Muuntajan käämit ja muuntajan eristys

Muuntajan käämit ovat muuntajan piirikomponentteja ja sähkömagneettisen energian muuntamisen ydinosia. Ne on valmistettu eristetyistä johtimista (yleensä kuparia tai alumiinia), jotka on kierretty tietyn kuvion mukaan ja välittävät energiaa sähkömagneettisen induktion periaatteen kautta.

1. Päätoiminnot

• Magneettikentän luominen: Kun ensiökäämiin syötetään vaihtovirtaa, muodostuu vaihtomagneettikenttä.
• Indusoiva sähkömotorinen voima: Tämä vaihtuva magneettikenttä kulkee toisiokäämin läpi ja indusoi sähkömotorisen voiman (jännitteen) toisiokäämiin.
• Jännitteen muuttaminen: Säätämällä ensiö- ja toisiokäämien kierrossuhdetta, jännitettä voidaan nostaa tai laskea.

2. Käämien tyypit (luokiteltu jännitetason ja suhteellisen sijainnin mukaan)

• Korkea-jännitekäämi: Käämi, joka kestää korkeampaa jännitettä. Yleensä sillä on pienempi johdon poikkileikkaus-(koska virta on suhteellisen pieni), mutta vaatii korkean eristyksen.
• Matala-jännitekäämi: käämi, joka kestää pienempää jännitettä. Yleensä sillä on suurempi johtimen poikkileikkaus-(koska virta on suhteellisen suuri) ja sen eristysvaatimukset ovat suhteellisen pienet.

Rakenteellisesti ne jaetaan ytimen sijoittelunsa perusteella pääasiassa kahteen tyyppiin:

(1)Samankeskinen käämitys:

• Rakenne: Korkea--- ja pienjännitekäämit- on kääritty halkaisijaltaan eri sylinterimäisiin muotoihin ja sijoitettu samankeskisesti sydämen haaraan.
• Yleinen järjestely: Eristyksen helpottamiseksi matalajännitekäämi -sijoitetaan yleensä sisäpuolelle (lähemmäksi sydäntä) ja korkeajännitekäämi -ulkopuolelle. Tämä johtuu siitä, että pienjännitekäämin -ja sydämen (maadoitettu) välinen eristys on helpompi käsitellä.
• Sovellus: Useimmat tehomuuntajat (erityisesti suuremman kapasiteetin omaavat) käyttävät tätä rakennetta. Valmistusprosessi on suhteellisen yksinkertainen ja rakenne vankka.

(2) Lomitettu käämitys:

• Rakenne: Sekä korkea--- että matalajännite--käämitykset tehdään levyn muotoisiksi ja pinotaan vuorotellen ydinosan korkeutta pitkin.
• Edut: Pienempi vuotovirta käämien välillä, korkea mekaaninen lujuus ja vahva oikosulkuvastus.
• Sovellus: Käytetään pääasiassa erikoismuuntajiin, kuten sähköuunimuuntajiin ja hitsausmuuntajiin, joiden on kestettävä suuria sähkömagneettisia voimia.

3. Tärkeimmät käämityksiä koskevat vaatimukset
Sähköinen suorituskyky: Sen on kestettävä pitkäkestoinen{0}}käyttöjännite ja ohimenevä ylijännite (kuten salamanisku).
Mekaaninen suorituskyky: Rakenteen on oltava riittävän vahva kestämään oikosulkujen aikana syntyviä valtavia sähkömagneettisia voimia ilman muodonmuutoksia.
Lämpöteho: Lämmönpoiston tulee olla hyvä, jotta lämpötilan nousu ei ylitä rajaa pitkäaikaisessa-kuormituksessa.
Prosessin suorituskyky: Käämitysprosessin tulee olla yksinkertainen, taloudellinen ja luotettava.

Se on materiaalijärjestelmä, joka eristää käämin eri osat toisistaan ​​ja erottaa käämin maadoitetuista osista (kuten sydämestä ja öljysäiliöstä). Se on muuntajan piiritön osa, mutta se määrittää muuntajan turvallisuuden ja käyttöiän.
1. Päätoiminnot

• Potentiaalieristys: Erottelee luotettavasti eri potentiaalin omaavat johtavat osat (kuten korkea- ja matalajännitekäämit sekä käämitys sydämestä) oikosulkujen estämiseksi.
• Lämmönpoistokanava: Eristysmateriaalit (kuten muuntajaöljy) toimivat usein jäähdytysväliaineina, jotka siirtävät käämin ja sydämen tuottaman lämmön.
• Mekaaninen tuki: Eristysmateriaalit (kuten eristyslevy) auttavat myös kiinnittämään ja tukemaan käämityksiä.

2. Eristysluokitus (sijainnin ja toiminnan mukaan)
Muuntajan eristysjärjestelmä jaetaan yleensä kahteen pääluokkaan:

• Sisäinen eristys: Sijaitsee muuntajan öljysäiliön sisällä, ei suorassa kosketuksessa ulkoilman kanssa.
• Pääeristys: Viittaa käämien ja maadoitettujen osien (kuten sydämen ja öljysäiliön) ja eri jännitetasojen käämien väliseen eristykseen (kuten korkean -jännitteen ja matalan -jännitteen käämien välillä). Tämä on muuntajan eristysjärjestelmän ydin ja määrittää muuntajan jännitetason.
• Pituussuuntainen eristys: Viittaa eristykseen saman käämin sisällä, kuten eristys kierrosten välillä (käännös---käännöseristys), käämityskerrosten välinen (kerros---eristys) ja käämitysosien välinen eristys (osion---eristys).
• Ulkoinen eristys: Viittaa eristysosiin, jotka ovat alttiina ilmalle muuntajan ulkopuolella, pääasiassa eristystä holkkien yläosassa (öljysäiliön ulkopuolella). Sen eristyslujuus riippuu pääasiassa ilma-olosuhteista ja ryömintäetäisyydestä.

3. Tärkeimmät eristysmateriaalit
Muuntajien (erityisesti öljy{0}}upotettujen muuntajien) eristys on komposiittijärjestelmä. Yleisiä materiaaleja ovat:
(1) Nestemäiset eristysmateriaalit:

• Mineraalimuuntajaöljy: Yleisimmin käytetty. Toimintoja ovat: eristys (paljon korkeampi dielektrinen lujuus kuin ilma), lämmönpoisto (poistaa lämmön konvektion kautta), suojaus (eristää happea, viivyttää materiaalin ikääntymistä).
• Synteettinen tai luonnollinen esterieristysöljy: Kuten silikoniöljy tai kasviseristeöljy, jota käytetään yleisesti paikoissa, joissa on korkeat palonkestävyysvaatimukset.

(2) Kiinteät eristysmateriaalit:

• Eristyspaperi, eristyslevy: Käytetään kääntöeristykseen, kerroseristykseen, käämien välisiin erottimiin ja eristyssylintereihin. Öljy-paperikomposiittieristysjärjestelmä on klassisin ja luotettavin muuntajan eristystyyppi.
• Epoksihartsi: Käytetään laajasti kuiva{0}}tyyppisissä muuntajissa muodostaen kiinteän yleiseristeen valun kautta.
• NOMEX®-paperi: Suorituskykyinen{0}}aromaattinen polyamidipaperi, jolla on korkea lämmönkestävyys ja jota käytetään yleisesti kuiva{1}}tyyppisissä tai erikoismuuntajissa.

Muuntajan käämit ovat "piirikanavia" sähkömagneettisen energian muuntamiseksi, kun taas muuntajan eristys on "suojajärjestelmä", joka erottaa turvallisesti eri potentiaaliset komponentit. eristys toimii käämien "panssarina", joka tarjoaa turvaa niiden normaalille toiminnalle ja estää oikosulkuonnettomuudet-. Nämä kaksi täydentävät toisiaan ja yhdessä määrittävät muuntajan suorituskyvyn, jännitetason ja toimintavarmuuden.