Βασική Δομή Μονοφασικών Εναέριων Μετασχηματιστών Διανομής

1. Πυρήνας σιδήρου

Ο σιδερένιος πυρήνας αποτελεί το σύστημα μαγνητικού κυκλώματος του μετασχηματιστή και χρησιμεύει ως ο μηχανικός σκελετός του μετασχηματιστή. Ο σιδερένιος πυρήνας αποτελείται από μια στήλη σιδήρου πυρήνα και έναν σιδερένιο ζυγό. Η περιέλιξη του μετασχηματιστή τοποθετείται στη στήλη του πυρήνα του σιδήρου και ο σιδερένιος ζυγός χρησιμοποιείται για τη σύνδεση της στήλης του πυρήνα σιδήρου για να κλείσει το μαγνητικό κύκλωμα. Οι απαιτήσεις για τον πυρήνα του σιδήρου είναι ότι η μαγνητική διαπερατότητα είναι καλύτερη και η απώλεια υστέρησης και η απώλεια δινορευμάτων πρέπει να είναι όσο το δυνατόν μικρότερες, επομένως είναι όλα κατασκευασμένα από φύλλα πυριτίου με πάχος 0,35 mm . Επί του παρόντος, τα οικιακά φύλλα πυριτίου περιλαμβάνουν φύλλα πυριτιούχου χάλυβα θερμής έλασης, μη προσανατολισμένα φύλλα πυριτίου ψυχρής έλασης και φύλλα πυριτίου με προσανατολισμό κόκκων ψυχρής έλασης. Τις δεκαετίες του 1960 και του 1970, οι μετασχηματιστές ισχύος που παράγονται στη χώρα μου χρησιμοποιούσαν κυρίως φύλλα πυριτίου θερμής έλασης. Λόγω της μεγάλης απώλειας σιδήρου τους, η μαγνητική διαπερατότητα ήταν σχετικά κακή και ο συντελεστής στοίβαξης του πυρήνα ήταν χαμηλός (επειδή και οι δύο πλευρές των φύλλων πυριτίου ήταν επικαλυμμένες με μονωτικό χρώμα) δεν χρησιμοποιείται πλέον. Προς το παρόν, οι οικιακόι μετασχηματιστές εξοικονόμησης ενέργειας χαμηλών απωλειών χρησιμοποιούν λαμαρίνες ψυχρής έλασης με προσανατολισμό σε κόκκους πυριτίου, τα οποία έχουν χαμηλή απώλεια σιδήρου και υψηλό συντελεστή στοίβαξης πυρήνα (επειδή η επιφάνεια των φύλλων από χάλυβα πυριτίου είναι μονωμένη με μεμβράνες οξειδίου, δεν χρειάζεται να εφαρμόστε μονωτική βαφή).

Σύμφωνα με τη δομή του πυρήνα του μετασχηματιστή, μπορεί να χωριστεί σε δύο κατηγορίες: μετασχηματιστή πυρήνα και μετασχηματιστή κελύφους. Οι καρδιοειδείς μετασχηματιστές βρίσκονται και στις δύο πλευρές

Οι περιελίξεις τοποθετούνται στη στήλη του σιδερένιου πυρήνα για να σχηματίσουν μια μορφή στην οποία οι περιελίξεις περιβάλλουν τον πυρήνα του σιδήρου. Οι μετασχηματιστές τύπου κελύφους τοποθετούν περιελίξεις στη στήλη του μεσαίου πυρήνα για να σχηματίσουν ένα σχήμα στο οποίο ο πυρήνας περιβάλλει τις περιελίξεις.

Σύμφωνα με τη διαδικασία παραγωγής του πυρήνα του μετασχηματιστή, μπορεί να χωριστεί σε δύο τύπους: πολυστρωματικό πυρήνα και πυρήνα έλασης. Η ακολουθία κατασκευής των μετασχηματιστών τύπου πυρήνα και τύπου κελύφους του πολυστρωματικού πυρήνα είναι: πρώτα τρυπήστε και κόψτε τα φύλλα από χάλυβα πυριτίου και, στη συνέχεια, εισάγετε τα φύλλα πυριτίου στα πηνία που έχουν τυλιχθεί εκ των προτέρων και έχουν υποβληθεί σε επεξεργασία μόνωσης με κλιμακωτό τρόπο ανάλογα με τις διεπαφές τους. Το κομμάτι σφίγγει τον σιδερένιο πυρήνα. Προκειμένου να μειωθεί η μαγνητική αντίσταση του μαγνητικού κυκλώματος του πυρήνα του σιδήρου και να μειωθεί η απώλεια του πυρήνα του σιδήρου, απαιτείται το διάκενο αέρα στη ραφή να είναι όσο το δυνατόν μικρότερο κατά τη συναρμολόγηση του πυρήνα σιδήρου.

2. Περιέλιξη (πηνίο)

Το πηνίο ενός μετασχηματιστή συνήθως ονομάζεται περιέλιξη, το οποίο είναι το τμήμα του κυκλώματος του μετασχηματιστή. Οι μικροί μετασχηματιστές τυλίγονται γενικά με μονωμένα σμάλτα στρογγυλά σύρματα χαλκού και οι μετασχηματιστές με ελαφρώς μεγαλύτερη χωρητικότητα τυλίγονται με επίπεδα χάλκινα σύρματα ή επίπεδα σύρματα αλουμινίου.

Στον μετασχηματιστή, οι περιελίξεις που συνδέονται με το δίκτυο υψηλής τάσης ονομάζονται περιελίξεις υψηλής τάσης και οι περιελίξεις που συνδέονται με το δίκτυο χαμηλής τάσης ονομάζονται περιελίξεις χαμηλής τάσης. Σύμφωνα με τις διαφορετικές θέσεις και σχήματα της περιέλιξης υψηλής τάσης και της περιέλιξης χαμηλής τάσης, οι περιελίξεις μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: ομόκεντρες και επικαλυπτόμενες.

1.1 Ομόκεντρη περιέλιξη

Η ομόκεντρη περιέλιξη είναι να τυλίγει τις περιελίξεις υψηλής και χαμηλής τάσης στη στήλη του πυρήνα ομόκεντρα. Προκειμένου να διευκολυνθεί η μόνωση από τον πυρήνα του σιδήρου, το τύλιγμα χαμηλής τάσης είναι επενδυμένο εσωτερικά και το τύλιγμα υψηλής τάσης καλύπτεται εξωτερικά. Για μετασχηματιστές χαμηλής τάσης, υψηλού ρεύματος και μεγάλης χωρητικότητας, επειδή τα καλώδια περιέλιξης χαμηλής τάσης είναι πολύ παχιά, μπορούν επίσης να τοποθετηθούν έξω. Υπάρχει ένα κενό μεταξύ των περιελίξεων υψηλής και χαμηλής τάσης, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δίοδος λαδιού του βυθισμένου σε λάδι μετασχηματιστή, το οποίο όχι μόνο ευνοεί τη διάχυση θερμότητας των περιελίξεων, αλλά χρησιμεύει και ως μόνωση μεταξύ των δύο περιελίξεων .

Οι ομόκεντρες περιελίξεις μπορούν να χωριστούν σε κυλινδρικούς, σπειροειδείς και συνεχείς τύπους σύμφωνα με τις διαφορετικές μεθόδους περιέλιξης τους. Η ομόκεντρη περιέλιξη έχει απλή δομή και είναι εύκολη στην κατασκευή. Συχνά χρησιμοποιείται σε μετασχηματιστές πυρήνα. Αυτή είναι η πιο κοινή δομή περιέλιξης. Οι εγχώριοι μετασχηματιστές ισχύος υιοθετούν βασικά αυτή τη δομή.

1.2 Περιέλιξη επικάλυψης

Η επικαλυπτόμενη περιέλιξη, γνωστή και ως περιέλιξη πίτας, χωρίζει την περιέλιξη υψηλής τάσης και την περιέλιξη χαμηλής τάσης σε πολλά συρμάτινα πιτάκια, τα οποία είναι διατεταγμένα εναλλάξ κατά το ύψος της στήλης του πυρήνα. Προκειμένου να διευκολυνθεί η μόνωση, συνήθως τοποθετούνται περιελίξεις χαμηλής τάσης στο επάνω και στο κάτω στρώμα. Τα κύρια πλεονεκτήματα των επικαλυπτόμενων περιελίξεων είναι η μικρή αντίδραση διαρροής, η υψηλή μηχανική αντοχή και το βολικό μόλυβδο. Αυτή η μορφή περιέλιξης χρησιμοποιείται κυρίως σε μετασχηματιστές χαμηλής τάσης, υψηλού ρεύματος, όπως μετασχηματιστές ηλεκτρικών κλιβάνων μεγάλης χωρητικότητας, μηχανές συγκόλλησης με αντίσταση (όπως σημειακή συγκόλληση, ηλεκτροσυγκόλληση κύλισης και ηλεκτροσυγκόλληση με άκρο) μετασχηματιστές κ.λπ.