enda tjockare ledare som är isolerad med papper. Denna typ av lindning används främst i mitten och lågspänningslindningarna av transformatorer med hög kapacitet.
När du använder omkopplade ledare måste strängarna vara ett udda nummer, och om ledaren (a) är större än eller lika med 12 mm, måste ett lager kabelpapper (0. 12mm tjock) sättas in mellan trådarna. Dessutom måste ledaren som används vara kontinuerlig utan leder. Längden på den växlade ledaren måste vara 3 till 5 meter längre än den längd som krävs för spolen.
Den minsta inre diametern på en spole med växlade ledare styrs av följande formel:
D _ min större än eller lika med n * tonhöjd / π
Där:
D _ minär den minsta inre diameter på spolen,
när antalet ledare som används i omkopplaren.
tonhöjdAvser avståndet mellan ledarna.
Denna formel säkerställer att alla ledare måste flytta positioner minst en gång inom en enda spole sväng, vilket förhindrar att spoldiametern är för liten.
Kontinuerliga lindningar
Kontinuerliga lindningar har inte svetsade fogar och kan bara lindas med platt tråd. Ledararrangemanget, som visas i diagrammet, är speciellt sår så att lederna växlar mellan insidan och utanför spolen. Den viktigaste fördelen med kontinuerliga lindningar är att de inte kräver svetsning, eftersom ledarna är naturligt anslutna under lindningsprocessen.
Om ledarens tvärsnittsområde är stort kan flera ledare lindas parallellt, men högst fyra ledare används vanligtvis. Ledarna växlas växelvis när lindningen fortskrider.