ترانسفورماتورهای خشک چگونه ولتاژ و جریان بالایی را بدون گرمای بیش از حد کنترل می کنند؟

ترانسفورماتورهای خشک ولتاژ و جریان بالا را بدون گرم شدن بیش از حد از طریق چندین ویژگی و اصول اصلی طراحی که از عملکرد کارآمد و مدیریت گرمای مؤثر اطمینان می یابد ، کنترل کنید. این موارد شامل ساخت ، عایق ، روشهای خنک کننده و انتخاب مواد ترانسفورماتور است.
هسته مغناطیسی: هسته یک ترانسفورماتور خشک به طور معمول از فولاد سیلیکون با کیفیت بالا یا سایر مواد مغناطیسی ساخته شده است که برای حمل شار مغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ اولیه طراحی شده اند. این ماده اصلی به اطمینان از انتقال انرژی کارآمد بین سیم پیچ ها و به حداقل رساندن تلفات کمک می کند ، که به جلوگیری از تولید بیش از حد گرمای کمک می کند.
ضررهای کم: مواد اصلی با کارایی بالا برای به حداقل رساندن تلفات هسته (هیسترزیس و تلفات جریان ادی) طراحی شده اند که نقش مهمی در گرما در ترانسفورماتورها دارند. تلفات پایین تر در هسته میانگین انرژی کمتری به عنوان گرما هدر می رود.
هادی ها: سیم پیچ در ترانسفورماتورهای خشک از مواد با هدایت بالا ، به طور معمول مس یا آلومینیوم ساخته می شوند. این مواد اجازه می دهند جریان جریان کارآمد ، مقاومت الکتریکی را کاهش داده و در نتیجه گرمای ناشی از تلفات مقاومت (تلفات I²R) را به حداقل برساند.
عایق: ترانسفورماتورهای خشک از مواد عایق مخصوص طراحی شده (مانند رزین ، اپوکسی یا VPI - اشباع فشار خلاء) استفاده می کنند تا از شورت های الکتریکی بین چرخش سیم پیچ جلوگیری کنند. عایق مناسب همچنین با بهبود مقاومت حرارتی سیم پیچ ها به مدیریت دمای داخلی کمک می کند.
خنک کننده هوای طبیعی (AN): بسیاری از ترانسفورماتورهای خشک به خنک کننده همرفت طبیعی متکی هستند (به عنوان یک هوا طبیعی گفته می شود) ، جایی که هوای محیط اطراف ترانسفورماتور گرما را از بین می برد. طراحی ترانسفورماتور بهینه شده است تا هوا بتواند در اطراف سیم پیچ ها و هسته ها گردش کند و این به خنک کننده ترانسفورماتور در هنگام کار کمک می کند.
ترانسفورماتورها اغلب با دهانه های تهویه یا مجاری خنک کننده برای بهبود جریان هوا و تقویت اتلاف گرما طراحی شده اند.
خنک کننده هوای اجباری (AF): در بعضی موارد ، به ویژه برای ترانسفورماتورهای با ظرفیت بالا یا پر قدرت ، از خنک کننده هوای اجباری استفاده می شود. این شامل استفاده از فن ها یا دمنده ها برای حرکت سریعتر هوا بر روی هسته ترانسفورماتور و سیم پیچ ها است که باعث افزایش سرعت انتقال حرارت می شود و ترانسفورماتور را از گرمای بیش از حد باز می دارد.
سیستم های خنک کننده اجباری به طور معمول هنگامی استفاده می شوند که یک ترانسفورماتور در سطح بار بالاتر کار کند و گرمای بیشتری ایجاد کند.
عایق کلاس حرارتی: ترانسفورماتورهای خشک از مواد عایق کلاس حرارتی استفاده می کنند که برای مقاومت در برابر درجه حرارت بالاتر هستند. به عنوان مثال ، رزین اپوکسی که در بسیاری از ترانسفورماتورهای خشک مورد استفاده قرار می گیرد ، بسته به کلاس عایق می تواند دمای تا 220 درجه سانتیگراد را تحمل کند. این رتبه بندی های درجه حرارت بالا به اطمینان حاصل می شود که ترانسفورماتور حتی در صورت قرار دادن جریان ها و ولتاژهای بالا بیش از حد گرم نشود.
محافظت از اضافه بار حرارتی: برخی از ترانسفورماتورهای خشک مجهز به سنسورهای دما یا دستگاه های حفاظت حرارتی هستند که دمای سیم پیچ ها را کنترل می کنند. اگر درجه حرارت فراتر از آستانه ایمن باشد ، این دستگاه ها می توانند هشدار یا خاموش شدن اتوماتیک را ایجاد کنند تا از آسیب دیدگی بیش از حد جلوگیری شود.
تنظیم بار: ترانسفورماتورهای خشک به گونه ای طراحی شده اند که در طیف خاصی از شرایط بار کارآمد باشند. هنگامی که یک ترانسفورماتور بارگیری می شود ، ممکن است گرمای کافی برای ایجاد نگرانی ایجاد نکند ، در حالی که اضافه بار می تواند منجر به گرمای بیش از حد شود. ترانسفورماتورهای خشک به طور معمول برای شرایط بار خاص رتبه بندی می شوند و عمل کردن آنها در این حد تضمین می کند که آنها بیش از حد گرم نشوند.
محدودیت فعلی: طراحی ترانسفورماتورهای خشک تضمین می کند که جریان جریان از طریق سیم پیچ در محدوده قابل کنترل باقی می ماند و از گرمایش بیش از حد جلوگیری می کند. این اغلب با طراحی ترانسفورماتور برای ولتاژ خاص و نیازهای فعلی برنامه حاصل می شود ، و اطمینان حاصل می شود که بار الکتریکی متعادل است .