Nucli del transformador: materials, estructura, rendiment, pèrdues i soroll
Elnucli del transformadorés una de les parts clau de qualsevol transformador. Pot semblar una pila d'acer bastant senzilla, però hi ha moltes coses a dins.
El nucli proporciona el camí magnètic entre els bobinatges primaris i secundaris. Quan el transformador s'activa, el flux magnètic viatja per aquest camí i permet que l'energia elèctrica es transfereixi d'un bobinat a un altre.
El que importa aquí no és només el tipus d'acer que s'utilitza. La geometria del nucli, el gruix de la laminació, el disseny de la junta, la qualitat del tall, la força de subjecció, l'aïllament, la connexió a terra i fins i tot la forma en què es manipula el nucli durant la fabricació poden afectar el transformador final.
Aquests detalls tenen una connexió directa ambtransformador sense-pèrdua de càrrega, sense-corrent de càrrega, corrent d'entrada, vibració, soroll del transformador, eficiència i vida útil.
PerTransformador YaweiPer tant, el disseny del nucli del transformador es tracta com una part important del disseny global del transformador en lloc d'una cosa que es pot considerar per separat.
Visió general del nucli del transformador
L'objectiu principal d'un nucli de transformador és proporcionar un camí de baixa-reluctància per al flux magnètic.
Quan s'aplica tensió de CA al bobinatge primari, s'estableix un camp magnètic altern al nucli. Aleshores, el flux magnètic enllaça el bobinatge secundari i hi indueix una tensió.
Això sona prou senzill. El repte és fer eficient aquest camí magnètic.
Un bon nucli del transformador ha de mantenir baixes les pèrdues magnètiques alhora que proporciona una resistència mecànica suficient i manté les dimensions requerides. Fer el nucli més gran no sempre és la resposta. Un nucli més gran pot reduir la densitat de flux magnètic, però també significa més acer, major pes, dimensions més grans i costos de fabricació més elevats.
Per tant, el disseny del nucli del transformador és realment un acte d'equilibrirendiment magnètic, eficiència, resistència mecànica, refrigeració, mida i cost.
Materials del nucli del transformador
El material del nucli té una gran influència en l'eficiència del transformador. Afectasense-pèrdua de càrrega, sense-corrent de càrrega, densitat de flux magnètic i soroll del transformador.
Les diferents aplicacions de transformadors requereixen diferents materials magnètics.
Fulles d'acer magnètics laminades en calent-
L'acer magnètic-laminat en calent es va utilitzar àmpliament en dissenys anteriors de transformadors. Es produeix mitjançant un procés de laminació a-alta temperatura i, en general, té pèrdues magnètiques més altes que l'acer elèctric utilitzat en els transformadors moderns d'alta-eficiència.
Per aquest motiu, l'acer magnètic-laminat en calent és ara menys comú als nuclis moderns dels transformadors de distribució i potència.
Encara es pot trobar en transformadors antics i determinades aplicacions on els requisits de rendiment són diferents. Però per als transformadors moderns de baixes-pèrdues, normalment es prefereixen altres materials.
Fulles d'acer magnètic orientades-grans laminats en fred-
Fulles d'acer magnètic orientades-gras laminats en fred-, conegut comunament com acer CRGO, s'utilitzen àmpliament en nuclis de transformadors moderns.
Els grans de l'acer s'orienten principalment al llarg de la direcció de laminació. Això dóna al material unes excel·lents característiques magnètiques en aquesta direcció. Quan el material es talla, s'apila i es munta correctament, pot proporcionar una baixa pèrdua de nucli i un corrent de magnetització relativament baix.
A continuació es mostren algunes de les seves característiques importants.
| Propietat | Per què importa |
|---|---|
| Baixa pèrdua específica del nucli | Ajuda a reduir la pèrdua de-càrrega del transformador |
| Alta permeabilitat magnètica | Ajuda a reduir el corrent de magnetització |
| Orientació del gra | Millora la conducció del flux magnètic |
| Gruix de làmina fina | Redueix la pèrdua-de corrents de Foucault |
| Aïllament superficial | Limita el corrent circulant entre laminacions |
Aquí hi ha un punt important:un bon acer CRGO no significa automàticament un nucli de transformador de baixa{0}}pèrdua.
El procés de fabricació és igual de important. El tall, el control de les rebaves, l'apilament, la construcció de la junta del nucli, l'estrès mecànic, la pressió de subjecció i la qualitat de l'aïllament poden afectar el nucli acabat.
En altres paraules, el material ofereix al fabricant un bon punt de partida, però el procés de fabricació determina quant d'aquest potencial s'aconsegueix realment.
Materials d'aliatge amorf
Aliatge amorfés un altre material bàsic utilitzat especialment en transformadors de distribució de baixes{0}}pèrdues.
A diferència de l'acer elèctric-orientat al gra convencional, l'aliatge amorf té una estructura no-cristal·lina. Normalment es subministra com una cinta metàl·lica molt fina i les seves propietats magnètiques poden provocar pèrdues sense càrrega molt baixes.
Això fa que l'aliatge amorf sigui atractiu per als transformadors que romanen energitzats contínuament.
Fins i tot quan un transformador porta molt poca càrrega, el seu nucli encara consumeix energia. Durant milers d'hores de funcionament, reduir aquesta pèrdua constant sense-càrrega pot marcar una diferència notable.
L'inconvenient? L'aliatge amorf és relativament delicat. Requereix una manipulació, tall, conformació i muntatge acuradas per evitar danys al material.
Estructura central del transformador
Els nuclis del transformador es divideixen habitualment en tres tipus principals:
Nucli del transformador de tipus-nucli, nucli del transformador de tipus carcassa-i nucli bobinat.
Cada estructura té els seus propis avantatges i requisits de fabricació. L'elecció depèn de la capacitat del transformador, el nivell de tensió, l'aplicació, els requisits mecànics i el disseny general.
Nucli-Tipus Nucli del transformador
Elnucli del transformador de tipus-nuclis'utilitza àmpliament en transformadors de potència i transformadors de distribució.
En un disseny típic de tres-fàsiques, el nucli té tres columnes principals connectades per jous superior i inferior. Els enrotllaments es col·loquen al voltant de les extremitats del nucli.
Això crea un circuit magnètic relativament directe i proporciona una disposició pràctica per a moltes aplicacions de transformadors.
Nucli-Diagrama de laminació del nucli del transformador
El nucli del transformador no està fet d'un bloc sòlid d'acer.
En canvi, està construït a partir de moltes làmines fines d'acer magnètic o laminacions. Les laminacions estan aïllades elèctricament les unes de les altres i s'apilen per crear el circuit magnètic necessari.
Les articulacions del nucli són especialment importants. Els nuclis de transformadors moderns s'utilitzen habitualmentjuntes a ingletes o juntes-escalonadesper millorar el flux del flux magnètic.
Una unió mal dissenyada o mal muntada pot crear una concentració de flux local i augmentar la pèrdua del nucli. Així, tot i que l'articulació pot semblar un petit detall, pot tenir un efecte sorprenentment gran en el rendiment.
Nucli-Components de subjecció del nucli del transformador
El nucli ha de mantenir-se mecànicament estable durant el transport, la instal·lació, el funcionament normal i les condicions de-curtcircuit.
Els components de subjecció del nucli poden incloure bigues de subjecció, plaques de pressió, tirants, estructures de suport i peces aïllants.
La quantitat de pressió de subjecció s'ha de controlar acuradament.
Massa poca pressió pot permetre que les laminacions es moguin o vibrin. Massa pressió pot introduir tensió mecànica a l'acer magnètic i augmentar potencialment la pèrdua del nucli.
No hi ha cap benefici en ajustar-ho tot tant com sigui possible. La pressió uniforme i controlada és el que importa.
Nucli-Plaques d'unió del nucli del transformador
Plaques d'unió del nuclireforçar l'estructura de subjecció i ajudar a mantenir la geometria dissenyada del nucli.
També ajuden a distribuir les forces mecàniques a través del conjunt del nucli.
Això és cada cop més important a mesura que augmenta la capacitat del transformador. Durant un curtcircuit, les forces electromagnètiques fortes poden actuar sobre els bobinatges i les estructures circumdants, de manera que la part activa necessita un suport mecànic adequat.
Core-Tipus Transformer Core Column Binding Straps
Les corretges d'unió es poden utilitzar al voltant de les columnes centrals per mantenir les laminacions juntes i limitar el moviment.
Milloren l'estabilitat mecànica, però s'han d'aplicar amb cura. Una pressió excessiva de les corretges d'unió pot introduir estrès a l'acer elèctric.
Atès que l'estrès mecànic pot canviar les característiques magnètiques del material, un mal control aquí pot conduir a méstransformador sense pèrdua-de càrrega.
Nucli-Tipus Aïllament del nucli del transformador
Les laminacions individuals necessiten un aïllament elèctric entre elles.
Normalment s'aplica un prim recobriment aïllant a la superfície de l'acer magnètic. La seva funció és evitar que corrents circulants importants passin d'una laminació a una altra.
Si l'aïllament es fa malbé durant el tall, el transport, l'apilament o el muntatge, es poden produir pèrdues addicionals de corrent de Foucault-.
És per això que les àrees com les vores tallades, les juntes del nucli, els punts de subjecció i les ubicacions de connexió a terra necessiten una atenció especial.
Nucli-Tipus Nucli de transformador Canals d'oli de refrigeració
En un transformador-immers en oli, la calor generada pel nucli i els bobinatges s'ha de transferir a l'oli aïllant i després eliminar-la a través del sistema de refrigeració.
Els canals d'oli s'incorporen al disseny de la-peça activa quan sigui necessari. Ajuden a que l'oli circuli per les zones-que produeixen calor i s'allunyin de la calor.
La refrigeració del nucli i la refrigeració del bobinatge estan estretament connectades. Per tant, un bon disseny del transformador considera el flux d'oli intern com un sistema tèrmic global en lloc de tractar cada component per separat.
Nucli-Tipus de connexió a terra del nucli del transformador
El nucli del transformador està normalment posat a terra en un punt designat.
L'objectiu és mantenir el nucli a un potencial elèctric definit i evitar la càrrega electrostàtica no desitjada.
En general, el nucli hauria de tenirun punt de connexió a terra intencionat.
Si hi ha diverses vies de connexió a terra no desitjades, poden formar llaços conductors tancats. Aquests bucles poden permetre que els corrents circulants flueixin a través de l'estructura central, produint escalfament addicional.
Aquest és un petit detall que es pot convertir en un problema greu si es passa per alt.
Shell-Tipus Nucli del transformador
En anucli del transformador de tipus shell-, el nucli magnètic envolta una part més gran dels enrotllaments.
El seu circuit magnètic és diferent del d'un transformador de nucli convencional-. La construcció tipus carcassa-pode proporcionar un suport mecànic fort per als bobinatges i s'utilitza en determinades aplicacions de transformadors de potència i transformadors especialitzats.
Diagrama de laminació del nucli del transformador de tipus Shell-
Les laminacions estan disposades de manera que el nucli formi una estructura magnètica al voltant del conjunt de bobinatge.
La forma exacta depèn de la tensió, la capacitat, la freqüència, la configuració del bobinat i els requisits mecànics del transformador.
Igual que amb un transformador de tipus nucli-, l'alineació precisa de la laminació i les juntes dissenyades amb cura són importants. L'apilament deficient, les dimensions incorrectes de la junta o l'excés d'esforç mecànic poden augmentar la reticència magnètica i la pèrdua del nucli.
Components de subjecció del nucli del transformador de tipus Shell-
Els transformadors de tipus Shell- necessiten components de subjecció dissenyats amb cura per mantenir el nucli i els bobinatges a les posicions previstes.
El sistema de subjecció ha de proporcionar la força mecànica suficient per suportar les forces electromagnètiques alhora que s'evita una tensió innecessària sobre el material magnètic.
Un cop més, l'objectiu és la subjecció controlada. Més pressió no significa automàticament un millor rendiment.
Canals d'oli del nucli del transformador de tipus Shell- i aïllament de laminació
Per als transformadors de tipus-closca-immersos en oli, els canals d'oli ajuden a fer circular l'oli de refrigeració al voltant dels components-generadors de calor.
Al mateix temps, l'aïllament entre les laminacions del nucli ha de romandre intacte.
Si l'aïllament de laminació està danyat, es poden desenvolupar corrents circulants entre les làmines adjacents, augmentant la pèrdua del nucli i causant potencialment escalfament addicional.
Nucli de la ferida
A nucli de la feridaes fa enrotllant contínuament una tira estreta de material magnètic en un circuit magnètic tancat.
A diferència d'un nucli apilat convencional, el material magnètic segueix un camí continu sinuós. Això pot reduir el nombre d'articulacions del nucli tradicional i proporcionar un circuit magnètic eficient.
Els nuclis enrotllats s'utilitzen habitualment en transformadors de distribució i dissenys de transformadors compactes.
Nucli-de ferida monofàsica
A nucli-enrotllat monofàsices produeix generalment enrotllant acer magnètic en una forma tancada, sovint rectangular o arrodonida.
A continuació, el bobinatge s'assembla al voltant del nucli.
Quan el nucli es fabrica amb precisió, la seva trajectòria magnètica relativament contínua pot ajudar a aconseguir baixes pèrdues sense -càrrega i dimensions compactes del transformador.
Nucli de la ferida-trifàsica
A nucli enrotllat-trifàsicestà dissenyat per proporcionar tres circuits magnètics per al funcionament del transformador trifàsic{0}.
Pot oferir una estructura compacta i un bon rendiment magnètic. Tanmateix, el procés de fabricació ha de ser bastant precís perquè les tres fases han de mantenir una geometria i característiques magnètiques coherents.
Paràmetres de rendiment del nucli del transformador
El rendiment d'un nucli de transformador s'avalua normalment utilitzant diversos paràmetres importants. Entre ells,sense-pèrdua de càrrega i sense-corrent de càrregasón especialment importants.
El material del nucli, la densitat de flux magnètic, el disseny de laminació, les juntes del nucli, l'estrès mecànic i la qualitat de fabricació hi tenen un paper important.
Sense-pèrdua de càrrega del nucli del transformador
Sense-pèrdua de càrrega del nucli del transformadores refereix principalment a la potència consumida pel nucli magnètic quan el transformador està energitzat però el costat secundari no subministra una càrrega.
Els dos components principals són la pèrdua per histèresi i la pèrdua-de corrents de Foucault.
A diferència de la pèrdua de càrrega, no es produeix cap-pèrdua de càrrega mentre el transformador estigui alimentat. Això fa que sigui especialment important per als transformadors que funcionen contínuament.
Per exemple, una petita diferència en la pèrdua sense-càrrega pot no semblar impressionant en un full d'especificacions. Però durant molts anys de funcionament continu, el consum d'energia acumulat pot ser important.
| Factor | Efecte sobre la pèrdua del nucli |
| Material del nucli | Determina les característiques bàsiques de pèrdua magnètica |
| Densitat de flux magnètic | Una densitat de flux més alta generalment augmenta la pèrdua del nucli |
| Gruix de laminació | Influeix en la pèrdua-de corrents de Foucault |
| Disseny d'unió del nucli | Pot afectar la concentració de flux local |
| Tensió mecànica | Pot degradar el rendiment magnètic |
| Aïllament de laminació | Ajuda a controlar els corrents circulants |
| Qualitat de fabricació | Determina fins a quin punt el nucli acabat coincideix amb el disseny |
Sense-Corrent de càrrega del nucli del transformador
Sense -càrrega actualés el corrent que consumeix un transformador quan el seu bobinat secundari està obert.
Una part d'aquest corrent és el corrent de magnetització necessari per establir el flux magnètic al nucli.
Un nucli fet d'acer magnètic d'alta-permeabilitat pot ajudar a reduir el corrent de magnetització. Tanmateix, la forma d'ona de corrent sense càrrega real es veu afectada per les característiques magnètiques no lineals del nucli.
La saturació magnètica, la densitat de flux, les propietats del material i el disseny del nucli poden influir en el resultat final.
Fabricació del nucli del transformador: influència en el rendiment sense-càrrega
Aquí és on les coses es posen interessants.
Dos nuclis de transformador poden utilitzar el mateix grau d'acer magnètic, però encara mostren un rendiment diferent-sense càrrega. Per què? Perquè la fabricació té una gran influència en el nucli acabat.
El tall, el punxonat, l'apilament, el muntatge d'unions, la manipulació, la subjecció i el tractament d'aïllament poden canviar les característiques magnètiques del producte final.
Influència de la deformació de la xapa d'acer magnètica i l'esforç mecànic en el rendiment sense-càrrega
L'acer elèctric és sensible a l'estrès mecànic.
La flexió, l'impacte, la compressió excessiva o la manipulació brusca poden afectar les seves propietats magnètiques. En alguns casos, el resultat és una major pèrdua de nucli i un major corrent de magnetització.
Per tant, les laminacions del nucli s'han de manipular amb cura, especialment al voltant de les cantonades i les juntes.
Rebaves i danys a l'aïllament de les làmines centrals i rendiment sense-càrrega
Les rebaves poden aparèixer al llarg de les vores de les làmines de nucli tallades o perforades.
Si les rebaves són excessives, les laminacions adjacents poden entrar en contacte elèctric. Això pot debilitar l'aïllament interlaminar i augmentar els corrents circulants.
El mateix problema pot ocórrer si el recobriment aïllant de l'acer està danyat.
Per aquest motiu, la precisió de tall i el control de les rebaves són parts importants de la fabricació del nucli del transformador.
Influència de la perforació del nucli en la pèrdua sense-càrrega
Les operacions de perforació i tall poden crear tensió mecànica al voltant de les vores processades.
Si el procés no està ben controlat, l'àrea tensada pot augmentar i les propietats magnètiques del material es poden deteriorar.
El tall de precisió ajuda a reduir aquest efecte i fa que el nucli acabat sigui més consistent.
Influència de la mida de l'articulació del nucli en la pèrdua de càrrega sense-
Les articulacions del nucli mereixen una atenció especial perquè són zones on el flux magnètic pot arribar a ser menys uniforme.
Si la junta està mal dissenyada, de mida incorrecta o muntada de manera incorrecta, es pot produir una concentració de flux local. Això pot augmentar tant les pèrdues locals com la pèrdua general de-càrrega.
Les dimensions de la junta, la superposició, l'alineació i l'estat de la superfície són importants.
Influència del disseny del nucli del transformador en la pèrdua de càrrega sense-
El disseny del nucli del transformador té un efecte directe sobre l'eficiència amb què el flux magnètic viatja a través del nucli.
L'objectiu és crear un circuit magnètic amb baixa reluctància mantenint la densitat de flux magnètic dins d'un rang adequat.
Un bon disseny no és necessàriament el que tingui menys quantitat d'acer. És el que proporciona l'equilibri adequat entre pèrdua, dimensions, pes, soroll, eficiència i cost.
Influència de la laminació del nucli en la pèrdua sense-càrrega
Les laminacions primes ajuden a reduir la pèrdua-de corrents de Foucault perquè limiten la mida dels camins de corrent circulant.
Tanmateix, l'acer més prim també és més sensible als problemes de manipulació i apilament. Pot ser més fàcil de danyar o deformar.
Per tant, l'elecció del gruix de laminació implica consideracions tant de rendiment elèctric com de fabricació.
Nombre de laminacions per laminació i rendiment sense-càrrega
El nombre i la disposició de les laminacions afecten la continuïtat del camí magnètic.
Si els fulls estan mal alineats, poden aparèixer petits buits i irregularitats. Aquests augmenten la reluctància magnètica i poden afectar el rendiment sense càrrega-.
L'apilament precís ajuda a mantenir l'àrea de-secció transversal prevista i les característiques magnètiques.
Sense-pèrdua de càrrega de les juntes entrellaçades i escalonades
Juntes entrellaçades i juntes-escalonadess'utilitzen habitualment per millorar la distribució del flux magnètic a les articulacions del nucli.
En comparació amb les juntes a tope simples, les juntes escalonades dissenyades correctament poden reduir la concentració de flux local i millorar el rendiment sense-càrrega.
Per descomptat, el resultat depèn més que de la geometria de l'articulació. El grau d'acer, la densitat de flux, la precisió de tall, la qualitat d'apilament i la tensió mecànica també són importants.
Influència de la-forma de la secció transversal del nucli en la pèrdua de-càrrega
La secció transversal-del nucli afecta la distribució del flux magnètic així com l'eficiència amb què s'utilitza l'acer disponible.
Molts nuclis de transformadors utilitzen una secció transversal-de diversos passos-que s'aproxima a una forma circular al voltant del bobinatge. Aquest enfocament pot proporcionar un bon rendiment magnètic sense complicar innecessàriament el procés de fabricació.
Una secció transversal del nucli-ben optimitzada-ajuda a reduir la concentració de flux local i admet l'eficiència desitjada.
Coeficient de pèrdua dels nuclis de xapa d'acer magnètic orientats al gra-
Elcoeficient de pèrdua de nuclis de xapa d'acer magnètic orientats-grasdescriu les característiques de pèrdua magnètica de l'acer elèctric seleccionat en condicions de prova especificades.
Tanmateix, el valor de pèrdua de material del fabricant no s'ha de tractar com la pèrdua real garantida d'un nucli de transformador acabat.
El nucli acabat es veu afectat per tot el procés de fabricació.
| Factor bàsic | Possible influència |
| Grau d'acer | Determina les característiques magnètiques bàsiques |
| Gruix de la làmina | Influeix en la pèrdua-de corrents de Foucault |
| Densitat de flux magnètic | Afecta fortament la pèrdua del nucli |
| Procés de tall | Pot introduir estrès mecànic |
| Alçada de la rebaba | Pot afectar l'aïllament de laminació |
| Disseny conjunt | Influeix en la distribució del flux |
| Precisió d'apilament | Afecta la continuïtat magnètica |
| Força de subjecció | Pot introduir estrès mecànic |
| Aïllament superficial | Ajuda a prevenir els corrents circulants |
És per això que la selecció del material i la qualitat de fabricació s'han de considerar conjuntament.
Rendiment del número de grup de connexió i del número de càrrega del nucli{0}}
Elnúmero de grup de connexió del transformador, com araDyn11, Yyn0 o Yd11, descriu les connexions dels bobinatges i el desplaçament de fase entre els costats d'alta-tensió i de baixa-tensió.
El grup de connexió no canvia directament les propietats magnètiques bàsiques del nucli.
Tanmateix, la configuració del bobinat i les condicions d'excitació influeixen en les condicions de funcionament magnètic del transformador. Per als transformadors-trifàsics, el disseny del nucli i la connexió del bobinat s'han de considerar conjuntament.
El grup de connexió també és important quan els transformadors funcionen en paral·lel. Les relacions de tensió, la impedància, la polaritat i el desplaçament de fase compatibles són necessàries per al funcionament correcte en paral·lel.
Corrent d'entrada del transformador
Corrent d'entrada del transformadorés una sobretensió de corrent temporal que es pot produir quan s'activa un transformador.
El nucli del transformador està directament implicat en aquest fenomen.
A l'energització, el flux magnètic depèn del punt de commutació de la forma d'ona de tensió de CA i del flux residual que queda al nucli.
Si les condicions són desfavorables, el flux resultant pot arribar a ser molt superior al seu valor de funcionament normal. Aleshores, el nucli pot entrar en saturació magnètica, provocant un corrent de magnetització molt gran.
Diversos factors afecten el corrent d'entrada del transformador:
| Factor | Influència |
| Punt de canvi | Determina la condició de flux inicial |
| Flux residual | Pot afegir-se al flux recentment establert |
| Material del nucli | Afecta les característiques de saturació |
| Disseny del transformador | Determina les condicions normals de funcionament magnètic |
| Impedància del sistema | Influeix en el corrent resultant |
| Configuració de bobinatge | Pot afectar el comportament transitori |
Per als transformadors grans, el corrent d'entrada s'ha de tenir en compte a l'hora de configurar els sistemes de protecció.
Per exemple, la protecció diferencial del transformador ha de distingir una entrada de magnetització temporal d'una falla interna genuïna. En cas contrari, un transformador d'una altra manera sa es podria disparar innecessàriament durant l'energia.
Soroll del transformador
Soroll del transformadorés una altra característica important que té una forta relació amb el nucli.
S'associa principalment al so familiar de brunzit d'un transformador energitzatmagnetostricciói forces electromagnètiques al nucli.
Tanmateix, el nucli no és l'única font de so possible. També hi poden contribuir els ventiladors de refrigeració, les bombes d'oli, la vibració del dipòsit, la vibració del bobinat i altres components mecànics.
Causes del soroll del transformador
La principal font de soroll central és la magnetostricció.
Quan el camp magnètic canvia, l'acer magnètic experimenta petits canvis dimensionals. Aquests canvis es produeixen repetidament amb el camp magnètic altern i creen vibració mecànica.
Aleshores, la vibració es pot transferir a l'estructura de subjecció del nucli, al dipòsit i a altres components.
Per tant, per als transformadors grans, la reducció del soroll requereix més que simplement triar un acer magnètic de baix-soroll. El disseny magnètic i mecànic s'ha de considerar com un tot.
Diversos factors que afecten el nivell de soroll del transformador
El soroll del transformador es veu afectat per diversos factors, com ara el tipus d'acer magnètic, la densitat de flux magnètic del nucli, la construcció d'unions, la força de tancament, el disseny del tanc, l'equip de refrigeració i les condicions de funcionament.
Relació entre el soroll del transformador i el tipus de xapa d'acer magnètic i la densitat del flux magnètic del nucli
Els diferents materials d'acer magnètic tenen diferents característiques de magnetostricció.
Fins i tot quan s'utilitza acer CRGO, el soroll del transformador pot variar segons el grau d'acer, la densitat de flux magnètic, l'orientació del gra, el disseny de la junta del nucli i la tensió mecànica.
A mesura que augmenta la densitat de flux magnètic, la magnetostricció i la vibració electromagnètica generalment es poden fer més notables.
Aquesta és una de les raons per les quals els dissenyadors de transformadors eviten simplement empènyer el nucli a una densitat de flux molt alta. Un disseny magnètic més agressiu pot estalviar part de material, però també pot augmentar la pèrdua del nucli i el soroll.
El disseny final ha de trobar un equilibri raonable.
Relació entre el soroll del transformador i la força de subjecció del nucli
Força de subjecció del nuclitambé té un efecte clar sobre el soroll del transformador.
Si el nucli no està tancat prou, les laminacions poden moure's o vibrar les unes contra les altres. Això pot augmentar el soroll mecànic.
Però una subjecció excessiva no és necessàriament millor. Massa pressió pot introduir estrès mecànic a l'acer magnètic, augmentant potencialment la pèrdua del nucli i canviant el comportament de la magnetostricció.
L'objectiu és una subjecció controlada i uniforme. Suficient per mantenir el nucli estable, però no tant perquè el material magnètic estigui estressat innecessàriament.
Per què importa la qualitat del nucli del transformador
És fàcil passar per alt el nucli perquè els bobinatges solen rebre més atenció quan la gent parla del disseny del transformador.
Però el nucli té una gran influència en el rendiment-del transformador a llarg termini.
Un nucli dissenyat i fabricat adequadament pot ajudar a reduir-lotransformador sense pèrdua-de càrrega, redueix el corrent de magnetització, millora la distribució del flux magnètic, redueix la vibració, controla el soroll del transformador i admet un funcionament fiable.
| Disseny bàsic o factor de fabricació | Benefici potencial |
| Acer magnètic{0}}d'alta qualitat | Menor pèrdua de nucli bàsic |
| Tall de laminació precís | Tensió mecànica reduïda |
| Disseny adequat de la junta | Millor distribució del flux magnètic |
| Bon aïllament de laminació | Corrents circulants més baixos |
| Força de tancament controlada | Millor estabilitat mecànica |
| Correcta connexió a terra del nucli | Risc reduït de corrents circulants |
| Densitat de flux magnètic optimitzada | Pèrdua i soroll equilibrats |
| Fabricació consistent | Rendiment del transformador més previsible |
L'important és que aquests factors funcionin conjuntament.
Una xapa d'acer CRGO d'-alta qualitat no pot compensar un mal tall. Una junta-ben dissenyada no pot compensar l'aïllament de laminació danyat. I un nucli mecànicament fort encara pot tenir un rendiment deficient si funciona amb una densitat de flux magnètic inadequada.
El nucli del transformador s'ha de tractar com un sistema complet.
Conclusió
Elnucli del transformadorés la base magnètica d'un transformador i la seva qualitat té un impacte directe en l'eficiència, la fiabilitat, el soroll i el cost d'operació.
El procés comença per triar el material adequat, tant si això significa acer elèctric orientat-gra laminat-en fred, aliatge amorf o un altre material magnètic adequat. A partir d'aquí, la geometria del nucli, el gruix de la laminació, la construcció de juntes, la precisió de tall, l'apilament, la subjecció, l'aïllament, la connexió a terra i el control de fabricació esdevenen importants.
Pertransformador sense pèrdua-de càrrega, els detalls de fabricació poden ser tan importants com el propi material. La tensió mecànica, les rebaves, l'aïllament danyat, les juntes deficients i l'apilament inexacte poden reduir el rendiment d'un nucli d'alta-qualitat.
El mateix s'aplica asoroll del transformador. La densitat de flux magnètic, la magnetostricció, el material del nucli, el disseny de l'articulació i la força de subjecció interaccionen entre si. El control del soroll és, per tant, una combinació de disseny magnètic i disseny mecànic.
A lesTransformador Yawei, el disseny del nucli del transformador es considera part del procés complet d'enginyeria del transformador. En combinar els materials bàsics, el disseny magnètic, els mètodes de fabricació, la construcció mecànica, els requisits de refrigeració i l'aplicació real, un transformador pot aconseguir pèrdues més baixes, un soroll controlat, un funcionament estable i una llarga vida útil.
P: Quan aviat podeu lliurar el transformador?
R: Depèn de la quantitat i capacitat del transformador, normalment en el termini d'un mes des de la data de dibuix confirmada pel comprador.
P: Quant de temps podeu oferir la garantia de qualitat?
R: 24 mesos des que el transformador de data va funcionar.
P: Quin mètode de pagament accepteu?
R: Es prefereix T/T (transferència bancària), s'accepten tots dos L/C.
