变压器核心的目的
在电力变压器中,有初级,次级,有时也是三级绕组。表现的变压器主要取决于这些绕组之间的磁链。为了在这些绕组之间建立有效的磁链,变压器中应该提供与所有绕组相同的低磁阻磁路。这种低磁阻的磁路在变压器中被称为变压器铁心.三种主要类型的变压器核心是:
变压器芯直径的影响
让我们考虑,直径变压器核心床'。
然后,核心的横截面积,
现在,电压每转,
在哪里,B米是核心的最大磁通密度。
e与d成比例2.
所以电压随着变压器核心的直径增加,每转增加。
如果通过变压器绕组的电压是V。
然后v = en,其中n是绕组中的转弯数。
如果V是常数,e与n成反比,因此是D2与N的成反比成比例。因此,核心的直径增加,转弯次数变压器绕组减少。匝数减小,芯腿的高度降低,尽管芯腿高度的降低增加核心直径,导致磁的总体直径增加变压器的核心.这增加的钢重量最终导致增加的核心变压器的损失.芯的增加的直径导致绕组上的主直径增加。尽管绕组的绕组直径增加,绕组中的匝数减少,导致少量铜损失变压器.
因此,我们继续越来越大的直径,变压器核心,变压器核心的损失将增加,但同时,负载损失或变压器铜损耗减少了。另一方面,如果芯的直径减小,芯中的钢的重量也会减小;这就减少了变压器的铁芯损耗,但同时又增加了绕组的匝数,也就增加了铜的重量,这就增加了变压器的铜损耗。因此,必须优化岩心直径设计变压器核心,考虑到这两个方面。
变压器核心材料
主要的问题是变压器核心是它的滞后和涡流损失.变压器的磁滞损耗主要与铁芯材料有关。研究发现,低碳钢中加入少量的硅合金可以生产出低磁滞损耗、高磁导率的变压器铁芯材料。由于电力需求的增加,需要进一步降低铁芯损耗,为此,另一种技术被用于钢,这是众所周知的冷轧。该技术使铁磁性钢的晶粒取向沿轧制方向排列。
经过硅合金化和冷轧处理的芯钢通常被称为CRGOS或冷轧晶粒取向硅钢。这种材料现在普遍用于制造变压器铁芯。
虽然这种材料具有低特异性的铁损,但仍然存在;它具有一些缺点,如,由于谷物取向以外的方向上的磁通量,它易于增加损失,并且由于弯曲和消隐切割CRGOS板的撞击,它也容易受损性能受损。片材的表面都设有氧化物涂层绝缘。
变压器铁芯截面的优化设计
CRGO钢的最大熔剂密度约为1.9特斯拉。意味着钢在1.9特斯拉熔剂密度处达到饱和。一个重要的标准变压器铁心设计是,在变压器的正常运行模式期间,它不得饱和。电压变压器的容量取决于其总磁化通量。通过磁心的总磁通量是磁通量密度与磁心横截面积的乘积。因此,在设计时可以通过调整铁芯的横截面积来控制铁芯的通量密度。
变压器芯的横截面的理想形状是圆形的。为了使完美的圆形横截面,每个连续的层压钢板应切割不同的尺寸和尺寸。这对于实际制造绝对不经济。实际上,制造商使用不同的组或包预定数量的相同尺寸层压板。该组或分组是具有预定义的最佳高度(厚度)的层压片块。芯是通过芯中央线的尺寸的尺寸如此连续的方式组装这些块的组装,即它给出了横截面的最佳圆形形状。这种典型的横截面如下图所示。
冷却堆芯需要有油管。冷却管道是必要的,因为热点温度可能会上升到危险的高度,它们的数量取决于核心的直径和用于核心的材料。除此之外,还需要在芯的两边用钢夹板来夹紧覆膜。所述钢板叠层块、油管、夹紧板;所有应位于最佳核心圆的外围。
净截面面积是根据各包层的尺寸计算出来的,并计算出层间损失的空间(称为堆垛系数),其中0.28 mm厚带绝缘涂层的钢板约为0.96。输油管道的面积也要扣除。铁心净横截面积与假想圆周内总横截面积之比称为变压器铁心利用率。增加步骤的数量提高了利用率,但同时也增加了制造成本。最佳的步骤数在6(小直径)到15(大直径)之间。
变压器铁芯制造
在变压器核心的核心制造过程中,考虑的主要因素,
- 更高的可靠性。
- 降低变压器铁损及磁化电流。
- 降低材料成本和劳动力成本。
- 降低噪音水平。
在制造业的每一步都需要质量检查,以确保质量和可靠性。必须测试钢板以确保特定的核心损失或铁损值。应在视觉上进行适当检查和检查层压,应拒绝生锈和弯曲层压。为了减少变压器噪声,应尽可能紧密地夹紧叠层,并应尽量减少交叉助熔剂损失。应尽可能减少四肢和轭的空气间隙,以允许磁化电流的最大光滑导电路径。
四肢的角关节与轭
核心变压器的损失主要是由于,
- 磁通量沿晶粒取向方向流动,
- 磁通垂直于晶粒取向方向的流动,这也称为横粒铁损失。横粒损失主要发生在锡杆的角落间隙中,可以通过应用特殊的角接头技术来在一定程度上控制。变压器核心通常有两种类型的关节,
- 交错的关节
- 斜接关节
变压器铁芯交错接头
变压器核心的交错接头是最简单的关节形式。该接头显示在图中。这助势叶片和进入关节垂直于颗粒方向。因此,在这种类型的节理中,交叉节理的损失很高。但考虑到制造成本低,更适合用于小额定值变压器。
变压器铁芯的斜接接头
这里的薄片是在45度切割的o.肢体和轭层叠边缘在变压器芯中的MITRED接头处放置在面朝上。这里,焊剂进入并留下层压,在其流动方向上获得光滑的路径;因此,这里的交叉晶粒损失最小。但是,它涉及提高制造成本。优选使用变形金刚的类型何处损耗最小化是主要标准变压器核心的设计.