ترانسفورماتورهای-قدرت بالاسیم مسی مسطحوسیم پیچ فویلبیش از سیم گرد عمدتاً به دلیل یک محدودیت فیزیکی: در جریان بالا و فرکانس بالاتر، جریان به طور یکنواخت در مقطع{0}} هادی گرد جریان نمییابد و به جای آن به سمت سطح - جمع میشود، پدیدهای به نام اثر پوستی - که باعث میشود هسته سیم گرد ضخیم تا حد زیادی مس را هدر دهد.
سیم تخت وسیم پیچی لبه ایاین مشکل را با نزدیکتر کردن ضخامت شعاعی رسانا به عمق انتقال مؤثر جریان-در حالی که همچنان سطح مقطع بزرگ-در عرض ایجاد میکند، به ترانسفورماتورهای{2} با قدرت بالا، استفاده بهتر از مس، سیمپیچ محکمتر و اتلاف گرما بهتر نسبت به سیمهای گرد با درجهبندی جریان یکسان، حل کنید.
در زیر، به ریاضی جلوههای پوستی در پشت این، یک مثال ترانسفورماتور نوع خشک{0} واقعی، و معنای آن برای تجهیزات و فرآیند سیم پیچی میپردازیم.
I. چه محدودیت فیزیکی باعث می شود سیم گرد در جریان بالا ناکارآمد باشد؟
در فرکانس و چگالی جریان بالاتر، جریان به طور یکنواخت در سطح مقطع رسانا توزیع نمی شود-مقطع - در نزدیکی سطح متمرکز می شود، رفتاری که با عمق پوست توصیف می شود.
فرمول عمق پوست:
δ = √(ρ / (π × f × μ))
کجا:
δ= عمق پوست، عمق سطح رسانا که در آن چگالی جریان به حدود 37 درصد مقدار سطح آن (متر) میرسد.
ρمقاومت=هادی (مس: تقریباً 1.68 × 10-8 Ω·m)
fفرکانس=(هرتز)
μ= نفوذپذیری هادی (μ₀ × μr؛ برای مس، μr ≈ 1، بنابراین μ ≈ 4π × 10-7 H/m)
فرکانس قدرت مثال کار شده - (50 هرتز):
δ = √(1.68×10⁻⁸ / (π × 50 × 4π×10⁻⁷)) ≈ 9.2 میلی متر
نمونه کار شده - فرکانس بالاتر (20 کیلوهرتز، رایج در طرحهای نوع سوئیچ-حالت/خشک-):
δ = √(1.68×10⁻⁸ / (π × 20,000 × 4π×10⁻⁷)) ≈ 0.46 میلی متر
الف این اعداد برای انتخاب سیم چه معنایی دارند
در فرکانس 50 هرتز، یک سیم گرد تا قطر تقریباً 18 میلیمتر (2× عمق پوست) همچنان بیشتر از مقطع-ش به طور مؤثر استفاده میکند. اما در 20 کیلوهرتز، این عمق قابل استفاده به کمتر از نیم میلی متر کاهش می یابد - به این معنی که هر سیم گردی با ضخامت بیش از 1 میلی متر تقریباً هیچ جریانی را از مرکز خود عبور نمی دهد، مس را هدر می دهد و وزن و هزینه غیر ضروری را اضافه می کند.
ب چرا سیم تخت این مشکل را موثرتر از سیم گرد حل می کند
یک هادی مسطح را میتوان با ضخامت نزدیک به عمق پوست اندازهگیری کرد و در عین حال عرض آن را برای دستیابی به-مقطع مقطع مورد نیاز - افزایش داد و همان ظرفیت انتقال جریان-بهاندازه یک سیم گرد بسیار سنگینتر را ارائه کرد، بدون هسته هدر رفته و غیرفعال الکتریکی که سیم گرد در فرکانس بالا یا چگالی جریان بالا حمل میکند.
II. چگونه این کار در «تولید ترانسفورماتور نوع واقعی»-روی آن اجرا میشود؟
سیم پیچ ترانسفورماتور نوع خشکبرنامه های کاربردی یک مکان معمولی هستند که در آن این مبادله به یک تصمیم تولید واقعی تبدیل می شود، به ویژه هنگامی که رتبه بندی های فعلی به محدوده هایی می روند که در آن سیم گرد غیر عملی می شود.
الف مثال دنیای واقعی-: حل مشکل گرمای بیش از حد با سیم پیچی لبه ای
یک سازنده ترانسفورماتور خشک-واحد توزیع ولتاژ متوسط-با نامی برای جریان ثانویه بالا، در ابتدا سیم پیچ ولتاژ پایین- را با سیم گرد سنگین ساخت که بر اساس دستورالعمل های چگالی جریان استاندارد مطابق با جریان نامی باشد.
در آزمایش، سیمپیچ داغتر از پیشبینیشده بود و توزیع دما را در سرتاسر پیچها نشان داد - الگویی که به هسته سیم گرد برمیگردد که جریان ناچیزی نسبت به لایههای بیرونی آن دارد، به این معنی که سیم سنگینتر و حجیمتر از حد لازم بود در حالی که هنوز گرما را در نزدیکی سطح متمرکز میکرد.
تغییر بهسیم پیچ لبهساخت و ساز با سیم مسی مسطح با سطح مقطع معادل-الگوی نقطه داغ را برطرف کرد، اتلاف گرما را از طریق سطح مسطح بزرگتر سیم پیچ بهبود بخشید و حجم کلی سیم پیچ را کاهش داد.
آیا در طراحی ترانسفورماتور خود با مشکل تراکم حرارتی یا جریانی مشابه- مواجه هستید؟ برای گفتگو با تیم ما تماس بگیریدسیم تختو تجهیزات سیم پیچی لبه ای متناسب با مشخصات سیم پیچ شما.
ب چرا این موضوع با افزایش توان ترانسفورماتور اهمیت بیشتری دارد
با بالا رفتن جریان نامی، قطر سیم گرد مورد نیاز برای رعایت دستورالعملهای چگالی جریان به طور نامتناسبی نسبت به مقطع{0}}حامل{1}} جریان قابل استفاده آن افزایش مییابد، به این معنی که به جای ثابت ماندن در خط تولید ترانسفورماتور، ناکارآمدی مس در ترکیبات بالا توضیح داده شده است.
III. سیم تخت فراتر از اثر پوست چه مزایای دیگری را ارائه می دهد؟
| عامل | سیم گرد | سیم مسطح / سیم پیچ فویل |
|---|---|---|
| ضریب پرکننده مس | پایین تر (فاصله بین چرخش های گرد) | بالاتر (بسته بندی لبه-به-لبه) |
| سطح اتلاف گرما | نسبت به حجم کمتر است | بالاتر، خنک کننده را بهبود می بخشد |
| استحکام مکانیکی تحت نیروهای مدار کوتاه- | پایین تر | بالاتر، بهتر در برابر نیروهای الکترومغناطیسی مقاومت می کند |
| فشردگی سیم پیچ | بزرگتر برای رتبه بندی فعلی معادل | فشرده تر |
| روش ساخت | سیم پیچ استاندارد لایه/پرنده | سیم پیچ لبه ای، نیاز به ابزار تخصصی دارد |
الف چرا استحکام مکانیکی برای طراحیهای- با قدرت بالا اهمیت دارد
ترانسفورماتورهای{0}قدرت بالا نیروهای الکترومغناطیسی قابل توجهی را در طول رویدادهای اتصال کوتاه- تجربه میکنند، و سطح تماس وسیعتر و استحکام سیم مسطح عموماً این نیروها را بهتر از سیمهای گرد تحمل میکند، که در شرایط خطای مشابه بیشتر مستعد تغییر مکان و آسیب عایق است.
ب چرا فاکتور پر کردن مزیت فعلی-را ترکیب میکند
از آنجایی که سیمهای مسطح و سیمپیچ فویل مس بیشتری را در یک پنجره سیمپیچ بسته میکنند (عاملی که به طور کلی با جزئیات بیشتری در طراحی فاکتور پرکننده پوشش داده میشود)، مزایای فعلی و حرارتی اجتناب از اثر پوستی با نصب مس قابل استفاده بیشتر در یک اندازه هسته ثابت بیشتر تقویت میشود.
IV. سیم پیچ لبه ای از ماشین سیم پیچ چه نیازی دارد؟
تولید سیمپیچهای مسطح سیمپیچدار{0}}از نظر مکانیکی با سیمپیچ استاندارد سیم گرد متفاوت است و تجهیزات باید این را در نظر بگیرند.
الف خم کردن سیم صاف به "راه سخت"
سیم پیچی لبه ایسیم صاف را در اطراف لبه باریک خود به جای صفحه صاف آن خم می کند، که برای جلوگیری از کمانش، ترک خوردن لبه یا گام ناهموار سیم پیچ، نیاز به تنش و کنترل خم بسیار دقیق تری نسبت به سیم پیچ سیم گرد دارد.
ب چرا ابزار و کنترل کشش با ماشین های سیم گرد متفاوت است
تجهیزات سیم پیچ استاندارد سیم گرد معمولاً برای کار با سیم مسطح لبهای بدون تغییر مناسب نیستند - راهنماهای سیم، کشندهها و ابزارهای شکلدهی باید بهطور خاص برای مقطع مستطیلی{1} سیم مسطح اندازه و شکل داده شوند تا از خطرات تغییر شکلی که برای سیم گرد صدق نمیکند، جلوگیری شود.
V. چه استانداردهایی بر طراحی سیم پیچ ترانسفورماتور قدرت بالا- حاکم است؟
طراحی ترانسفورماتور قدرت، از جمله ساخت سیم پیچ و الزامات عملکرد حرارتی، تحت پوشش قرار می گیردIEC 60076سری استاندارد بین المللی برای ترانسفورماتورهای قدرت.
بررسی بخش IEC 60076 مربوطه برای کلاس قدرت و ولتاژ ترانسفورماتور به تأیید الزامات عملکرد حرارتی و مکانیکی طراحی سیم پیچ شما - از جمله انتخاب شکل سیم - قبل از نهایی کردن یک طرح، کمک میکند.
الف چرا این به طور خاص برای تصمیمات شکل سیم مهم است
الزامات مقاومت در برابر مدارهای کوتاه و حرارتی مبتنی بر استانداردهای-محرکهای- اغلب سیم مسطح را به انتخابی عملی در رتبهبندیهای توان بالاتر تبدیل میکند، نه فقط ترجیح - با افزایش درجه حرارت و محدودیتهای مقاومت مکانیکی به تدریج با افزایش درجهبندی جریان، با سیم گرد سختتر میشود.
VI. کدام دستگاه KIOXIA از سیم مسطح و سیم پیچی لبه ای پشتیبانی می کند؟
تولید سیمپیچهای مسطح بدون{0} یکنواخت و خالی به تجهیزات سیم پیچی که بهطور خاص برای رفتار مکانیکی سیم تخت ساخته شدهاند، بستگی دارد، نه تجهیزات سیم گردی که پس از آن اقتباس شدهاند.
گروه تجهیزات حلقه نور KIOXIAپلت فرم های سیم پیچی را طراحی می کند که برای کنترل کشش و دقت شکل دهی مورد نیاز سیم پیچ لبه ای و مسطح نیاز دارد و به سازندگان کمک می کند از خطرات کمانش و ناسازگاری ناشی از استفاده از تجهیزات گرد-سیم- برای تولید سیم مسطح جلوگیری کنند.
برای سازندگانی که تولید ترانسفورماتور یا القاگر با توان بالا- را افزایش میدهند، جایی که اثر پوستی و چگالی جریان، سیم صاف را به انتخاب مهندسی بهتری تبدیل میکند.سازنده دستگاه سیم پیچابزار مناسب برای ابعاد سیم خاص شما مطمئن ترین راه برای کیفیت سیم پیچ ثابت است.
مجموعه کامل را در transformercoilwindingmachine.com کاوش کنید تا راه حل سیم پیچی متناسب با سیم تخت و نیازهای{1}}ترانسفورماتور قدرت بالا پیدا کنید.
