Naklonjeni so-zmogljivi transformatorjiploščata bakrena žicainnavijanje folijepreko okrogle žice predvsem zaradi ene fizikalne omejitve: pri visokem toku in višji frekvenci tok preneha enakomerno teči skozi prerez-okroglega prevodnika in se namesto tega steka proti površini - pojav, imenovan kožni učinek -, zaradi katerega jedro debele okrogle žice v veliki meri porabi baker.
Ploščata žica inrobno navijanjeto rešite tako, da ohranite radialno debelino prevodnika bližje efektivni tokovni-globini prenosa, medtem ko še vedno zagotavljate veliko prečno-površino preseka skozi širino, kar daje visoko{2}}močnostnim transformatorjem boljšo izrabo bakra, tesnejše navijanje in izboljšano odvajanje toplote, kot jih lahko nudi okrogla žica pri enaki nazivni tokovni vrednosti.
Spodaj se sprehodimo skozi matematiko kožnega učinka, ki stoji za tem, pravim primerom suhega-tipa transformatorja, in kaj to pomeni za opremo in postopek za navijanje.
I. Kakšna fizikalna meja naredi okroglo žico neučinkovito pri visokem toku?
Pri višji frekvenci in gostoti toka se tok ne porazdeli enakomerno po prečnem-prerezu prevodnika - koncentrira se blizu površine, kar je opisano z globino kože.
Formula globine kože:
δ = √(ρ / (π × f × μ))
kje:
δ= globina kože, globina od površine prevodnika, kjer gostota toka pade na približno 37 % njegove površinske vrednosti (m)
ρ= upornost prevodnika (baker: približno 1,68 × 10⁻⁸ Ω·m)
f= frekvenca (Hz)
μ= prepustnost prevodnika (μ₀ × μr; za baker je μr ≈ 1, torej μ ≈ 4π × 10⁻⁷ H/m)
Delujoč primer - frekvenca napajanja (50Hz):
δ = √(1.68×10⁻⁸ / (π × 50 × 4π×10⁻⁷)) ≈ 9,2 mm
Delujoč primer - višje frekvence (20 kHz, običajno v stikalnih-načinih/suhih-izvedbah):
δ = √(1.68×10⁻⁸ / (π × 20,000 × 4π×10⁻⁷)) ≈ 0,46 mm
a. kaj te številke pomenijo za izbiro žice
Pri 50 Hz okrogla žica s premerom do približno 18 mm (2× globina kože) še vedno učinkovito uporablja večino svojega preseka; toda pri 20 kHz se ta uporabna globina skrči na manj kot pol milimetra -, kar pomeni, da vsaka okrogla žica, debelejša od približno 1 mm, ne prenaša skoraj nobenega toka skozi svoje središče, kar zapravlja baker in dodaja nepotrebno težo in stroške.
b. zakaj ploščata žica to reši učinkoviteje kot okrogla žica
Ploščati vodnik je lahko dimenzioniran tako, da je njegova debelina blizu globine kože, hkrati pa se razširi njegova širina, da se doseže potrebna-površina preseka -, ki daje enako tokovno-prenosnost kot veliko težja okrogla žica, brez izgubljenega, električno neaktivnega jedra, ki ga okrogla žica prenaša pri visoki frekvenci ali visoki gostoti toka.
II. Kako se to izkaže pri resnični proizvodnji suhih-transformatorjev?
Navitje suhega transformatorjaaplikacije so običajno mesto, kjer ta kompromis postane resnična proizvodna odločitev, zlasti ker se vrednosti toka dvignejo v območja, kjer okrogla žica postane nepraktična.
a. -primer iz resničnega sveta: reševanje težave s pregrevanjem z navijanjem po robu
Proizvajalec suhega-transformatorja, ki je izdeloval srednje{1}}napetostno distribucijsko enoto, ocenjeno za visok sekundarni tok, je sprva zgradil nizko{2}}napetostno navitje s težko okroglo žico, dimenzionirano za nazivni tok na podlagi standardnih smernic za gostoto toka.
Pri preskušanju je bilo navitje bolj vroče, kot je bilo predvideno, in pokazalo je neenakomerno porazdelitev temperature po zavojih - vzorec, ki je sledil vse do jedra okrogle žice, ki je prenašal zanemarljiv tok glede na svoje zunanje plasti, kar pomeni, da je bila žica težja in večja, kot je potrebno, medtem ko je še vedno koncentrirala toploto blizu površine.
Preklop narobno navita tuljavakonstrukcija s ploščato bakreno žico enakovrednega preseka-je odpravila vzorec vročih-točk, izboljšala odvajanje toplote skozi večjo ravno površino tuljave in zmanjšala celotno prostornino navitja.
Ali naletite na podobno težavo s toploto ali tokovno-gostoto pri svojem načrtu transformatorja? Obrnite se na našo ekipo za pogovorploščata žicain opremo za robno navijanje, ki ustreza vašemu profilu navijanja.
b. zakaj je to bolj pomembno, ko se nazivna moč transformatorja poveča
Ko nazivni tok narašča, premer okrogle žice, ki je potreben za izpolnjevanje smernic glede gostote toka, nesorazmerno raste glede na njen uporabni tok-presek-prenosa, kar pomeni, da se zgoraj opisana neučinkovitost bakra združi, namesto da bi ostala konstantna v celotni liniji izdelkov transformatorja.
III. Katere druge prednosti ponuja ploščata žica poleg učinka kože?
| Faktor | Okrogla žica | Ploščata žica / navijanje folije |
|---|---|---|
| Faktor polnjenja bakra | Nižje (vrzeli med okroglimi zavoji) | Višje (pakiranje od-roba do-roba) |
| Površina odvajanja toplote | Nižje glede na prostornino | Višja, izboljša hlajenje |
| Mehanska trdnost pod-silami kratkega stika | Nižje | Višje, bolje prenaša elektromagnetne sile |
| Kompaktnost navijanja | Večji za enakovreden nazivni tok | Bolj kompakten |
| Način izdelave | Standardno navijanje plasti/letaka | Navijanje po robu, zahteva posebno orodje |
a. zakaj je mehanska trdnost pomembna za-zmogljive modele
Visoko{0}}zmogljivi transformatorji doživljajo znatne elektromagnetne sile med-kratkim stikom, širša kontaktna površina in togost ploščate žice pa na splošno bolje preneseta te sile kot okrogla žica, ki je bolj nagnjena k premikom in poškodbam izolacije v enakih pogojih napake.
b. zakaj faktor polnjenja poveča trenutno-prednost prenosa
Ker ploščata žica in navitje folije zložita več bakra v isto okno za navijanje (dejavnik, ki je podrobneje obravnavan pri načrtovanju faktorja polnjenja na splošno), so tokovne-in toplotne prednosti izogibanja kožnemu učinku še povečane s preprosto vgradnjo več uporabnega bakra v fiksno velikost jedra.
IV. Kaj zahteva robno navijanje od stroja za navijanje?
Izdelava robno{0}}navitih ploščatih žičnih tuljav se mehansko razlikuje od standardnega navijanja okrogle žice in oprema mora to upoštevati.
a. upogibanje ploščate žice na "težji način"
Navijanje po robuupogiba ploščato žico okoli njenega ozkega roba in ne njene ravne površine, kar zahteva znatno natančnejšo napetost in nadzor upogiba kot navijanje okrogle žice, da se prepreči upogibanje, pokanje robov ali neenakomeren nagib tuljave.
b. zakaj se orodja in nadzor napetosti razlikujejo od strojev z okroglo žico
Standardna oprema za navijanje okrogle žice na splošno ni primerna za delo s ploščato žico po robovih brez sprememb - vodila žice, napenjalci in orodja za preoblikovanje morajo biti dimenzionirani in oblikovani posebej za pravokoten presek-ploščate žice, da se izognete tveganju deformacije, ki ne velja za okroglo žico.
V. Kateri standardi urejajo konstrukcijo navitja visoko-močnostnega transformatorja?
Zasnova močnostnega transformatorja, vključno z zahtevami glede konstrukcije navitij in toplotnih lastnosti, spada podIEC 60076, mednarodna standardna serija za močnostne transformatorje.
Pregled ustreznega dela IEC 60076 za razred moči in napetosti vašega transformatorja pomaga potrditi zahteve glede toplotne in mehanske učinkovitosti, ki jih mora vaša zasnova navitja -, vključno z izbiro oblike žice -, izpolniti pred dokončanjem zasnove.
a. zakaj je to pomembno posebej za odločitve o obliki žice
Zaradi-standardnih zahtev glede odpornosti na toploto in kratko{1}}vezje je ploska žica pogosto praktična izbira pri višjih nazivnih močeh, ne le prednost - izpolnjevanje mejnih vrednosti dviga nazivne temperature in mehanske vzdržljivosti postaja vse težje z okroglo žico, ko se nazivni tok povečuje.
VI. Kateri stroj KIOXIA podpira ravno žico in robno navijanje?
Izdelava doslednih ploščatih žičnih tuljav-brez prazn je odvisna od opreme za navijanje, izdelane posebej za mehansko obnašanje ploščate žice, ne pa naknadno prilagojene opreme okrogle žice.
Skupina opreme za svetlobne obroče KIOXIAizdeluje platforme za navijanje, zasnovane za nadzor napetosti in natančnost oblikovanja, ki ju zahteva navijanje robov in ploščate žice, s čimer pomaga proizvajalcem preprečiti tveganje upogibanja in nedoslednosti, ki ga prinaša uporaba opreme, usmerjene v okroglo-žico-, za proizvodnjo ploščate žice.
Za proizvajalce, ki širijo proizvodnjo visoko{0}}močnostnih transformatorjev ali induktorjev, kjer je zaradi kožnega učinka in gostote toka ploska žica boljša inženirska izbira, delo z izkušenimproizvajalec strojev za navijanje tuljavna orodjih, ki ustrezajo vašim specifičnim dimenzijam žice, je najbolj zanesljiva pot do dosledne kakovosti navijanja.
Raziščite celotno ponudbo na transformercoilwindingmachine.com in poiščite rešitev za navijanje, ki ustreza vašim zahtevam po ravni žici in visoko-močnostnem transformatorju.
