Aksijalne i radijalne čvrstoće namota transformatora su ključne za osiguranje mehaničke stabilnosti podkratki - uvjeti krugaitoplinsko širenjeTijekom rada. Ispod su ključni kriteriji koji se koriste u dizajnu i analizi ovih snaga:
1. Kriteriji radijalne snage
Zakon o radijalnim snagamaprema van ili prema unutraduž opsega namota, pokušavajući proširiti ili komprimirati namotavanje tijekom kratkih -. Ako je radijalna čvrstoća nedovoljna, to može dovesti dozaletanjenamota. Kriteriji za dizajn uključuju:
Izdržati kratke - radijalne sile kruga
Sile se izračunavaju na temelju vršne kratke - struje kruga.
Radial Force FRF_RFR ovisi o snazi magnetskog polja i struji:
Fr∝i2 × μ0 × nf_r \\ propto i^2 \\ puta \\ mu_0 \\ puta nfr ∝i2 × µ0 × n
Ako je III struja, μ0 \\ mu_0μ0 je propusnost slobodnog prostora, a NNN je broj zavoja.
Analiza stresa i obruča
Namoti bi se trebali oduprijeti pritiskom na pritisak (napon obruča) pod kratkim - uvjetima kruga.
Uzimaju se u obzir snagu prinosa, Youngov modul i Poissonov omjer vodiča (npr. Bakar ili aluminij).
Dizajn i podrška prstenova
Pravilni izolacijski razmaci koriste se za sprečavanje deformacije ravnomjerno distribuiranjem sila preko namota.
Kompenzacija toplinske ekspanzije
Materijali moraju imati kompatibilne brzine toplinske ekspanzije kako bi se spriječilo radijalni pomak zbog nakupljanja topline.
2. Kriteriji za aksijalnu čvrstoću
Zakon o aksijalnim silamaduž duljinenamota, uzrokujući ga da se komprimira ili rasteže. Nedovoljna aksijalna čvrstoća može dovesti dodeformacija teleskopiranjaili kretanje namotanih slojeva. Uzimaju se u obzir sljedeći čimbenici:
Kratke - aksijalne sile kruga
Sile se izračunavaju za struje grešaka, koje stvaraju i atraktivne i odbojne sile između namotanih slojeva.
Snaga FAF_AFA proporcionalna je proizvodu struje greške i gustoće magnetskog toka:
Fa∝i × bf_a \\ propto i \\ puta bfa ∝i × b
Pre - Kompresija namota
Namoti su prije - komprimirani tijekom montaže kako bi se smanjilo kretanje tijekom rada. To također smanjuje rizik od razdvajanja sloja.
Stezanje pritiska
Održava se odgovarajući tlak stezanja kako bi se spriječilo aksijalni pomak tijekom kratkih -. Sustavi stezanja s kalibriranim vijcima ili pločama za prešilj osiguravaju čak i raspodjelu sile.
Mehanička čvrstoća izolacije i potporne strukture
Izolacijski materijali koji se koriste između slojeva (npr. Pritiska ili NOMEX) moraju imati visoku tlačnu čvrstoću kako bi izdržali aksijalne sile bez deformacije.
3. Svojstva materijala za dizajn čvrstoće
Bakar i aluminij: Mora imati visoku vlačnu čvrstoću i nisku deformaciju pod visokim magnetskim silama.
Izolacija na ploči: Pruža mehaničku potporu i izolaciju, s visokom čvrstoćom tlaka.
Stezaljke jarma i jezgre: Koristi se za sprječavanje aksijalnog kretanja namota, dizajniranih za nošenje mehaničkih stresa.
4. Industrijski standardi i sigurnosne marže
IEC 60076-5: Određuje kratke - zahtjevi za izvedbu kruga za transformatore napajanja.
IEEE C57.12.00: Pruža smjernice za kratku - čvrstoću kruga distribucijskih transformatora.
Faktor sigurnosti: Margina (obično 1,1 do 1,5) primjenjuje se preko izračunatih naprezanja kako bi se objasnile nesigurnosti.
Ovi kriteriji osiguravaju da namoti mogu izdržati obojemehanički i toplinski naponiTijekom operativnog života transformatora, posebno u uvjetima greške.
4o
