Các cường độ trục và xuyên tâm của cuộn dây máy biến áp là rất cần thiết để đảm bảo sự ổn định cơ học dướingắn - Điều kiện mạchVàMở rộng nhiệtTrong quá trình hoạt động. Dưới đây là các tiêu chí chính được sử dụng trong thiết kế và phân tích các điểm mạnh sau:
1. Tiêu chí sức mạnh xuyên tâm
Lực lượng xuyên tâm hành độnghướng ra ngoài hoặc hướng nộiDọc theo chu vi cuộn dây, cố gắng mở rộng hoặc nén cuộn dây trong các mạch ngắn -. Nếu sức mạnh xuyên tâm là không đủ, nó có thể dẫn đếnoằncủa cuộn dây. Các tiêu chí thiết kế bao gồm:
Chịu được các lực hướng tâm mạch ngắn -
Các lực được tính toán dựa trên dòng điện ngắn -.
Lực xuyên tâm FRF_RFR phụ thuộc vào cường độ từ trường và dòng điện::
Fr∝i2 × 0 × nf_r \\ propto i^2 \\ lần \\ mu_0 \\ lần nfr ∝i2 × μ0 × n
Trong đó III là hiện tại, μ0 \\ mu_0μ0 là tính thấm của không gian trống và NNN là số lượt.
Phân tích căng thẳng của Buckling và Hoop
Các cuộn dây phải chống lại ứng suất nén (ứng suất hoop) trong các điều kiện mạch ngắn -.
Sức mạnh năng suất vật liệu, mô đun của Young và tỷ lệ dây dẫn của Poisson (ví dụ: đồng hoặc nhôm) được xem xét.
Thiết kế spacer và vòng hỗ trợ
Các miếng đệm cách điện thích hợp được sử dụng để ngăn chặn biến dạng bằng cách phân phối đều các lực trên các cuộn dây.
Bồi thường mở rộng nhiệt
Vật liệu phải có tốc độ giãn nở nhiệt tương thích để ngăn chặn sự dịch chuyển xuyên tâm do tích tụ nhiệt.
2. Tiêu chí sức mạnh trục
Lực lượng trục hành độngdọc theo chiều dàicủa cuộn dây, làm cho nó nén hoặc kéo dài. Sức mạnh trục không đủ có thể dẫn đếnBiến dạng kính viễn vọnghoặc chuyển động của các lớp quanh co. Các yếu tố sau đây được xem xét:
Ngắn - Các lực trục mạch
Các lực được tính toán cho các dòng lỗi, tạo ra cả lực hấp dẫn và lực đẩy giữa các lớp cuộn dây.
Lực FAF_AFA tỷ lệ thuận với sản phẩm của dòng lỗi và mật độ thông lượng từ tính:
Fa∝i × bf_a \\ propto i \\ lần bfa ∝i × b
Pre - Nén các cuộn dây
Các cuộn dây được đặt trước - được nén trong quá trình lắp ráp để giảm thiểu chuyển động trong quá trình hoạt động. Điều này cũng làm giảm nguy cơ tách lớp.
Áp lực kẹp
Áp suất kẹp đầy đủ được duy trì để ngăn chặn sự dịch chuyển trục trong các mạch ngắn -. Các hệ thống kẹp với bu lông hiệu chuẩn hoặc tấm báo chí đảm bảo phân phối lực.
Sức mạnh cơ học của các cấu trúc cách nhiệt và hỗ trợ
Vật liệu cách điện được sử dụng giữa các lớp (ví dụ: bảng ấn hoặc Nomex) phải có cường độ nén cao để chịu được lực trục mà không biến dạng.
3. Thuộc tính vật chất để thiết kế sức mạnh
Đồng và nhôm: Phải có độ bền kéo cao và biến dạng thấp dưới lực từ cao.
Nhấn bảng cách nhiệt: Cung cấp hỗ trợ cơ học và cách nhiệt, với cường độ nén cao.
Ách và kẹp lõi: Được sử dụng để ngăn chặn chuyển động trục của cuộn dây, được thiết kế để chịu căng thẳng cơ học.
4. Tiêu chuẩn công nghiệp và tỷ suất lợi nhuận an toàn
IEC 60076-5: Chỉ định các yêu cầu hiệu suất mạch ngắn - cho các máy biến áp nguồn.
IEEE C57.12.00: Cung cấp các hướng dẫn cho ngắn - Cường độ mạch của các máy biến áp phân phối.
Yếu tố an toàn: Một biên độ (thường là 1,1 đến 1,5) được áp dụng qua các ứng suất tính toán để tính đến sự không chắc chắn.
Những tiêu chí này đảm bảo rằng các cuộn dây có thể chịu được cả haiỨng suất cơ học và nhiệtTrong cuộc sống hoạt động của máy biến áp, đặc biệt là trong điều kiện lỗi.
4o
