Enrotllaments de transformadors: tipus concèntric i superposat
En els transformadors de potència, hi ha dues configuracions de bobinatge primaris: concèntric i superposat. La majoria dels transformadors de potència produïts a la Xina utilitzen una estructura de transformadors de tipus nucli i els seus enrotllaments normalment estan dissenyats en una configuració concèntrica.
A Enrotllament concèntricsignifica que en qualsevol secció transversal de la columna del nucli del transformador, el bobinatge forma una forma cilíndrica al voltant del nucli. Normalment, el bobinat de baixa tensió es col·loca més a prop del nucli, mentre que el bobinat d’alta tensió es troba a l’exterior. S’ha de mantenir un buit d’aïllament, així com un canal de refrigeració (conducte d’oli) entre els enrotllaments d’alta tensió i baixa tensió i entre el bobinat de baixa tensió i la columna del nucli. Aquest buit és necessari per aïllar -se i per permetre una dissipació de calor adequada. La mida d’aquesta distància d’aïllament està determinada pel nivell de tensió de l’enrotllament i l’espai necessari per a la dissipació de calor.
Quan el bobinatge de baixa tensió es col·loca més a prop del nucli, requereix menys espai d’aïllament, permetent que la mida del bobinatge sigui més petita, cosa que redueix la mida general del transformador. El bobinatge concèntric es presenta de diverses formes:
Cilíndric d’una sola capa
Cilíndric de doble capa
Enrotllaments cilíndrics
Un bobinatge cilíndric és una espiral formada per filferro plana ben juntament. Es pot ferir en una sola capa o doble capa. Generalment, es prefereixen bobinatges de doble capa per bobinats d'una sola capa. Això es deu al fet que els enrotllaments d’una sola capa, a causa de la seva deformació elàstica, tendeixen a afluixar-se, fent que les bobines als extrems no estiguin ben embalades. Un bobinatge de doble capa és molt més estable i és menys probable que es deixi anar.
Quan hi ha grans corrents, cada bobina de bobinatge pot ser formada per diversos conductors disposats en paral·lel al llarg de l'eix. Tot i això, el nombre de conductors paral·lels normalment no és superior a 4 a 5. Els bobinats cilíndrics proporcionen la superfície més gran per al refredament, que millora el rendiment de refrigeració. Tot i això, són més febles mecànicament i s’utilitzen generalment en bobinatges de baixa tensió dels transformadors de petita capacitat.
Enrotllaments en espiral
Per als transformadors amb una capacitat lleugerament més gran, el bobinatge de baixa tensió pot consistir en només algunes voltes (20-30 girs), però el corrent és molt més elevat, de manera que cal una àrea transversal més gran per als enrotllaments. Això requereix utilitzar múltiples conductors (6 o més) en paral·lel. En els bobinats cilíndrics, no és adequat utilitzar molts conductors en paral·lel perquè els conductors estan ben embalats en una sola capa, cosa que condueix a grans fosses de bobina i fa que la bobina sigui inestable. Per solucionar aquest problema,Enrotllaments en espirals'utilitzen. Els enrotllaments en espiral es fan ferides radialment amb un conductor pressionat contra un altre, deixant un buit entre cada gir.
Quan s’utilitzen més conductors en paral·lel, els conductors es poden dividir en dos grups, formant unEnrotllament en espiral de doble capa. Quan l’augment de la temperatura i les condicions d’aïllament ho permeten, el bobinatge en espiral es pot dissenyar amb una combinació de conductes d’oli normals i menors, creant unEnrotllament semi-spiral. Es coneix com a un únic bobinatge semi-spiral com asemi-spiral únic, mentre que una doble espiral en espiral es coneix com adoble semi-spiral. Els bobinatges semi-spirals s’utilitzen àmpliament en transformadors mitjans i grans a causa de la seva elevada utilització d’espai.
Enrotllaments del conductor commutat
Per minimitzar encara més les pèrdues addicionals en bobinats en espiral no canviats,Conductors canviatss'utilitzen. Els conductors commutats es formen retorçant diverses cadenes de fil en un patró específic, donant lloc a un únic conductor més gruixut aïllat amb paper. Aquest tipus de bobinatge s’utilitza principalment en els enrotllaments de transformadors d’alta capacitat i baixa tensió dels transformadors d’alta capacitat.
Quan s’utilitzen conductors commutats, les cadenes han de ser un nombre estrany, i si l’altura del conductor (a) és superior o igual a 12mm, s’ha d’inserir una capa de paper de cable (0. 12mm de gruix) entre les cadenes. A més, el conductor utilitzat ha de ser continu, sense articulacions. La longitud del conductor commutat ha de ser de 3 a 5 metres més llarg que la longitud necessària per a la bobina.
El diàmetre interior mínim d’una bobina amb conductors commutats es regeix per la següent fórmula:
D _ min superior o igual a n * pas / π
On:
D _ minés el diàmetre interior mínim de la bobina,
nés el nombre de conductors utilitzats al commutador.
llançamentes refereix a la distància entre els conductors.
Aquesta fórmula garanteix que tots els conductors han de canviar les posicions almenys una vegada dins d’una sola bobina, cosa que impedeix que el diàmetre de la bobina sigui massa petit.
Enrotllaments contínues
Els enrotllaments continus no tenen articulacions soldades i només es poden fer mal amb filferro. La disposició del conductor, mostrada al diagrama, està especialment ferida de manera que les articulacions s’alternen entre l’interior i l’exterior de la bobina. L’avantatge clau dels enrotllaments continus és que no requereixen soldadura, ja que els conductors estan connectats de manera natural durant el procés de bobinatge.
Si la superfície transversal del conductor és gran, es poden fer paral·lel múltiples conductors, però normalment no s’utilitzen més de 4 conductors. Els conductors es canvien alternativament a mesura que avança el bobinat.