Strutture avvolgimenti innovative u komuni għal trasformazzjonijiet ta'alta spazju ta' 10kV ta'alta frequenza

1.Strutturi Vnovatri tal-Avkadd għal Trasformaturi ta' Frekwenza Alta ta' Klasse 10 kV

1.1 Struttura Ventilata Zonata u Pottjata Parzialment

• Jissoqqgħu żewġ qares ferriti ta' forma U biex jiffurmu unità tal-qares magneżiku, jew jiġu aġġustati aktar f'modulijiet ta' qares serjali/serjali-paralleli. Il-bobbini primarji u sekondarji jintallabu rispettivament fuq il-għaġen strett li ġejjin u l-ewwel tal-qares, kun il-pjan ta' miftuh tal-qares jisirx xitwa tas-silġ. Il-mavvukkjar tas-silġ ta' stess tip ikollhom jingħaqdu fl-istess latur. Tal-lanġas Litz huwa preferut għad-dawl tal-materjal tal-mavvukkjar sabiex tinqassam is-silġ tal-frekwenza alta.

• Biss il-mavvukkjar tal-volttagġ għoli (jew il-primarju) jintoffa' b'silġ epoksi. Tinfetaħ faċa tal-PTFE bejn il-primarju u l-qares/sekondarju biex tiżgura isolazzjoni affidabbli. Is-silġ tal-sekondarju jintoffa' b'papir jew nastro tal-isolazzjoni.

• Dwar riteniment ta' kanali ventilati (spazji bejn il-mavvukkar u bejn il-mavvukkar sekondarju fil-ghaġen strett u l-ewwel) u spazji bejn il-qares magneżiku, din id-disinn jgħammel tbaħħil signifikanti ta' t-talb tal-ħelu, waqt li jinqassam il-pixxi u l-kost, dak li jikseb forza dielektrika—li jgħinna lilha li tkun adatta għal applikazzjonijiet ta' isolazzjoni ta' ≥10 kV.

1.2 Disinn Modulari u Skild tal-Kamp Elettriku tal-Lanġas Litz immaqsam

• Il-modulijiet tal-mavvukkar tal-volttagġ għoli u bass tieħlu pottjati separatament u mqassmin wara fuq l-unità tal-qares. Jiġu maqsuma spazji tal-ħelu bejn il-modulijiet biex jifacilitaw l-aġġustament u l-raħeb, u modulijiet miktuna jistgħu jiġu sostitwiti indipendentement waqt it-toroq, li jgħinna lilha li tgħaddi l-manutenibiltà.

• Skild tal-kamp elettriku bsieġ lanġas Litz immaqsam jintroduċu fuq il-latur intern u l-estern tal-mavvukkar tal-volttagġ għoli. Dan ikkonfinja l-kamp elettriku tal-frekwenza għoli l-ewwel fl-erġa tal-epoksi ta' forza dielektika għoli, li jinqassam is-silġ ta' diska partiċiżali (PD) sensibilment mingħajr li jħtieġu spazji eċċessivi tal-mavvukkar biss għal supressjoni tal-kamp elettriku.

• Is-skild tal-lanġas Litz jista' jiġi laħbit b'punt singolu waqt li jirriman f'ċirkwit apert, li jagħmel formatura tal-kamp elettriku waqt li jiġbor eddy current losses signifikanti. Jiġu ritenuti kanali ventilati bejn il-mavvukkar u l-qares, li jagħmlu possibli l-raħeb semi-ventilat u l-miniaturizzazzjoni sittimultanament.

1.3 Mavvukkar Segwenti u Formatura tal-Kamp Elettriku

• Jiġu aġġustati sleves koassiali u żigri ta' segwentażzjoni għall-bobbin tal-isolazzjoni, li jpermettu li mavvukkar primarji u sekondarji jiġu interlaced f'gruppi "segwenti." Dan jinqassam gradjenzi tal-volttagġ bejn il-layers u kapacitanza parasiti ekvivalenti, li jsuppresse EMI trasmituta u jgħinna lilha li tiggħallem uniformità tal-distribuzzjoni tal-volttagġ.

• In-numru ta' segwenti n u in-numru tal-layers huma determinati permezz ta' formule analitici jew empirici (pereżempju, n = −15.38·lg k₁ − 18.77, fejn k₁ huwa l-valur minima bejn ir-rapparti tal-capacitanza auto tal-primarju/sekondarju u tal-capacitanza mutual), li jragġunjaw kompromiss ottimali bejn il-volum, l-induttanza tal-leakage, u l-capacitanza parasiti—ideali għal operazzjoni ta' potenza għoli, volttagġ għoli, frekwenza alta.

1.4 Mavvukkar Komposti u Raħeb tal-Ħelu Integrat

• Il-qares jkun diviż fi żewġ zoni tal-mavvukkar. Jisilġu approċċ tal-mavvukkar komposti: il-primu mavvukkar komposti (pereżempju, il-primarju) jintoffa' mill-layer intern sal-estern bl-inklini ritenuti; meta, fil-zona tan-naxxa, il-sekond mavvukkar komposti (pereżempju, il-sekondarju) jintoffa' f'direzzjoni inversa bl-inklini ritenuti. Dan jispandu l-spazji bejn il-layers u jinqassam il-carica residwa, li jgħinna lilha li tiggħallem affidabilità tal-volttagġ għoli u l-ġmien.

• Jiġu maqsuma slots ta' sollevament fuq il-mur estern tal-qares biex jintegraw kanali raħeb tal-ħelu mhux kontattu, li jgħammel performanża termika senza riskju ta' danni mekanika waqt it-toroq. L-isolazzjoni komposta tuża laminati PI/PTFE arrangjati f'konfigurazzjoni tal-passi biex tiżgura distanza tal-creepage adekvata u riempitu ta' potting ta' kwalità għoli.

1.5 Tekniki tal-Mavvukkar Ġodda u Viċi ta' Kontroll tal-Silġ

Teknologija tal-mavvukkar PDQB (Power Differential Quadrature Bridge) tintroduċi: permezz ta' topoloġija u disposizzjoni ottimali tal-mavvukkar, l-effetti tal-skin u proximity—and thus high-frequency losses—are significantly suppressed. This achieves coupling efficiency >99.5% in reported cases, along with 10 kV isolation capability, controllable leakage inductance, and low distributed capacitance—making it suitable for customized 30–400 kW, 4–50 kHz high-voltage high-frequency applications.

2. Strutturi Komin tal-Mavvukkar għal Trasformaturi ta' Frekwenza Alta ta' Klasse 10 kV

2.1 Konfigurazzjonijiet Bażiċi tal-Mavvukkar u Skenarijiet ta' Applikazzjoni

• Silindriċi multi-layer: Proċess manifattura mature; ħafna sieq li jintoffa' isolazzjoni bejn il-layers u kanali ta' raħeb; adatti għal mavvukkar kontinwi ta' volttagġ medju-għoli.

• Layered multi-segment: Segments assiali multipli separati b'ring tal-papir tal-isolazzjoni; jinqassam gradjenzi tal-volttagġ bejn il-layers u koncentrazzjoni tal-kamp; komuni fil-mavvukkar HV biex jinqassmu diska partiċiżali.

• Kontinwu (disk-type): Immissjaw ta' sekcjonijiet disk multipli axjal; jofru forza mekanika u performanża termika; adatti għal applikazzjonijiet ta' kapacita għoli/volttagġ għoli.

• Disk dubju: Dik disk per grupp, inklinati f'serje/paralleli; ideali għal mavvukkar HV ta' korrent għoli jew speċjal.

• Helikal: Helix singola/dubja/kwadrupla; struttura sempliċi; adatti għal mavvukkar LV ta' korrent għoli jew mavvukkar ta' tap-changing on-load; limitati f'in-numru ta' turns.

• Foil tal-lumju cilindriku: darbaġħa waħda għal kull strata mill-foil tal-lumju; utilizzazzjoni ta’ spazju magħmula u favorevoli għall-automatika; adattati għal avvolgimenti HV żgħar u medja.

Din huma strutturi standard ta’ avvolgimenti HV f’transformaturi tal-kurrent elektromagnetiku u solitament jingħataw l-adattazzjoni jew l-improvviment għal transformaturi ta’alta tensjoni u alta frequenza ta’ klassi 10 kV biex jiżdiedu l-izolazzjoni u r-prestazzjoni termika.

2.2 Layouts u Proċessi Tipiċi għal Aplikazzjonijiet ta’ Alta Tensjoni u Alta Frequenza

• Kombinazzjoni cilindrika (stratifikata): avvolgiment ta’ alta tensjoni fi l-inħanor, avvolgiment ta’ bassa tensjoni fuq ( jew vice versa); dissenj multistrat b’izolazzjoni bejn is-sitrati biex tiddistribuwa l-differenzi tal-potentjali ħadid; layout segmentat jista’ jiġi użat biex joptymizza l-distribuzzjoni tal-kamp elettriku u r-prestazzjoni PD.

• Segmentazzjoni u interlevatura: avvolgiment ta’ alta tensjoni diviż fil-molt kojli u arranġati f’mudalità stagħġerata/segmentata biex iżridu l-gradjent tal-voltàġġ bejn is-sitrati u l-kapacitanza parasiti, supressjaw l-EMI miktuba, u ommew l-uniformità tal-voltàġġ.

• Scudi Faraday u elettrostatici: foil tal-kupru jew strati konduttivi immsieġa bejn il-primerari/sekondari jew għas-silġ tal-avvolgimenti, immagħluqa f’punt wieħed, biex tiżridu l-kapacitanza komuni u l-nies tal-koppla; is-scudiv huwa jkun jagħmlu match mal-wisq tal-avvolgiment u jivitanu l-aħdut tagħħem li jistgħu ipurtaw lil l-izolazzjoni.

• Ottimizzazzjoni tal-konduċturi u densità tal-kurrent: il-litz wire, il-konduċturi stranded, jew il-foil tal-kupru huma preferuti għal sekondari HV/kurrenti mhuxxel biex is-suppressjaw l-effetti tal-għaġeb/tal-prossimità, iżridu l-resistanza AC (Rac) u l-kummerċ tal-kupru; id-densità tal-kurrent (J) u l-ktiem tal-tempjeratura huma kontrolati fit-fenestra u fis-limiti tas-sigurtà.

• Izolazzjoni u dissenj tal-creepage: użu tal-barriers, end margins, sleeved terminals, u izolazzjoni kombinata inter-strata/inter-avvolgimenti; id-distanza tal-creepage u l-clearance huma disegnati skond d-gradi tal-kontaminazzjoni u klassi tal-voltàġġ; impregnazzjoni/potting tal-vakju ma jistgħux jiġu applikati biex jiżdiedu l-forza dielettrika u l-konduċtività termika.

Din il-konsiderazzjonijiet tal-layout u tal-proċess huma strettament legati għal l-imbalance tal-livell tal-izolazzjoni, parametri parasiti, u ratin tal-potenza—klavi għal l-irreżoluzzjoni affidabbli ta’ 10 kV fis-prattika inġiniera.

2.3 Metodi ta’ Implementazzjoni għal Output Sekondari ta’ Alta Tensjoni (Fortement Dipendenti Mis-Silġ tal-Avvolgiment)

• Rettifika tal-moltiplikatur tal-voltàġġ: multi-stage doubling tal-voltàġġ fuq is-silġ tal-rettifika t-iżridu sostanzjalment il-stress tal-voltàġġ u l-kapacitanza parasiti għal kull stadj ta’ avvolgiment, ibdil l-izolazzjoni. Ikkantun, huwa sensittiv għal transjents tal-koħħ/barriera u pruon ta’ kurrenti. Fis-prattika, nofs ikunu użati mhux aktar minn sews stages, necessita strategiji ta’ limitazzjoni tal-kurrent u protezzjoni.

• Kombinazzjoni serjali/parallela: is-sekondari jikkonvertu f’molt pakki ta’ kojlji, li jiġu magħqudin serjali/parallela internament jew post-rettifika biex jiġibu l-voltàġġ/potenza desirati. Kull pakk jagħmel użu mill-istess circuit magnetiku, iffaċilita l-disegnu modulari u l-bilanci tal-voltàġġ—ideali għal output ta’ potenza għoli.

Il-metodi kollha rikiedu disegnu integratu mis-silġ tal-avvolgiment, is-scudi, u l-fenestri tal-izolazzjoni biex jiżdiedu l-stress tal-voltàġġ, l-effiċjenza, l-EMI, u r-prestazzjoni termika.

2.4 Linji Direttivi ta’ Selezzjoni Strutturali (Referenza Inġiniera Veloci)

• Prioritizzazzjoni tal-uniformità tal-kamp elettriku u l-kontroll PD: preferisci avvolgimenti HV segmentati jew kontinwi (tipu disc), kombinati ma’ scudi Faraday, end margins, u barriers; impregnazzjoni/potting tal-vakju rekomandati meta neċessarju.

• Prioritizzazzjoni tal-kurrent għoli u l-kummerċ tal-kupru baż: użu litz wire jew foil tal-kupru għal sekondari; impiegati avvolgimenti interlevati jew sandwich internament biex iżridu l-induttanza tal-leakage u Rac; rinforza is-scudi esterni u l-izolazzjoni.

• Prioritizzazzjoni tal-assamblaggio u l-manutenibilità: adotta pakk modulari ta’ kojlji sekondari magħqudin serjali/parallela għal facil bilanci tal-voltàġġ, test, u isolazzjoni tal-falliment; seleziona rettifika tal-moltiplikatur tal-voltàġġ (≤2 stages) jew kombinazzjoni serjali/parallela fuq is-silġ tal-rettifika skond ir-requisiti tal-potenza u tal-transjent.