Návrh transformátorů pro těžební účely v uhelném průmyslu
Dobývání uhlí je v Číně klíčovým zdrojem energie a požadavky na transformátory pro těžební účely jsou velmi vysoké. Tyto transformátory musí nejen poskytovat nezbytnou energii pro těžební operace, ale také zajistit, aby jejich provoz nijak nesnášel bezpečnost dole. Vzhledem k současným požadavkům na produkci uhlí v Číně se obvykle používají lepkové suché transformátory s epoxidovou pryskyřicí jako hlavní komponenty, s příslušnými úpravami externího konstrukčního návrhu.
Vnitřní návrh transformátoru
Obálka transformátorů pro těžební účely musí být odporná proti výbuchu. Konstrukční návrh těchto transformátorů je založen na elektromagnetických výpočtech, zaměřuje se na snížení ztrát, zlepšení síly izolace a řízení teplotního stoupání. Vzhledem k omezením podzemního prostředí musí být transformátory kompaktní a snadno přepravitelné a instalovatelné. To lze dosáhnout optimalizací návrhu jádra a vysoko- a nízkoampérných cívek.
Výběr jádra
Jádro by mělo být vyrobeno z laminovaného silikátového železa s vysokou magnetickou průchodivostí. Povrch jádra je potažen epoxidovou pryskyřicí a vytvrzen pro zlepšení odolnosti proti vlhkosti a korozi. Celá jádrová sestava je stlačena pomocí desek a pásků z nízkomagnetické oceli pro snížení hlučnosti. Kromě snížení hlučnosti musí návrh také řešit teplotní stoupání a spotřebu energie. Jádro by mělo být navrženo s nízkou hustotou magnetického toku, aby se vyhnulo hystereznímu roztažnému pásu a snížilo ztráty energie při nezatížení.
Návrh vysoko- a nízkoampérných civek
Vysokoampérná cívka má válcovou strukturu, mezi vrstvami je posílena skleněnou textilií a je ulita do epoxidové pryskyřice, což vytváří pevnou a robustní sestavu. Cívka by měla být lepena v částech, aby se snížila intenzita elektrického pole uvnitř. Na obou stranách cívky jsou poskytnuty longitudinální ventilační kanály pro zlepšení odvodu tepla. Nízkoampérná cívka je vyrobena z měděného plechu a rovněž je ulita do epoxidové pryskyřice.
Návrh obálky transformátoru
Obálka transformátoru musí odolat vnitřním výbušným tlakům a zabránit uvolnění výbušných plynů, které by mohly způsobit výbuch nebo požár v celém dole. Materiál obálky musí mít vynikající mechanickou pevnost a dobré tepelné vlastnosti pro odvod tepla.
Klíčové aspekty návrhu
Materiál epoxidové pryskyřice musí být přísně kontrolován, obvykle se používá izolace třídy H. Měly by být zahrnuty aditiva, jako jsou iniciátory a tvrdidlo, aby byl termální roztažný koeficient pryskyřice shodný s tím měděného drátu, což zlepší tepelnou vodivost, mechanickou pevnost a elektrické vlastnosti.
Cívky by měly být lepeny v vysokoteplotním a vakuumovém prostředí, aby bylo zajištěno, že během procesu lepení nezůstane žádná vlhkost.
Chladicí zařízení, obvykle ventilační kanály, by měla být integrována blízko jádra a civek během návrhu. V extrémních podmínkách mohou být použity metody chlazení olejem nebo vodou pro zlepšení odvodu tepla uvnitř.
Odporná proti výbuchu obálka by měla být také navržena s ohledem na odvod tepla. Pro zvýšení povrchu může být použit hrbolatý návrh, což umožní rychlejší odvod tepla uvnitř.
