انواع سیم پیچ ترانسفورماتور

سیم پیچ ترانسفورماتور مورد استفاده برای انواع هسته ترانسفورماتورها را می توان در گروه های زیادی طبقه بندی کرد. مهمترین انواع سیم پیچ ترانسفورماتور موارد زیر هستند

1- سیم پیچ استوانه ای

2- سیم پیچ حلزونی

3- سیم پیچ متقاطع

4- سیم پیچی مداوم دیسک.

5- سیم پیچ دیسک مارپیچ

6- انواع سیم پیچ ترانسفورماتور

7- انواع سیم پیچ ترانسفورماتور

8- سیم پیچ های استوانه ای

به طور کلی، سیم‌پیچ‌های استوانه‌ای در طرح لایه‌بندی هستند و از هادی‌های مستطیلی (یا نواری) یا گرد استفاده می‌کنند. هنگامی که سطح مقطع یک پیچ از 8 تا 10 میلی متر مربع تجاوز نمی کند، سیم پیچ استوانه ای ممکن است از چندین لایه هادی گرد ساخته شود. در سیم پیچ هایی با سطح مقطع بزرگ از هادی های مستطیلی (یا نواری) معمولاً دو لایه استفاده می شود.

سیم پیچ ترانسفورماتور استوانه ای

سیم پیچ ترانسفورماتور استوانه ای تک لایه و دو لایه

شکل یک سیم پیچ ترانسفورماتور استوانه ای با هادی های نواری را نشان می دهد. سیم پیچی از پیچ هایی تشکیل شده است که به صورت مارپیچی به دور ژنراتیکس سیلندر پیچیده شده و پیچ ها نزدیک به یکدیگر هستند. از این رو، ارتفاع سیم پیچ برابر با ارتفاع لایه است. هادی مستطیلی را می توان به صورت مسطح یا لبه پیچید. در حالت اول، اندازه بزرگتر هادی در جهت محوری قرار می گیرد در حالی که در حالت دوم، در جهت شعاعی قرار می گیرد.

هنگامی که مقطع چرخشی (مقطع چرخشی) از 40-45 میلی متر مربع تجاوز می کند، یک چرخش از چندین هادی منفرد که در امتداد ارتفاع لایه چیده شده اند ساخته می شود، به طوری که همه آنها موقعیت یکسانی را نسبت به میدان نشتی اشغال می کنند. برای بهبود خنک سازی، کانال هایی به عرض 5 تا 8 میلی متر بین لایه های سیم پیچ باقی می مانند (شکل بزرگتر به ترانسفورماتورهای بزرگتر اشاره دارد).

سیم پیچ ترانسفورماتور استوانه‌ای با هادی‌های دایره‌ای معمولاً برای سیم‌پیچ‌های HV با ولتاژ تا ۶٫۶ کیلوولت، ۱۱ کیلوولت یا ۳۳ کیلوولت برای توان‌های حداکثر ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلوولت استفاده می‌شوند. سیم‌پیچ‌های استوانه‌ای با هادی‌های گرد عمدتاً برای سیم‌پیچ‌های ولتاژ پایین تا 6.6 کیلو ولت برای امتیازات تا 600-750 کیلوولت آمپر استفاده می‌شوند.

سیم پیچ ترانسفورماتور حلزونی

سیم پیچ ترانسفورماتور مارپیچ برای سیم پیچ های LV در ترانسفورماتورهای با ظرفیت متوسط و بالا استفاده می شود، جایی که تعداد چرخش سیم پیچ کم است اما جریان زیاد است (تا 2000 A). بنابراین، سیم‌پیچ‌های فشار ضعیف ترانسفورماتورهای با ظرفیت متوسط و بالا، مستلزم استفاده از هادی متشکل از ردیفی از هادی‌های مستطیلی موازی است که در یک جهت شعاعی سیم‌پیچ به‌طور مسطح و نزدیک به یکدیگر قرار گرفته‌اند. برای توزیع یکنواخت‌تر جریان بین هادی‌های موازی، آن‌ها را جابه‌جا می‌کنند تا هر رسانا بتواند هر موقعیتی را بگیرد.

تعداد هادی های موازی در پیچ یک سیم پیچ مارپیچ معمولاً از 6 تا 20 متغیر است. در اصل، سیم پیچ های مارپیچ شبیه سیم پیچ های استوانه ای هستند، به جز وجود فاصله های محوری بین پیچ های مجاور در سیم پیچ های مارپیچ به منظور بهبود گردش روغن و بهبود آن. خنک شدن در نتیجه گردش بهتر روغن. مجراها توسط اسپیسرهایی که به طور منظم در اطراف محیط سیلندر قرار می گیرند تشکیل می شوند.

یک سیم پیچ ترانسفورماتور مارپیچ پیوسته استحکام مکانیکی محوری بالایی را نشان می دهد و اغلب برای سیم پیچ های LV ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ استفاده می شود. سیم پیچ ترانسفورماتور حلزونی در ترانسفورماتورهای قدرت از 150 کیلوولت آمپر تا 30 مگاولت آمپر در ولتاژهای بین 400 ولت و 11 کیلو ولت و گاهی اوقات تا 33 کیلوولت استفاده می شود.

سیم پیچ ترانسفورماتور متقاطع

برای جریان‌های بیش از 20 آمپر مناسب هستند. آنها به طور گسترده برای سیم‌پیچ‌های ولتاژ بالا ترانسفورماتورهای درجه پایین استفاده می‌شوند. این به این دلیل است که چنین ترانسفورماتورهایی ممکن است دارای تعداد زیادی چرخش باشند، اما هادی ها یک بخش دایره ای کوچک با پوشش های دوتایی پنبه ای یا کاغذی دارند.

بسته به درجه ولتاژ، کل سیم پیچ ممکن است به سیم پیچ های متعدد تقسیم شود. کویل ها روی فرم دهنده ها، معمولاً U شکل، w پیچیده می شوندچندین لایه از چندین چرخش در هر لایه. انتهای سیم پیچ، یکی از داخل و یکی از بیرون، به صورت سری به سیم پیچ های مشابه دیگر متصل می شوند. این کویل ها با بلوک هایی از مواد عایق فاصله دارند تا اجازه گردش آزاد روغن را بدهند. طول محوری هر سیم پیچ و فاصله جدایی بین هر سیم پیچ با توجه به درجه ولتاژ متفاوت است.

سیم پیچ ترانسفورماتور متقاطع ممکن است در همان محدوده درجه بندی سیم پیچ استوانه ای استفاده شود. سیم پیچ متقاطع در شرایط عملیاتی معمولی قوی تر از سیم پیچ استوانه ای است. معایب این سیم پیچ قدرت ضربه ای کمتر و ماهیت کار بر آن است.

سیم پیچی دیسک پیوسته

همانطور که از نامشان پیداست، از تعدادی سیم پیچ یا دیسک تخت تشکیل شده‌اند که به صورت سری یا موازی به هم متصل شده‌اند. سیم پیچ ها با نوارهای مستطیلی شکل که به صورت مارپیچی از مرکز به سمت بیرون در جهت شعاعی پیچیده شده اند، همانطور که در شکل نشان داده شده است.

هادی ها در طول هایی استفاده می شوند که برای سیم پیچی کامل یا قسمتی از سیم پیچی بین ضربه ها کافی است. هادی می تواند یک نوار منفرد یا تعدادی نوار به صورت موازی باشد که در سمت صاف پیچیده شده است. این یک ساختار قوی برای هر یک از دیسک ها می دهد. دیسک ها بر روی یک سیلندر عایق پیچیده می شوند که با نوارهایی در طول آن از هم جدا شده اند.

دیسک ها با بخش های تخته پرس متصل به نوارهای عمودی از یکدیگر جدا می شوند. اسپیسرهای عمودی و افقی مجاری شعاعی و محوری را برای گردش آزاد روغن فراهم می کنند که در هر پیچ در تماس است. اگر یک پیچ سیم پیچ حاوی چندین هادی موازی باشد، جابجایی آنها مانند سیم پیچ مارپیچ استفاده می شود.

سیم‌پیچ‌های دیسک پیوسته قابل اعتماد و قوی هستند و بنابراین، به طور گسترده به عنوان سیم‌پیچ LV و HV در ترانسفورماتورهای رتبه‌بندی بزرگ به کار می‌روند. هنگامی که سیم پیچ پیوسته به عنوان سیم پیچ HV استفاده می شود، برای تنظیم نسبت ولتاژ در محدوده ± 5٪ یا 2 (± 2.5٪) ضربه هایی ایجاد می شود.

سیم پیچ ساندویچ

سیم‌پیچ‌های ساندویچی معمولاً در ترانسفورماتورهای پوسته‌ای استفاده می‌شوند و امکان کنترل آسان راکتانس نشتی را فراهم می‌کنند. راکتانس نشتی را می توان با تقسیم سیم پیچ های ولتاژ پایین و ولتاژ بالا به تعداد زیادی بخش یا سیم پیچ و مرتب کردن متناوب بخش های HV و LV با بخش LV نزدیک تر به یوغ کاهش داد.

دو سیم پیچ ولتاژ پایین در انتها نیمی از پیچ های یک سیم پیچ معمولی ولتاژ پایین دارند. برای متعادل ساختن mmf مقاطع مجاور، هر مقطع معمولی اعم از hv یا Iv، تعداد دور آمپری یکسانی را حمل می کند. هرچه تعداد بخش ها (یا سیم پیچ ها) بیشتر باشد، راکتانس نشتی کوچکتر است. بخش بندی سیم پیچ نه تنها به کنترل راکتانس نشتی کمک می کند، بلکه خنک سازی و جابجایی را نیز بهبود می بخشد.

معایب سیم پیچی ساندویچی

در مقایسه با سیم‌پیچ‌های متحدالمرکز، چندین اشکال دارند:

• آنها در تولید نیروی کار بیشتری مصرف می کنند،
• نسبت به اتصال کوتاه پایداری کمتری دارند و هستند
• عایق شدن از یکدیگر و از یوغ دشوارتر است.

به همین دلیل است که ترانسفورماتورهای نوع هسته با سیم‌پیچ‌های متحدالمرکز رایج‌تر هستند.