Mágneses és elektromágneses árnyékolás a transzformátor olajtartályokhoz

A transzformátor működése során a magon áthaladó fő mágneses fluxus vasveszteséget okoz, és a tekercsben áramló áram rézveszteséget okoz. E két fő típusú veszteség típusán kívül a kanyargós áram által generált szivárgási fluxus és a magból menekülő szivárgási fluxus, amikor a magot túlzottan túlzottan, további veszteségeket okoznak a transzformátor szerkezeti részein. Ezek a szerkezeti alkatrészek magukban foglalják a tekercseket, a mag bilincseket, a maglemezeket és az olajtartályokat.
Közülük, a nagy - kapacitás -transzformátorokban az olajtartály fala a kiegészítő veszteségek koncentrált területévé válik, mivel nagy területe és helye a szivárgás mágneses mező területéhez közel áll. A veszteségnek ez a része nemcsak növeli az energiaveszteséget, hanem az olajtartály falának helyi túlmelegedését is okozhatja, befolyásolva a transzformátor működésének biztonságát és megbízhatóságát.

Az olajtartály falának további veszteségének hatékony csökkentése és a helyi hőmérséklet emelkedésének megakadályozása érdekében a mágneses árnyékolás (szilícium acéllemezekből áll) vagy az elektromágneses árnyékolás (rézlemezek vagy alumíniumlemezek felhasználásával) technológiát használnak a nagy - kapacitás -transzformátorok olajtartályában. Ezek az árnyékoló anyagok irányíthatják vagy felszívhatják a szivárgási fluxust, ezáltal csökkentve az olajtartályra és más szerkezeti alkatrészekre gyakorolt ​​hatását, és fontos intézkedések a transzformátor működési hatékonyságának és élettartamának javítására.

1. ábra: Transzformátor szivárgási mágneses mező

Mágneses árnyékolási szerkezet

2. ábra: Transzformátor olajtartály mágneses árnyékolás

 

 

 

a) Szalag - alakú mágneses pajzs (m mágneses pajzsmagasság H egyenlő a szilícium acéllemez szélességével)
b) A - alakú mágneses pajzs (m mágneses pajzsmagasság H magassága megegyezik a szilícium acéllemez vastagságával)

Az olajtartályok mágneses pajzsának két szerkezete van, amint az a 2. ábrán látható. Az egyik egy - alakú mágneses pajzs szalag, amely egy szilícium acéllemez, amelynek szélessége 1 napos seb egy gyűrűbe, a 2a. Ábra szerint. Az ilyen típusú mágneses pajzs használatakor a szivárgási fluxus bejut a mágneses pajzsba a szilícium acéllemez vastagságától, és a mágneses pajzs örvényáramának vesztesége kicsi; A másik típusú mágneses pajzs egy - alakú mágneses pajzs lap, amely egy szilícium acéllemez, amelyet B × L lemezekre vágnak, egy bizonyos h vastagságba rakva, a 2b. Ábra szerint, majd az olajtartály falára telepítve. Az ilyen típusú mágneses pajzsnak nagy örvényáram -vesztesége van a mágneses pajzsban, mivel a szivárgás fluxusa függőlegesen lép be a mágneses pajzsba. Az utóbbi típusú mágneses pajzs azonban egyszerűbb a gyártáshoz, mint az előbbi.
A gyárak általában a standardizált szélességi előírások szerint használják a mágneses árnyékolást, a mágneses pajzs közepén lévő szivárgási fluxust körülbelül 1,7T -re irányítják, és meghatározzák a mágneses pajzs vastagságát, hogy a mágneses pajzs elvesztése viszonylag kicsi legyen, és a hőmérséklet -emelkedés a megengedett tartományban tartja.

3. ábra: Szivárgási fluxus sűrűség és mágneses fluxus eloszlás az olajtartály falához való belépés

 

 

a) A transzformátor szivárgási mágneses mezője
b) Szivárgási fluxus sűrűsége az olajtartály falába mágneses árnyékolás nélkül
c) Szivárgási fluxus mágneses árnyékolásban

A mágneses fluxus sűrűségének kiszámítása a mágneses pajzsban a szivárgás fluxusának eloszlásán alapul a transzformátorban. Az 1. ábra a transzformátor szivárgási mágneses mezőjét mutatja, és az olajtartály falába belépő szivárgási fluxus eloszlását a 3. ábra mutatja.
A 3. ábrán a BM a szivárgás mágneses sűrűségének amplitúdója az olajtartályba és a mágneses pajzsba, és ez egyben a mágneses fluxus maximális értéke az olajtartály és a mágneses pajzs közepén. A mágneses pajzs mágneses fluxusa a magasság mentén a mágneses fluxus sűrűségének integrálja, amelynek eredményeként a 3c. Ábra ábrája van. A mágneses pajzs mágneses fluxusával történő elosztása a mágneses pajzsban a mágneses fluxus sűrűségét biztosítja.

A mágneses árnyékolás használata növelheti a szivárgás mágneses fluxus sugárirányú komponensét, ezáltal növelve a tekercs sugárirányú mágneses fluxusának örvényáram -elvesztését és egyes tekercsek helyi hőmérsékleti emelkedését. A tekercselés örvényáramának veszteségének kiszámításakor és a forró folt hőmérséklet -emelkedésének figyelembevételekor figyelembe kell venni a mágneses árnyékolás hatását a szivárgás mágneses mező eloszlására.
A mágneses árnyékolás használata jelentősen csökkentheti az olajtartályok elvesztését. A mágneses árnyékolás használata után az olajtartály elvesztése az olajtartály falának vesztesége és a mágneses pajzs vesztesége.
A mágneses árnyékolás használatakor figyeljen a mágneses árnyékolás rögzítésére, és biztosítsa a mágneses árnyékolás jó megalapozását. Ha a mágneses árnyékolás nincs jól rögzítve, akkor a transzformátor zaja rezgés következtében növekszik, és a rossz földelés a potenciális szuszpenzió miatt helyi kisülést okozhat.

A mágneses árnyékolás elve

A mágneses árnyékolás jóval alacsonyabb a mágneses ellenállási útvonalat, mint az üzemanyagtartály acéllemezét, nagy mágneses permeabilitási anyagokat (például szilícium acéllemezeket) fektetve az üzemanyag -tartály belső falára, arra kényszerítve a szivárgási mágneses fluxust, hogy aktívan eltérjen a tartálytesttől, és koncentráljon az árnyékrétegen. Ez a folyamat alapvetően a - mágneses fluxus természetes szelekciója a "mágneses ellenállás minimalizálásának" törvényét követve, a szivárgási mágneses mezőt hatékonyan rögzítik a szilícium acéllemez, ezáltal jelentősen csökkentve az üzemanyag -tartály falában lévő örvényáram -veszteséget, és elkerülve a helyi túlmelegedés kockázatát. Ugyanakkor, mint egy erős, korlátozott mágneses shunt, a mágneses pajzs rögzíti a diffúz szivárgás mágneses fluxusát, hogy zárt hurkot képezzen, és jelentősen gyengítse a kóbor mágneses mező szilárdságát az üzemanyagtartályon (különösen a nyílás és a hegesztési terület), és kiküszöböli az elektromágneses interferenciát a környező berendezésekbe. A költség az, hogy az árnyékoló réteg hiszterézist és örvényáram -veszteségeket generál a mágneses fluxus hordozása miatt (amely optimalizálható az alacsony - veszteség -szilícium acél és a hőeloszlás kialakításával), de az általános veszteség stratégiai migrációval és elektromos beillesztési biztonságból származik, és az elektromos berendezések biztonságába juttatta az elektromos eszközöket.

Elektromágneses árnyékolás

Az elektromágneses árnyékolást a nagy - kapacitás -transzformátorok olajtartály -árnyékolására is használják, különösen az olajtartályok árnyékolása a nagy áramvezetékek közelében.
Az elektromágneses árnyékolás a vezetőképes lemezekben lévő örvényáramokat használja a szivárgás fluxusának újraelosztására. Ennek célja az elektromágneses árnyékoló rész mágneses ellenállásának növelése, úgy, hogy az elektromágneses árnyékoló rész szivárgási fluxus -összetevője csökken, ezáltal csökkentve az örvényáramot és az örvényáram -veszteség sűrűségét az olajtartályban, csökkentve az olajtartály veszteségét, és kiküszöbölve az olajtartály és a szerkezeti alkatrészek helyi túlhevítési helyi túlhevítési helyét.
Mivel az elektromágneses árnyékolásban örvényáramok vannak, az elektromágneses árnyékolásban veszteségek vannak, tehát az olajtartály vesztesége az olajtartály falának vesztesége és az elektromágneses árnyékolás vesztesége.
Általában, ha alumíniumlemezeket használnak elektromágneses árnyékolásként, az alumíniumlemezek vastagsága körülbelül 8 mm; Ha rézlemezeket használnak elektromágneses árnyékolásként, a rézlemezek vastagsága körülbelül 4 mm.
Mivel az elektromágneses árnyékolás örvényáramú reakcióval rendelkezik, az elektromágneses árnyékolás csökkenti a szivárgás fluxusának sugárirányú alkotóelemét, amely nemcsak csökkenti az olajtartály veszteségét, hanem csökkenti a tekercsek sugárirányú szivárgásáramának örvényáram -veszteségét. A mágneses árnyékolás és az elektromágneses árnyékolás felhasználásának a kiegészítő veszteségek csökkentése érdekében a táblázat mutatja, és a mágneses árnyékolás használatakor a teljes kiegészítő veszteség 100% az összehasonlításhoz.

Az elektromágneses árnyékolás elve

Eddy áram anti - Mágnesesség: A jó elektromos vezetőképességű fém anyagokat (például réz, alumínium stb.) Pajzsként használják az olajtartály -porton. Amikor a transzformátor fut, a váltakozó mágneses mező örvényáramot generál ezekben a vezetőképes anyagokban. Lenz törvénye szerint az örvényáramok mágneses mezőt generálnak az eredeti mágneses mező ellentétes irányában. Ez a fordított mágneses mező ellensúlyozhatja az eredeti mágneses mező egy részét, ezáltal gyengítve a mágneses mezőt és csökkentve a mágneses mező szivárgását az olajtartály -porton keresztül.

Elektromos mező megszüntetése és töltés semlegesítése: Az elektromos pajzs földelése után felmondhatja az elektromos mezőt a vezető felületén. Mivel a magas - potenciális áramkör által generált elektromos mező töltéseket indít a pajzsban, ezek az indukált töltések a földi ponton keresztül lépnek be a talajba, ezáltal semlegesítve a vezeték felületén lévő töltéseket, megakadályozva az elektromos mező kapcsolási beavatkozását, és az elektromos mezőt befolyásolva az olajtartály -porton keresztül.

A mágneses árnyékolás és az elektromágneses árnyékolás közötti fő különbség a mágneses szivárgásmezőre gyakorolt ​​hatásból származhat. A mágneses árnyékolás használatakor lásd a 3. ábrát, a szivárgás mágneses fluxusának fő útja a tekercselés magassága és a sugárirányú út hossza. A ferromágneses anyagok nagy hatással vannak a mágneses fluxus eloszlására, nagy mágneses permeabilitásuk miatt. A mágneses áramkör és a mágneses mező kiszámításának szempontjából figyelembe vehető, hogy a mágneses fluxus eloszlása ​​rögzített mágneses fluxus mágneses áramkör. A mágneses árnyékolás hozzáadása az olajtartályba alapvetően nem befolyásolja a mágneses fluxus eloszlását.
Ez a helyzet a valóságban is. A kísérletek megerősítették, hogy a mágneses árnyékolás használata nincs hatással a transzformátor rövid - áramköri impedanciájára, azaz a mágneses fluxus mennyisége nem változott; Az elektromágneses árnyékolás szivárgási mágneses mezője azonban a nagy áram ólom közelében különbözik. Miután az elektromágneses árnyékolást hozzáadják az olajtartály falához, az elektromágneses árnyékolás örvényárama ellensúlyozza a nagy áram ólom által generált szivárgás mágneses fluxusát, csökkentve az ólom szivárgási mágneses fluxusát. Ez egy rögzített amper - forduló mágneses mező, és az örvényáram csökkenti a szivárgás mágneses fluxusát.