Transformatör sargılarının eksenel ve radyal kuvvetleri, mekanik stabiliteyi sağlamak için gereklidir.Kısa - devre koşullarıVetermal genişlemeçalışma sırasında. Bu güçlü yönlerin tasarımı ve analizinde kullanılan temel kriterler aşağıdadır:
1. Radyal güç kriterleri
Radyal Kuvvetler Yasasıdışa veya içe doğruSargı çevresi boyunca, kısa - devreleri sırasında sargıyı genişletmeye veya sıkıştırmaya çalışmak. Radyal güç yetersizse,burkulmasargılar. Tasarım kriterleri şunları içerir:
Kısa Dayanma - Devre Radyal Kuvvetler
Kuvvetler, pik kısa - devre akımına göre hesaplanır.
Radyal kuvvet FRF_RFR Manyetik alan gücüne ve akıma bağlıdır:
Fr∝i2 × μ0 × nf_r \\ propto i^2 \\ times \\ mu_0 \\ times nfr ∝i2 × μ0 × n
III güncel olduğunda, μ0 \\ mu_0μ0 boş alanın geçirgenliğidir ve NNN dönüş sayısıdır.
Burkulma ve çember stres analizi
Sargılar kısa - devre koşulları altında basınç stresine (çember stresi) direnmelidir.
Malzeme akma mukavemeti, Young modülü ve Poisson'un iletken oranı (örn. Bakır veya alüminyum) dikkate alınır.
Ara Tasarım ve Destek Yüzükleri
Kuvvetleri sargılara eşit olarak dağıtarak deformasyonu önlemek için uygun yalıtım aralayıcıları kullanılır.
Termal Genişleme Tazminatı
Malzemeler, ısı birikmesi nedeniyle radyal yer değiştirmeyi önlemek için uyumlu termal genleşme oranlarına sahip olmalıdır.
2. Eksenel Güç Kriterleri
Eksenel Kuvvetler Yasasıuzunluk boyuncasargının sıkışmasına veya gerilmesine neden olur. Yetersiz eksenel güç,teleskop deformasyonuveya sarma katmanlarının hareketi. Aşağıdaki faktörler dikkate alınmaktadır:
Kısa - devre eksenel kuvvetleri
Kuvvetler, sarma tabakaları arasında hem çekici hem de itici kuvvetler üreten arıza akımları için hesaplanır.
FAF_AFA kuvveti, arıza akımı ve manyetik akı yoğunluğunun ürünü ile orantılıdır:
Fa∝i × bf_a \\ propto i \\ times bfa ∝i × b
Pre - Sargıların Sıkıştırılması
Sargılar, çalışma sırasında hareketi en aza indirmek için montaj sırasında sıkıştırılmış ön - 'dır. Bu aynı zamanda tabaka ayırma riskini de azaltır.
Sıkıştırma basıncı
Kısa - devreleri sırasında eksenel yer değiştirmeyi önlemek için yeterli sıkma basıncı korunur. Kalibre edilmiş cıvatalar veya pres plakaları ile sıkıştırma sistemleri güç dağılımı sağlar.
Yalıtım ve destek yapılarının mekanik mukavemeti
Katmanlar arasında kullanılan yalıtım malzemeleri (örneğin, basın tahtası veya nomex), deformasyon olmadan eksenel kuvvetlere dayanmak için yüksek basınç mukavemetine sahip olmalıdır.
3. Güç tasarımı için malzeme özellikleri
Bakır ve alüminyum: Yüksek manyetik kuvvetler altında yüksek gerilme mukavemetine ve düşük deformasyona sahip olmalıdır.
Basınç yalıtımı: Yüksek basınç mukavemeti ile mekanik destek ve yalıtım sağlar.
Boyunduruk ve çekirdek kelepçeler: Mekanik stres taşıyacak şekilde tasarlanmış sargıların eksenel hareketini önlemek için kullanılır.
4. Endüstri standartları ve güvenlik marjları
IEC 60076-5: Güç transformatörleri için kısa - devre performans gereksinimlerini belirtir.
IEEE C57.12.00: Dağıtım transformatörlerinin kısa - devre mukavemeti için yönergeler sağlar.
Emniyet faktörü: Belirsizlikleri hesaba katmak için hesaplanan stresler üzerinde bir marj (tipik olarak 1.1 ila 1.5) uygulanır.
Bu kriterler, sargıların her ikisine de dayanabilmesini sağlarmekanik ve termal gerilmelerTransformatörün çalışma ömrü boyunca, özellikle hata koşulları altında.
4o
