ترانسفورماتور, مقالات
انواع مختلف سیم‌پیچ ترانسفورماتور – ویژگی و کاربرد
آذر
هسته و سیم‌پیچ ترانسفورماتور هسته ای سه فاز
سیم‌پیچ ترانسفورماتور
انواع سیم‌پیچ‌های مختلف برای انواع مختلف کاربردها و ساختارها استفاده‌می‌شود. سیم‌پیچ‌ها رسانای پیچیده‌شده به اشکال مختلف مانند مارپیچ ، دیسک ، استوانه‌ای ، متقاطع هستند که mmf را ایجادکرده و این mmf توسط هسته به سیم‌پیچ‌های دیگر هدایت منتقل‌می‌شود تا بتوان سطح ولتاژ را به مقادیر دلخواه مثلا از ۲۲۰ ولت به ۲ کیلو ولت تبدیل‌کرد. به طور عمده دو نوع ترانسفورماتور وجوددارد:
در نوع ترانسفورماتور هسته‌ای ، سیم‌پیچ اولیه را می پیچیم و سیم‌پیچ‌های ثانویه را بر روی پایه های خارجی و در نوع زره ای سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه را روی پایه‌های داخلی قرارمی‌دهیم.
ما از سیم‌پیچ نوع متمرکز در ترانسفورماتور نوع هسته ای استفاده‌می‌کنیم. سیم‌پیچ فشارضعیف را نزدیک هسته قرارمی‌دهیم. با این حال ، برای کاهش راکتانس نشتی ، سیم‌پیچ‌ها را می‌توان در هم تنید.
سیم‌پیچ برای نوع هسته ای بستگی بسیاری به عوامل مانند مقدار نامی جریان ، ظرفیت اتصال کوتاه ، حد افزایش دما ، امپدانس ، ولتاژ افزایش یافته ، امکانات حمل و نقل و غیره‌دارد.
———————————————–
انواع سیم‌پیچ استفاده شده برای ترانسفورماتور نوع هسته‌ای
سیم‌پیچ استوانه‌ای
این سیم‌پیچ‌ها از نوع لایه‌ای‌هستند و از رسانای مستطیل یا گرد استفاده‌می‌شوند که در شکل aو bنشان داده‌شده‌است.هادی‌ها در طرف‌های مسطح نشان‌داده‌شده در شکل c به صورت عمودی و بر روی شکل d به صورت افقی پیچیده‌می‌شوند.
———————————————–
موارد استفاده از سیم‌پیچ‌های استوانه‌ای
سیم‌پیچ استوانه‌ای سیم‌پیچ ولتاژ کم‌است که برای حداکثر 6.6 کیلو ولت تا 600-750 کیلو ولت آمپر استفاده‌می‌شود و جریان نامی بین 10 تا 600 Aاست.
ما اغلب از سیم‌پیچ‌های استوانه‌ای به شکل های چند لایه استفاده‌می‌کنیم. ما از هادی‌های مستطیل شکل در نوع دو لایه استفاده‌می‌کنیم زیرا به راحتی می‌توان سرهای خارجی سیم‌پیچ را محکم و ایمن کرد. مجرای روغن لایه های سیم‌پیچ را جدا می‌کند این ساختار باعث خنک شدن از طریق گردش روغن در سیم‌پیچ می‌شود.
در سیم‌پیچ‌های استوانه‌ای چند لایه ، برای بهبود شرایط خنک کنندگی از هادی‌های دایره‌ای استفاده‌می‌کنیم که ، بر روی نوارهای عمودی پیچیده‌می‌شوند. این ساختار باعث ایجاد مجرای روغن برای خنک کنندگی بهترمی‌شود. ما از این نوع سیم‌پیچ برای رده ولتاژ بالا تا 33 کیلو ولت ، 800 کیلو ولت و جریان تا 80 آمپر استفاده‌می‌کنیم. حداکثر قطر مورد استفاده برای یک هادی لخت 4 میلی متراست.
———————————————–
سیم‌پیچ‌های مارپیچی یا حلزونی
ما از سیم‌پیچ‌های مارپیچ در ولتاژ کم ، ترانسفورماتور با ظرفیت بالا ، در جایی که جریان بالاتراست ، استفاده می‌کنیم ، تعداد دور سیم‌پیچ ها نیز کمترهستند. خروجی ترانسفورماتور از 160 تا 1000 کیلو ولت آمپر از 0.23-15 کیلو ولت متغیراست. برای اطمینان از استحکام مکانیکی کافی ، سطح مقطع نوار کمتر از 75-100 میلی متر مربع ساخته‌نمی‌شود. حداکثر تعداد نوارهایی که به طور موازی در ساخت یک هادی استفاده می‌شود 16است.
سه نوع وجود دارد:
- 1- سیم‌پیچ حلزونی تک
- 2- سیم‌پیچ حلزونی دوبل
- 3- سیم‌پیچ حلزونی- دیسکی
سیم‌پیچ‌های تک حلزونی
سیم‌پیچ‌های تک حلزونی شامل سیم‌پیچ در جهت محوری در امتداد یک خط مارپیچی و با یک شیب‌است. در هر سیم‌پیچ فقط یک لایه از دورهای سیم‌پیچ وجود دارد. مزیت سیم‌پیچ حلزونی دوبل این است که باعث کاهش تلفات جریان گردابی در رسانا می‌شود. این به خاطر کاهش تعداد هادی‌های موازی مستقر در جهت شعاعی‌است.
در سیم‌پیچ‌های حلزونی-دیسکی ، نوارهای موازی متصل به همدیگر در یک جهت شعاعی قرار می گیرند تا عمق شعاعی کل سیم‌پیچ را اشغال‌کنند.
ویدیوی این محصول
———————————————–
سیم‌پیچ حلزونی چند لایه
ما معمولاً برای ولتاژ بالا برای 110 کیلو ولت و بالاتر از آن استفاده‌می‌کنیم. این نوع سیم‌پیچ ها شامل چندین لایه استوانه‌ای به طور متمرکز هستند و به صورت سری متصل‌می‌شوند.
ما لایه های بیرونی را کوتاه تر از لایه‌های داخلی‌می‌کنیم تا ظرفیت خازنی یکنواخت توزیع شود. این سیم‌پیچ ها در درجه اول باعث بهبود رفتارهای پرتنش ولتاژی ترانسفورماتور می‌شوند.
سیم‌پیچ متقاطع
ما از این سیم‌پیچ‌ها برای سیم‌پیچ‌های ولتاژ بالای ترانسفورماتورهای کوچک استفاده‌می‌کنیم.رساناها سیم‌ها یا نوارهای پوشیده از کاغذ هستند. سیم‌پیچ ها به منظور کاهش ولتاژ بین لایه های مجاور به تعدادی کویل تقسیم‌می‌شوند. این کویل ها به صورت محوری با فاصله 0.5 تا 1 میلی متر از هم جدامی‌شوند. ولتاژ بین سیم‌پیچ‌های مجاور نباید بیش از 800 تا 1000 ولت باشد.
انتهای داخلی یک سیم‌پیچ همانطور که در شکل بالا نشان داده‌شده‌است به انتهای سمت خروجی یک سیم‌پیچ مجاور وصل شده‌است.
طول محوری واقعی هر سیم‌پیچ حدود 50 میلی متراست در حالی که فاصله بین دو سیم‌پیچ حدود 6 میلی متر برای جا گرفتن بلوک های عایق بندی‌شده‌است. عرض سیم‌پیچ 25 تا 50 میلی متر است. سیم‌پیچ متقاطع از مقاومت بالاتری نسبت به سیم‌پیچ استوانه‌ای در شرایط عادی برخورداراست. با این حال ، متقاطع دارای مقاومت ضربه ای نسبت به استوانه‌است. این نوع همچنین هزینه نیروی کار بیشتری نیز مصرف می‌کند.
سیم‌پیچ دیسکی و دیسکی پیوسته
در اصل برای ترانسفورماتور با ظرفیت بالا استفاده‌می‌شود.
سیم‌پیچ شامل تعدادی کویل مسطح یا دیسک به صورت سری یا موازی‌است.
سیم‌پیچ‌ها با نوارهای مستطیلی شکل پیچیده شده از مرکز به سمت خارج در جهت شعاعی شکل می گیرند مانند شکل زیر:
هادی‌ها می‌توانند یک نوار منفرد یا چندین نوار پیچیده شده بصورت موازی در طرف تخت باشند. این امر باعث ساختار مستحکم برای این نوع سیم‌پیچ‌هامی‌شود. دیسک‌ها با بخش های صفحه های پرس شده از یکدیگر جدامی‌شوند. فاصله دهنده های عمودی و افقی مجاری شعاعی و محوری برای گردش آزاد روغن را ایجادمی‌کنند که با هر دور سیم‌پیچ در تماس هستند. مساحت هادی از 4 تا 50 میلی متر مربع متغیراست و حدود جریان 12 تا 600 Aاست. حداقل عرض مجاری روغن برای 35 کیلو ولت 6 میلی متراست. مزیت دیسک و سیم‌پیچ‌های مداوم ، قدرت محوری مکانیکی بیشتر و ارزان بودن آنهااست.
———————————————–
سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور زره‌ای
سیم‌پیچ نوع ساندویچی
دو سیم‌پیچ کنارهم که در همان محور مغناطیسی هستند ، نسبت شار متقابل بیشتر و شار نشت کمتراست. با تقسیم بخش های ولتاژ کم و زیاد می‌توان نشت راکاهش داد.
بخش های ولتاژ پایین شامل نیمی از دورهای ولتاژ پایین ولتاژ به نام نیم کویل‌است.
به منظور تعادل نیروهای مغناطیس بخش‌های مجاور ، هر بخش عادی از ولتاژ بالا یا پایین دارای همان تعداد دورهای آمپراست. هرچه درجه تقسیم بالاتر باشد ،میزان راکتانس نیز کوچکتر‌است.
مزایای استفاده از سیم‌پیچ نوع زره ای در ترانسفورماتورها
- قابلیت مقاومت بالا در برابر اتصال کوتاه
- مقاومت مکانیکی بالا
- استحکام دی الکتریک بالا
- کنترل عالی از شار نشتی
- قابلیت خنک کنندگی کارآمد
- طراحی انعطاف پذیر
- اندازه جمع و جور
- طراحی بسیار قابل اعتماد
———————————————–
———————————————–
مقالات مرتبط:
رله بوخهلتس ترانس چیست؟ اصول کار و ساختار
ترانسفورماتور های کاهنده ولتاژ
ترانسفورماتور قدرت الکتریکی – تعریف و انواع ترانس
ترانسفورماتور توزیع – راندمان و کاربرد تمام روز ترانس توزیع
ترانسفورماتور حلقوی چیست- ساختار – کاربرد- مزایا و معایب
لینک زبان اصلی مقاله: