طراحی و ساخت هسته ترانس

ورق سیلیس در حال حاضر به طور کلی برای ساخت هسته ترانس استفاده می شود. اگر چه هسته ترانس از دست دادن آهن سیلیس کم است اما هنوز؛ آن دارای برخی از معایب، مانند، آن است که حساس به افزایش از دست دادن با توجه به جریان شار در جهت به غیر از جهت گیری دانه و همچنین حساس به عملکرد ضعیف با توجه به اثر خم شدن و خالی کردن ورق سیلیس برش و هر دو سطح ورق با عایق پوشش اکسید ارائه شده است.

طراحی مطلوب بخش متقاطع هسته ترانس

حداکثر چگالی جریان رل سیلیکون استیل حدود ۱.۹ تسلا است. به این معنی است که هسته ترانس در چگالی شار ۱.۹ تسلا اشباع می شود. یک معیار مهم برای طراحی هسته ترانس این است که در حالت کارکرد عادی ترانسفورماتور نباید اشباع شود. ولتاژ ترانسفورماتور بستگی به شار مغناطیسی کل آن دارد. جریان شار مغناطیسی از طریق هسته ترانس چیزی جز محصول تراکم شار و سطح مقطعی هسته نیست. بنابراین، چگالی شار هسته ترانس را می توان با تنظیم مقطع عرضی هسته در طول طراحی آن کنترل کرد شکل ایده آل مقطع هسته ترانس دایره ای است. برای ساخت مقط دایره ای کامل، هر ورق سیلیس پیوندی باید در ابعاد مختلف برش داده شود. این برای تولید عملی هسته ترانس بی اهمیت است. در حقیقت، تولید کنندگان هسته ترانس از گروه های مختلف یا بسته های تعداد پیش تعیین شده ورق سیلیس مشابه استفاده می کنند. گروه یا بسته یک بلوک از ورق های چند لایه با ارتفاع مطلوب پیش تعیین شده (ضخامت) است. هسته ترانس مجموعه ای از این بلوک ها به گونه ای به صورت پیوسته است که در اندازه آن ها از خط مرکزی اصلی است، که به شکل دایره ای بهینه از مقطع می دهد.

هسته ترانس ایده آل

یک هسته ترانس ایده آل ۱۰۰٪ کارآمد است زیرا تمام انرژی دریافتی هسته ترانس را ارائه می دهد. از سوی دیگر، هسته ترانس واقعی ۱۰۰٪ کارآمد نیست و در بار کامل، کارایی ترانسفورماتور بین ۹۴٪ تا ۹۶٪ است که آرام است. برای یک ترانسفورماتور که با ولتاژ و فرکانس ثابت با ظرفیت بسیار بالایی عمل می کند، بهره وری هسته ترانس ممکن است تا ۹۸ درصد باشد.

طراحی هسته ترانس

نرم افزار مهندسی (INTEGRATED) (IES) از ویژگی های عالی ایده آل برای تولید هسته ترانس و بهینه سازی طراحی برخوردار است. تجزیه و تحلیل ترانسفورماتور یکی از برنامه های به طور گسترده ای برای نرم افزار شبیه سازی الکترومغناطیسی ما است، و مشتریان ما به نتایج دقیق و قابل اعتماد بستگی دارد. IES در طول دهه ها به قدرت و توزیع و صنایع تولید هسته ترانس کمک کرده است و چالش های طراحی پیچیده را در تلاش برای ایجاد سیستم های قدرت و اجزای سازنده آن ها، کارایی هسته ترانس، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست سازد. برنامه های ما در مورد بنیادی ترین جنبه های عمل کرد هسته ترانس متوسط و با ولتاژ بالا، با ارائه پاسخ به متغیرهای طراحی ترانسفورماتور مانند:

محاسبات الکتریکی: قدرت الکتریکی هسته ترانس، پارامترهای خط انتقال، خازن، تجزیه و تحلیل حلقه کورونا، تجزیه و تحلیل تخلیه جزئی (PDI)، ضرر امپدانس، قدرت دی الکتریک ساختارهای عایق بین سیم پیچ ها، منجر، دم حفره ها و برج های مخزن.

برای تولید هسته ترانس به چه چیز هایی نیاز داریم؟

همان طور که در مقالات پیشین اشاره شد، کانال های خنک سازی در هسته ترانس ضروری هستند چرا که دمای نقطه حرارت ممکن است خطرناک باشد و تعداد آن ها بستگی به قطر هسته ترانس و مواد مورد استفاده برای هسته ترانس دارد. علاوه بر این، ورق های محکم ساخته شده از ورق سیلیس در هر دو طرف هسته ترانس برای چسباندن لمینیت مورد نیاز است. بلوک های ورق سیلیس، مجرای روغن، و صفحات گیره؛ همه باید در محدوده دایره هسته ترانس بهینه قرار بگیرند. مساحت بخش خالص از ابعاد بسته های مختلف محاسبه شده در هسته ترانس و برای فضای گم شده بین لایه سازی (که به عنوان عامل انباشته شناخته می شود) محاسبه می شود که ورق سیلیس با ضخامت ۰.۰۲۸ میلی متر با پوشش عایق حدود ۰.۹۶ است. مساحت نیز برای هسته ترانس در کانال های نفتی کسر می شود. نسبت مقطع عرضی خالص هسته ترانس به ناحیه مقطع عرضی درون دایره محیطی خیالی، به عنوان عامل تخریب هسته ترانس شناخته می شود. افزایش تعداد مراحل بهبود فاکتور استفاده، اما در همان زمان، هزینه تولید را افزایش می دهد. تعداد مطلوب مراحل بین ۶ (برای قطر کوچکتر) تا ۱۵ (قطر بزرگتر) است.

ساخت هسته ترانس

 ساختن هسته ترانس از آلیاژهای فولادی مخصوص کاهش می یابد. شدت از دست دادن قدرت هسته ترانس در یک ترانسفورماتور، کارایی هسته ترانس را تعیین می کند. کارایی یک هسته ترانس در از بین رفتن توان (وات) بین مدارهای اولیه (ورودی) و ثانویه (خروجی) منعکس شده است. سپس بازدهی حاصل از یک ترانسفورماتور برابر با نسبت توان خروجی سیم پیچ ثانویه، به ولتاژ اولیه سیم پیچ اولیه است.

به طور کلی، نام مربوط به ساخت یک هسته ترانس بستگی دارد به اینکه چگونه سیم پیچ های اولیه و ثانویه در اطراف هسته فولادی لمینیت مرکزی زخم می شود. دو شایع ترین و اساسی ترین ساختار ترانس عبارتند از ترانسفورماتور بسته به هسته و ترانسفورماتور شل هسته. در شکل “هسته بسته” ترانسفورماتور، سیم های اولیه و ثانویه در خارج زخمی می شوند و حلقه هسته را محاصره می کنند. در شکل “shell type” (شکل پوسته) ترانسفورماتور ، سیم پیچ های اولیه و ثانویه داخل مدار مغناطیسی فولادی (هسته) عبور می کند که یک پوسته را در اطراف سیم پیچ ها تشکیل می دهد، همانطور که در زیر نشان داده شده است.

در هر دو نوع طراحی هسته ترانس، جریان مغناطیسی اتصال سیم های اولیه و ثانویه به طور کامل در هسته حرکت می کند بدون اینکه از طریق جریان شار مغناطیسی از بین برود. در ساخت هسته ترانسفورماتور، نیمی از هر سیم پیچ اطراف هر پایه مدار مغناطیسی ترانس پیچیده شده است که در بالا نشان داده شده است. کویل ها با سیم پیچ اولیه در یک پا و ثانویه از طرف دیگر تنظیم نشده اند، اما به جای اینکه نیمی از سیم پیچ اولیه و نیمی از سیم پیچ ثانویه بر روی هر پایه تمرکز دارد، به منظور افزایش اتصال مغناطیسی به طور عمدی تمام می شود از خطوط مغناطیسی نیروی در همان زمان از سیم پیچ اولیه و ثانویه عبور می کند. با این وجود، با ساخت این ترانسفورماتور، درصد کمی از خطوط مغناطیسی نیروی جریان خارج از هسته ترانس، و این “جریان نشت” نامیده می شود.

هسته ترانس نوع شل بر این جریان نشت غلبه می کنند؛ زیرا هر دو سیم پیچ اولیه و ثانویه بر پایه یا اندام مرکز مشابه زخمی شده اند که دو برابر سطح مقطع عرضی دو اندام بیرونی است. مزیت اینجا این است که شار مغناطیسی دارای دو مسیر مغناطیسی بسته است تا جریان را به سمت خارجی به کوئل در دو طرف سمت چپ و راست قبل از بازگشت به کویل های مرکزی جریان دهد. این بدان معنی است که جریان مغناطیسی در اطراف اندام های بیرونی ساخت این ترانس برابر است با Φ / ۲٫ به عنوان شار مغناطیسی در اطراف کویل بسته شده است، این مزیت را دارد که کاهش ضربان قلب و افزایش بهره وری کلی را داشته باشد.

معیار های ارزیابی در تولید هسته ترانس

در طول تولید هسته ترانس در کارخانه، برخی عوامل مورد توجه قرار می گیرند

• قابلیت اطمینان بیشتر
• کاهش اتلاف آهن در جریان ترانسفورماتور و مغناطیس
• کاهش هزینه مواد و هزینه کار
• کاهش سطوح سر و صدا

چک کردن کیفیت در هر مرحله از تولید هسته ترانس برای اطمینان از کیفیت و قابلیت اطمینان ضروری است. ورق سیلیس باید برای اطمینان از ضرر خاص هسته ترانس یا مقدار از دست دادن آهن سیلیس مورد آزمایش قرار گیرد. لمینیت هسته ترانس باید به درستی بررسی و بازبینی شود، لمینیت زنگ زده و خم شود باید رد شود. برای کاهش صداهای ترانسفورماتور، لمینیت باید با هم محکم شود و از سوراخ های پانچ هسته ترانس باید تا آنجا که ممکن است اجتناب شود، به حداقل رساندن تلفات آهن سیلیس نیز ضروری است. شکاف هوا در مفصل اندام ها و یوها در هسته ترانس باید تا حد ممکن کاهش یابد تا مسیرهای هدایت حداکثر صاف برای جریان جوش داده شود.

 

برای کسب اطلاعات محصولات گروه بازرگانی نوید  با شماره های مندرج در وب سایت تماس بگیرید.