§ 6. forțele electrodinamice în transformator
Informații generale.
Conductoarele înfășurărilor cu curentul în domeniul parazită acționează forțe electromagnetice, care creează tensiuni mecanice în înfășurările și parțial transmise de elementele de proiectarea transformatorului. În timpul funcționării normale, aceste forțe sunt mici, dar în condiții extreme, cum ar fi scurt-circuit, acestea cresc sute de ori si poate distruge cu ușurință transformatorului, dacă nu se iau măsuri speciale pentru a le proteja.
Multe lucrări de montaj afectează în mod direct forțele electrodinamice. Uneori, calitatea operațiunilor de asamblare nu poate fi verificată fie prin controlul de inspecție sau o stație de testare. De exemplu, un slab-press montarea poate fi detectată în funcțiune numai de lichidare interior, după câteva circuite scurte, dintre care unul ar fi devastatoare pentru transformator. Prin urmare, colectorul trebuie să cunoască cauzele, natura impactului și modalitățile de reducere a forțelor electrodinamice.
Forțele electrodinamice cu o distribuție uniformă a MDS.
Fig. acțiunea 5. Schema forțelor radiale și axiale pe doi înfășurare transformator (dar - la aceleași înfășurările înălțime, b - în cazul în care o înfășurare exterioară scurtat) și forțele radiale pe spirele bobinei (c)
Fig. 6. Deformarea bobinei interioare din efectele forței radiale:
și - o formă de stea, - o pierdere de stabilitate
Fig. 5 și arată direcția înfășurării și Foc1 interioară și Fos2 și forțele externe Fos1 PF2 și o distribuție uniformă a MDS. forțe axiale (determinate de componenta radială a câmpului de împrăștiere) tind să reducă înălțimea canelurii de înfășurare (determinată de componenta de câmp axial) - stoarce ruptura interioară și exterioară de înfășurare (figura 5, b.). câmp de împrăștiere din diagramele de distribuție de inducție (vezi. fig. 3, precum și) arată că cele mai mari forțe axiale, îndoire a firului de înfășurare în direcția verticală apar în spire feței, unde câmpul radial mai mare de inducție, în care forțele axiale nu sunt numai fire îndoite și bobina, dar, de asemenea, comprima garnitura dintre ele. În acest caz, forțele maxime de compresie cu experiență de stabilire în mijlocul bobinei, deoarece acestea transferă suma forțelor axiale care acționează asupra tuturor spirele bobinei.
Forțele radiale sunt distribuite uniform pe circumferința fiecărei bobine (Fig. 5c). Cele mai mari eforturi se găsesc în mijlocul înfășurărilor bobinelor, unde inducția maximă a câmpului axial. Bobinele de rezistență mecanică sunt oarecum mai mici datorită inducției câmpului axial la capetele înfășurărilor 0,7-0,8 cele mai mari, dar efectul total asupra firelor de bobine de capăt ale forțelor axiale și radiale sunt semnificative.
Forțele exercitate pe bobina interioară, comprimă, încercând să „reducă“ lungimea firului de înfășurare (Fig. 5c). În cazul în care tensiunea rezultată în bobina va fi mai mare
limita de curgere a materialului de sârmă, deformările reziduale apar și prăbușiri înfășurării, dobândind forma stelată tipică (fig. 6a). Ocazional tulpina reziduală poate avea o formă diferită: în loc de un pasaj în interiorul bobinei de deflexie, iar în următorii - spre exterior; această deformare se numește o pierdere a stabilității (Fig. 6b).
Forțele radiale care acționează asupra conductoarelor de bobinaj exterioare tind să-l întindă. Acestea sunt deosebit de periculoase pentru înfășurările elicoidale, astfel încât acestea să poată „rolă“ ei și „trage“ capete, astfel încât înfășurării rar în afara și să fie sigur de a lua măsuri speciale împotriva unei posibile „relaxare“ de bobine.
forțele electrodinamice la distribuția inegală a MDS. Diferite înălțimea înfășurărilor (vezi. Fig. 3 a și 5 b) care apar în practică, lucrările de asamblare, rezultând într-o distribuție inegală a creșterii SMD și bruscă maxim ( „vârf“) al componentei radiale a câmpului fără stăpân, în care există forțe externe care au nu numai radială, dar, de asemenea, componente axiale, care completează propriile forțe axiale. forța axială externă este întotdeauna direcționată astfel încât să crească dezechilibrul le-a creat.
Forțele axiale externe sunt cauze frecvente ale accidentelor, astfel încât atunci când construirea de transformatoare este necesar să se urmeze cu strictețe poziționarea corectă a înfășurărilor de pe tija, prevenind nealinierea și înălțimi de lichidare.
§ 7. TRANSFORMER CIRCUIT
Transformatorul poate funcționa în modul inactiv și sarcina (trecerea de la zero la un nominal) specificat în plăcuța. Există un alt mod de funcționare al transformatorului, caracterizat printr-o creștere bruscă a fluxului de împrăștiere și de forțele mecanice în înfășurările, care apare atunci când, de exemplu, înfășurarea primară a transformatorului este alimentat de la sursa, iar cea secundară este scurtcircuitată la bornele sale (input). Un astfel de mod este numit un scurt circuit (a. S.) a transformatorului.
Reactanță scurt-circuit. În modul de scurtcircuit înfășurării secundare continuă să primească putere de primar, și da consumatorului, care este acum ea însăși înfășurarea secundară cu robinete și glande. Rezistența electrică a porțiunii închise ZK, desigur, ar fi de o mie de ori mai mică decât rezistența de sarcină. Se pare că în consecință la creșterea curenților primare și secundare trebuie să ardă o fracțiune de secundă înfășurare, un transformator de câmp de scurgere distruge instantaneu. Cu toate acestea, transformatoarele sunt de obicei ținute scurte în aceste intervale mici, până la protecția nu le va deconecta de la rețea. Motivul este că, atunci când un scurt-circuit crește dramatic, iar transformatorul scattering emf zero (vezi. § 5), care limitează curenții de scurtcircuit la valori de 10-25 de ori mai mare decât cea nominală. În consecință, pierderile în înfășurările circuitului scurt, deși a crescut (proporțional cu pătratul curentului) în 100-625 de ori, dar nu atât de mult pentru a arde transformator în timpul unui scurtcircuit.
Prin urmare, domeniul de imprastiere limitarea curenților de scurtcircuit și protejează bobina de sarcini termice excesive și forțe electrodinamice.
forțe electrodinamice în timpul unui scurt-circuit. După cum sa menționat anterior, forțele electrodinamice generate de interacțiunea dintre curenți și câmpuri vagabonzi, în timpul funcționării normale a transformatorului este mic. Cu toate acestea, atunci când un scurt-circuit, atunci când curentul este crescut de zece ori, în creștere eforturile de sute de ori și pot fi foarte periculoase. Că scurt-circuit Înfășurarea având o pierdere de rezistență deformare (vezi. Fig. 6b), bobinele de îndoire și distanțierele prăbușirea forțelor axiale și alte distrugeri, ceea ce duce la defectarea transformatorului.
În plus față de aceste metode de reducere a forțelor electrodinamice (a se vedea. § 6), este necesar de menționat următoarele. Una dintre operațiunile de asamblare este axială presarea înfășurări efectuate de două ori: prima dată după ce duza de înfășurare și montați grinzile jugul superior (înainte de a verifica stația de testare) și a doua oară - după uscarea părții active. Pentru a reduce efortul este deosebit de important al doilea presa-fit.
Experiența a arătat că eforturile distructive ale unui scurtcircuit depinde în mare măsură de gradul de interferență se potrivesc, adică. E. Fie că o singură bobină organism sau bobine se pot deplasa ușor. In acest ultim caz, rezonanță periculoase (coincidență) oscilațiilor intrinseci bobină de frecvență mecanice cu o frecventa (100 Hz) a forțelor electrodinamice. În procesul de distrugere a bobinei de rezonanță poate avea loc atunci când se depun eforturi în condiții normale absolut nu sunt periculoase.
De o mare importanță pentru rezistența înfășurărilor are frecvența scurt-circuit. Există transformatoare (de exemplu, electrice), pentru care scurte si frecvente circuite în uz comun, astfel încât pentru ei deosebit de important de încredere de presa-fit a înfășurărilor.
Deoarece izolația de hârtie de fire la frecvente scurtcircuitelor frays și pauze, condițiile pentru apariția unor noi Scurtcircuitarea. Acest pericol poate fi eliminat doar apăsând în. De asemenea, de dorit contracție (contracție) a distanțiere între bobinele izolatoare, deoarece generatorul „moale“ face posibilă vibrații mecanice bobine și distrugerea izolației.
Fig. 7. Scurtcircuitarea bobinele de lichidare
Astfel, la asamblarea izolației transformatorului este necesară pentru eliminarea contracției, înălțimea de nivelare, pentru a oferi o fiabile înfășurări-press fit.
Scurtcircuit în afara terminalelor. Spiralat circuit.
Un scurtcircuit poate avea loc nu numai pe intrările transformatorului, dar, de asemenea, în sursa de alimentare externă.
Mult mai puțin periculoase scurt-circuit, deoarece impedanța (reactivă și electrică) a circuitului închis format în acest caz, nu numai rezistențe ale transformatorului, dar și de fire de legătură, diverși consumatori și alte elemente din porțiunea de scurtcircuit. În mod semnificativ strânse scurt circuite periculoase, în special în transformator de lichidare care apar datorită deteriorării izolației înfășurării elicoidale și numite.
Când circuitul Vítkov între un scurt circuit și sfârșitul înfășurării (fig. 7) este închisă porțiunea care se transformă în fluxuri de curent de scurtcircuit. Este cunoscut faptul că înfășurările SMD sunt echilibrate: Să presupunem că curentul de scurtcircuit în înfășurarea primară depășește nominal de 10 ori, iar în porțiunea scurtcircuitată a înfășurărilor secundare are rotații de 1%, atunci curentul din bobinele scurt-circuitat poate depăși sute sau chiar mii de ori nominale. În aceste condiții, scurtcircuitat se transformă instantaneu supraîncălzit (temperatura de la 0.1-0.2 atinge temperatura de topire) topește și sârmă de cupru, cu picături de putere împrăștiată bobinaj, care se încadrează la un oțel activ, iar rezervorul fasciculului jug. Prin urmare, o trăsătură caracteristică interturn scurtcircuitelor sunt sfere de cupru care au apărut în timpul firului de topire, în locul circuitului scurt. Un alt semn de vina interturn - o deformare înfășurare semnificativă cauzată de forțele electrodinamice.
Deteriorarea izolației firelor de magnet se produce prin executarea neglijentă a lucrărilor de înfășurare (bobinare, șape, finisarea înfășurări), dar, uneori, de asemenea, în procesul de asamblare transformator, de exemplu în prepararea înfășurărilor la transportarea penelor duzei ciot. Chiar și o ușoară încălcare a izolației cablului (obryl o singură bandă de hârtie), poate fi cauza de scurtcircuit interturn.
scurtcircuitele spiralată este foarte periculos, însoțite de distrugerea înfășurărilor transformatorului și ieșirea sistemului. Singura garanție reală a transformatorului interturn scurt-circuit de lichidare este o implementare atentă și de lucru de asamblare, oferind rezistență mecanică și electrică a izolației firelor.