ساختار پایه ترانسفورماتورهای توزیع سربار تک فاز

1. هسته آهنی

هسته آهنی سیستم مدار مغناطیسی ترانسفورماتور را تشکیل می دهد و به عنوان اسکلت مکانیکی ترانسفورماتور عمل می کند. هسته آهنی از یک ستون هسته آهنی و یک یوغ آهنی تشکیل شده است. سیم پیچ ترانسفورماتور روی ستون هسته آهنی تنظیم می شود و یوغ آهنی برای اتصال ستون هسته آهنی برای بستن مدار مغناطیسی استفاده می شود. الزامات هسته آهنی این است که نفوذپذیری مغناطیسی بهتر باشد و تلفات هیسترزیس و تلفات جریان گردابی باید تا حد امکان کم باشد، بنابراین همه آنها از ورق های فولادی سیلیکونی با ضخامت 0.35 میلی متر ساخته شده اند. . در حال حاضر ورق های فولاد سیلیکونی خانگی شامل ورق های فولادی سیلیکونی نورد گرم، ورق های فولادی سیلیکونی غیر جهت نورد سرد و ورق های فولادی سیلیکونی دانه گرای نورد سرد می باشد. در دهه های 1960 و 1970، ترانسفورماتورهای قدرت تولید شده در کشور من عمدتاً از ورق های فولادی سیلیکونی نورد گرم استفاده می کردند. به دلیل تلفات آهن زیاد، نفوذپذیری مغناطیسی نسبتاً ضعیف بود و ضریب انباشته شدن هسته پایین بود (به دلیل اینکه دو طرف ورق های فولادی سیلیکونی با رنگ عایق پوشانده شده بودند) دیگر استفاده نمی شود. در حال حاضر، ترانسفورماتورهای کم تلفات خانگی، همگی از ورق های فولادی سیلیکونی دانه گرای نورد سرد استفاده می کنند که تلفات آهن پایین و ضریب انباشته شدن هسته بالایی دارند (چون سطح ورق های فولادی سیلیکونی با لایه های اکسید عایق بندی شده است، نیازی به رنگ عایق را اعمال کنید).

با توجه به ساختار هسته ترانسفورماتور می توان آن را به دو دسته ترانسفورماتور هسته و ترانسفورماتور پوسته تقسیم کرد. ترانسفورماتورهای کاردیوئید در دو طرف قرار دارند

سیم پیچ ها روی ستون هسته آهنی قرار می گیرند تا فرمی را تشکیل دهند که در آن سیم پیچ ها هسته آهنی را احاطه کرده اند. ترانسفورماتورهای پوسته ای، سیم پیچ ها را روی ستون هسته میانی قرار می دهند تا شکلی ایجاد کنند که در آن هسته، سیم پیچ ها را احاطه کرده است.

با توجه به فرآیند تولید هسته ترانسفورماتور می توان آن را به دو نوع هسته چند لایه و هسته نورد تقسیم کرد. ترتیب ساخت ترانسفورماتورهای نوع هسته و پوسته هسته لمینت به این صورت است: ابتدا ورق های فولادی سیلیکونی را پانچ کرده و برش دهید، سپس ورق های فولادی سیلیکونی را در کویل هایی که از قبل پیچیده شده اند و به صورت پلکانی تحت عملیات عایق کاری قرار گرفته اند وارد کنید. با توجه به رابط آنها. این قطعه هسته آهنی را محکم می کند. به منظور کاهش مقاومت مغناطیسی مدار مغناطیسی هسته آهنی و کاهش تلفات هسته آهنی، لازم است که هنگام مونتاژ هسته آهنی، شکاف هوا در درز تا حد امکان کوچک باشد.

2. سیم پیچ (کویل)

سیم پیچ ترانسفورماتور معمولاً سیم پیچی نامیده می شود که قسمت مدار ترانسفورماتور است. ترانسفورماتورهای کوچک معمولاً با سیم‌های مسی گرد میناکاری شده عایق‌بندی شده و ترانسفورماتورهایی با ظرفیت کمی بیشتر با سیم‌های مسی تخت یا سیم‌های مسطح آلومینیومی پیچیده می‌شوند.

در ترانسفورماتور به سیم پیچ های متصل به شبکه فشار قوی سیم پیچ فشار قوی و سیم پیچ های متصل به شبکه فشار ضعیف را سیم پیچ فشار ضعیف می گویند. با توجه به موقعیت ها و شکل های مختلف سیم پیچ فشار قوی و سیم پیچ فشار ضعیف، سیم پیچ ها را می توان به دو نوع متحدالمرکز و همپوشانی تقسیم کرد.

1.1 سیم پیچ متحدالمرکز

سیم‌پیچ متحدالمرکز به این صورت است که سیم‌پیچ‌های ولتاژ بالا و پایین بر روی ستون هسته به صورت متحدالمرکز پیچیده می‌شوند. به منظور تسهیل عایق کاری از هسته آهنی، سیم پیچ ولتاژ پایین در داخل و سیم پیچ ولتاژ بالا در خارج پوشانده می شود. برای ترانسفورماتورهای ولتاژ پایین، جریان بالا و ظرفیت زیاد، به دلیل اینکه سیم پیچ های ولتاژ پایین بسیار ضخیم هستند، می توان آن را در بیرون نیز قرار داد. بین سیم‌پیچ‌های فشار قوی و فشار ضعیف شکاف وجود دارد که می‌توان از آن به عنوان گذرگاه روغن ترانسفورماتور غوطه‌ور در روغن استفاده کرد که نه تنها برای اتلاف حرارت سیم‌پیچ‌ها مفید است، بلکه به عنوان عایق بین دو سیم‌پیچ نیز عمل می‌کند. .

سیم پیچ های متحدالمرکز را می توان با توجه به روش های مختلف سیم پیچی به انواع استوانه ای، مارپیچی و پیوسته تقسیم کرد. سیم پیچ متحدالمرکز ساختار ساده ای دارد و ساخت آن آسان است. اغلب در ترانسفورماتورهای هسته استفاده می شود. این رایج ترین سازه سیم پیچی است. ترانسفورماتورهای قدرت خانگی اساساً این ساختار را اتخاذ می کنند.

1.2 سیم پیچ همپوشانی

سیم پیچ همپوشانی که به عنوان سیم پیچی نیز شناخته می شود، سیم پیچ ولتاژ بالا و سیم پیچ ولتاژ پایین را به چند پای سیم تقسیم می کند که به طور متناوب در امتداد ارتفاع ستون هسته چیده شده اند. به منظور تسهیل در عایق کاری، سیم پیچ های ولتاژ پایین به طور کلی در لایه های بالا و پایین قرار می گیرند. مزایای اصلی سیم پیچ های همپوشانی، راکتانس نشتی کوچک، استحکام مکانیکی بالا و سرب مناسب است. این فرم سیم پیچی عمدتاً در ترانسفورماتورهای ولتاژ پایین و جریان بالا مانند ترانسفورماتورهای کوره الکتریکی با ظرفیت زیاد، دستگاه های جوشکاری مقاومتی (مانند دستگاه های جوش نقطه ای، جوشکاری نورد و دستگاه های جوش الکتریکی جوش لب به لب) ترانسفورماتورها و غیره استفاده می شود.