Die axialen und radialen Stärken von Transformatorwicklungen sind wesentlich, um die mechanische Stabilität unterzubringenkurze - SchaltungsbedingungenUndWärmeausdehnungwährend des Betriebs. Im Folgenden finden Sie die wichtigsten Kriterien, die bei der Gestaltung und der Analyse dieser Stärken verwendet werden:
1. Radialstärkekriterien
Radialkräfte wirkennach außen oder nach innenEntlang des Wicklungsumfangs, versuchen Sie, die Wicklung während kurzer - -Kreise zu erweitern oder zu komprimieren. Wenn die radiale Festigkeit nicht ausreicht, kann sie zuKnickender Wicklungen. Die Entwurfskriterien umfassen:
Halten Sie die Radialkräfte des Schaltungskreises von kurzem -.
Die Kräfte werden basierend auf dem Spitzenkürzel - Schaltungsstrom berechnet.
Radialkraft FRF_RFR hängt von der Magnetfeldstärke und dem Strom ab:
Fr∝i2 × μ0 × nf_r \\ opto i^2 \\ Times \\ mu_0 \\ mal nfr ∝i2 × μ0 × n
Wenn III Strom ist, ist μ0 \\ mu_0 & mgr; 0 die Durchlässigkeit des freien Raums und NNN die Anzahl der Kurven.
Knick- und Reifenstressanalyse
Die Wicklungen sollten einer Druckspannung (Reifenspannung) unter kurzer - Schaltungsbedingungen widerstehen.
Die Materialausbeute, die Materialdacher, der Jungmodul und das Poisson -Verhältnis des Leiters (z. B. Kupfer oder Aluminium) werden berücksichtigt.
Spacer -Design und Supportringe
Richtige Isolationsabstandshalter werden verwendet, um eine Verformung durch gleichmäßige Verteilungskräfte über die Wicklungen zu verhindern.
Wärmeausdehnungskompensation
Die Materialien müssen kompatible thermische Expansionsraten haben, um eine radiale Verschiebung aufgrund von Wärmeaufbau zu verhindern.
2. Axialstärkekriterien
Axiale Kräfte wirkenentlang der Längeder Wicklung, was dazu führt, dass es entweder komprimiert oder streckt. Eine unzureichende axiale Festigkeit kann zu führenTeleskopierungsdeformationoder Bewegung von Wicklungsschichten. Die folgenden Faktoren werden berücksichtigt:
Kurz - Rennstrecke axiale Kräfte
Kräfte werden für Verwerfungsströme berechnet, die sowohl attraktive als auch abstoßende Kräfte zwischen Wicklungsschichten erzeugen.
Die Kraft FAF_AFA ist proportional zum Produkt von Fehlerstrom und magnetischer Flussdichte:
Fa∝i × bf_a \\ opto i \\ mal bfa ∝i × b
PRE - Komprimierung von Wicklungen
Wicklungen sind vor - während der Montage komprimiert, um die Bewegung während des Betriebs zu minimieren. Dies verringert auch das Risiko einer Schichttrennung.
Klemmdruck
Angemessener Klemmdruck wird beibehalten, um axiale Verschiebung während kurzer - -Kreise zu verhindern. Klemmsysteme mit kalibrierten Schrauben oder Presseplatten sorgen für eine gleichmäßige Kraftverteilung.
Mechanische Stärke der Isolierung und Stützstrukturen
Isoliermaterialien, die zwischen Schichten (z. B. Pressboard oder Nomex) verwendet werden, müssen eine hohe Druckfestigkeit aufweisen, um axiale Kräfte ohne Verformung standzuhalten.
3. Materialeigenschaften für Festigkeitsdesign
Kupfer und Aluminium: Muss unter hohen Magnetkräften eine hohe Zugfestigkeit und eine geringe Verformung haben.
Pressebraftisolierung: Bietet mechanische Unterstützung und Isolierung mit hoher Druckfestigkeit.
Joch- und Kernklammern: Wird verwendet, um die axiale Bewegung der Wicklungen zu verhindern, die mechanische Belastungen tragen.
4. Branchenstandards und Sicherheitsmargen
IEC 60076-5: Gibt Short - Schaltungsleistungsanforderungen für Stromtransformatoren an.
IEEE C57.12.00: Enthält Richtlinien für kurze - Schaltungsstärke der Verteilungstransformatoren.
Sicherheitsfaktor: Eine Marge (typischerweise 1,1 bis 1,5) wird über berechnete Belastungen angewendet, um Unsicherheiten zu berücksichtigen.
Diese Kriterien stellen sicher, dass die Wicklungen beide standhalten könnenmechanische und thermische Spannungenüber das Betriebsleben des Transformators, insbesondere unter Verwerfung.
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