Quins són els tipus de bobinatges de transformadors?

Quins són els tipus de bobinatge dels transformadors?

Tipus de transformadors

• Els transformadors de nucli tenen el bobinatge en les branques externes

• Els transformadors de carcassa tenen el bobinatge en les branques internes

Principalment hi ha dos tipus de transformadors

• Transformador de nucli

• Transformador de carcassa

Tipus de bobinatge utilitzats per al transformador de nucli

Bobinatge cilíndric

Aquests bobinatges són de tipus estratificat i utilitzen un conductor rectangular o rodó, com es mostra a la Fig. (a) i (b). Els conductors s'enrollen en les cares planes, com es mostra a la Fig. (c), i s'enrollen en el costat de la nervadura a la Fig. (d).

Ús dels bobinatges cilíndrics

Els bobinatges cilíndrics són bobinatges de baixa tensió utilitzats fins a 6,6 kV per a kVA fins a 600-750, amb una intensitat entre 10 i 600 A.

Bobinatge helicoidal

Utilitzem bobinatges helicoidals de baixa tensió, alta capacitat, on la corrent és més elevada, mentre que el nombre de voltants és menor. La potència del transformador varia de 160 a 1000 kVA, des de 0,23 a 15 kV. Per assegurar una força mecànica adequada, la secció transversal de la fitxa no es fa inferior a 75-100 mm quadrats. El nombre màxim de fitxes utilitzades en paral·lel per formar un conductor és de 16.

Hi ha tres tipus

• Bobinatge helicoidal simple

• Bobinatge helicoidal doble

• Bobinatge disc-helicoidal

Els Bobinatges Helicoidals Simples consisteixen en l'enrollament en direcció axial segons una línia helicoidal amb una inclinació. Hi ha només una capa de voltants en cada bobinatge. L'avantatge del Bobinatge Helicoidal Doble és que reduïu la pèrdua de corrents de Foucault en els conductors. Això és degut a la reducció del nombre de conductors paral·lels situats en la direcció radial.

En els Bobinatges Disc-Helicoidals, les fitxes paral·leles es col·loquen una al costat de l'altra en la direcció radial per cobrir tota la profunditat radial del bobinatge.

Bobinatge helicoidal multicolor

Ho utilitzem comunament per a tensions elevades de 110 kV i superiors. Aquests tipus de bobinatge consisteixen en diverses capes cilíndriques enrollades concèntricament i connectades en sèrie.

Fem les capes exteriors més curtes que les interiors per distribuir la capacitance uniformement. Aquests bobinatges milloren principalment el comportament d'impuls dels transformadors.

Bobinatge de creuament

Aquests bobinatges s'utilitzen en els bobinatges de alta tensió de petits transformadors. Els conductors són fils rodons recoberts de paper o fitxes. Els bobinatges es divideixen en diverses bobines per reduir la tensió entre les capes adjacents. Aquestes bobines estan separades axials de 0,5 a 1 mm, amb la tensió entre bobines adjacents mantenida dins de 800 a 1000 V.

L'extrem interior d'una bobina es connecta a l'extrem de sortida de la bobina adjacent, com es mostra a la figura anterior. La longitud axial real de cada bobina és d'uns 50 mm, mentre que l'espai entre dues bobines és d'uns 6 mm per acomodar blocs de material aïllant.

L'amplada de la bobina és de 25 a 50 mm. El bobinatge de creuament té una major resistència que el bobinatge cilíndric en condicions normals. No obstant això, el bobinatge de creuament té una menor resistència a impuls que el cilíndric. Aquest tipus també té uns costos de treball més elevats.

Bobinatge de disc i bobinatge de disc continu

S'utilitza principalment per a transformadors de gran capacitat. El bobinatge consta d'un nombre de bobines o discs plans en sèrie o en paral·lel. Les bobines es formen amb fitxes rectangulars enrolades espiraladament des del centre cap a fora en la direcció radial, com es mostra a la figura següent.

Els conductors poden ser una fitxa única o múltiples fitxes en paral·lel enrolades en la cara plana. Això proporciona una construcció robusta per a aquests tipus de bobinatges. Els discs estan separats entre si amb sectors de pressboard atacats a raies verticals.

Els espais verticals i horitzontals proporcionen conductes radials i axials per a la circulació lliure de l'oli, que entra en contacte amb cada voltant. L'àrea del conductor varia de 4 a 50 mm quadrats i els límits de corrent són de 12 a 600 A. L'amplada mínima de la conducta d'oli és de 6 mm per a 35 kV. L'avantatge dels bobinatges de disc i continus és la seva major força mecànica axial i la seva baratesa.

Bobinatges per al transformador de carcassa

Bobinatge de tipus sandwich

Permet un fàcil control de la reactància, ja que quan dues bobines estan més a prop sobre el mateix eix magnètic, la proporció de flux mutu és més gran i el flux de fugida és menor.

El flux de fugida es pot reduir subdividint les seccions de baixa i alta tensió. Les seccions de baixa tensió finals, conegudes com a meitats de bobina, contenen la meitat de voltants de les seccions normals de baixa tensió.

Per equilibrar les forces magnetomotrices de les seccions adjacents, cada secció normal, sigui de baixa o alta tensió, porta el mateix nombre d'ampere-voltants. Quan més elevada sigui la grau de subdivisió, menys reactància hi haurà.

Avantatges dels bobinatges de carcassa en els transformadors

• Gran capacitat de suport de curtcircuits

• Alta resistència mecànica

• Alta resistència dielèctrica

• Excel·lent control del flux magnètic de fugida

• Capacitat de refrigeració eficient

• Disseny flexible

• Tamany compacte

• Disseny altament fiable