Bányászati transzformátorok tervezése szénbányászati alkalmazásokhoz

A szénbányászat kritikus energiaforrás Kínában, és a bányászatra használt transzformátorok követelményei különösen magasak. Ezeknek a transzformátoroknak nem csak alapvető energiát kell nyújtaniuk a bányászati műveletekhez, de biztosítaniuk kell, hogy működésük ne kompromittálja a bányabiztonságot. A jelenlegi kínai szénbányászati igények figyelembe vételével általában epoxiresztkivitelezett szárított transzformátorok használódnak alapkomponenstként, a külső szerkezeti tervezés megfelelő módosításaival.

Belső transzformátor tervezés

A bányászatra használt transzformátorok burkolata robbanásvédőnek kell lennie. Ezeknek a transzformátoroknak az elektromágneses számításokra épülő szerkezeti tervezése a veszteségek csökkentésére, a izolációs erősségnövelésére és a hőemelkedés ellenőrzésére összpontosít. Az alagútrendszerbeli környezet korlátozásai miatt a transzformátorok kompaktnak és könnyen transportálhatónak és telepíthetőnek kell lenniük. Ezt a mag és a mag- és alacsony feszültségű tekercsek optimalizált tervezésével lehet elérni.

Magszer kiválasztása

A magszernek magas ferromágneses áthatványosságú hűtött sávsavanyú acéllappakra kell épülnie. A magszer felülete epoxireszel van bevonva és lefestve, hogy javítsa a páratartalom- és ruggalmegállító képességet. Az egész magszerösszeállítást alacsony-mágneses acéllapokkal és -szíjjal rögzítik, hogy csökkentsék a zajt. A zajcsökkentés mellett a tervezésnek a hőemelkedést és az energiafelhasználást is kezelnie kell. A magszernek alacsony mágneses tokintenzitással kell rendelkeznie, hogy elkerülje a hysteresis-kiterjedési zónát, ezzel csökkentve a teljesítmény nélküli energiaveszteségeket.

Mag- és alacsony feszültségű tekercs tervezése

A magfeszültségű tekercs hengeres szerkezetet alkalmaz, rétegekre osztva szilíciumkarbon-dioxidral (fiberglass) megerősítve, majd epoxireszel borítva, hogy egy erős, szilárd egységet alkossanak. A tekercset részekre kell önteni, hogy csökkenti a belső elektromos mezoterhelést. A tekercs mindkét oldalán hosszirányú szellőztetési csatornák vannak, hogy javítsák a hőkiállítást. Az alacsony feszültségű tekercs rézlapból készül, és hasonlóan epoxireszel van borítva.

Transzformátor burkolat tervezése

A transzformátor burkolatnak el kell tudnia állnia a belső robbanási nyomásokat, és meg kell akadályoznia a robbanáshoz vezető gázok kiadását, amelyek akár bányaszerte kibővíthetnék robbanásokat vagy tűzektet. A burkolat anyaga kiváló mechanikai erősséggel és jó hőátadási tulajdonságokkal kell rendelkezzen.

Kulcsfontosságú tervezési szempontok

• Az epoxiresztek anyagának szigorúan kell ellenőrizni, általában H-osztályú izolációval. A promotorok és szilárdító szerek, mint például adalevelek, hozzáadása segít, hogy a resztek hőbővülési együtthatója illeszkedjen a rézdrót hőbővülési együtthatójához, javítva a hővezetési, mechanikai erősség és elektrikai teljesítmény.

• A tekercseket magas hőmérsékletű, vakuum környezetben kell önteni, hogy biztosítsák, hogy a öntés során nem maradjon nedvesség.

• A hűtési eszközök, általában szellőztetési csatornák, integrálni kell őket a mag és a tekercsek közeli tervezésében. Szélsőséges körülmények között olaj vagy víz hűtési módszereket alkalmazhatnak, hogy javítsák a belső hőátadást.

• A robbanásvédő burkolatnak is a hőátadásra kell összpontosítania. Hámozott dizájn alkalmazható, hogy növelje a felszínt, így gyorsabb a belső hő kiadása.