नवीन र सामान्य विकसन संरचनाहरू १०केभी उच्च-वोल्टेज उच्च-आवृत्ति ट्रान्सफरमरहरूका लागि

१. १० kV-वर्गका उच्च-भोल्टेज उच्च-आवृत्ति ट्रान्सफार्मरहरूका लागि नवीन प्रकारका वाइन्डिङ संरचनाहरू

१.१ क्षेत्रीय र आंशिक रूपमा पोटेड भेन्टिलेटेड संरचना

• चुम्बकीय कोर एकाइ बनाउन दुई U-आकारका फेराइट कोरहरू जोडिन्छन्, वा थप श्रृंखला/श्रृंखला-समानान्तर कोर मोड्यूलहरूमा जोडिन्छन्। प्राथमिक र द्वितीयक बबिनहरू क्रमशः कोरको बाँया र दाँया सीधा खुट्टामा लगाइन्छन्, कोर मिलाउने सतहलाई सीमा स्तरको रूपमा लिइन्छ। एउटै प्रकारका वाइन्डिङहरू एउटै तर्फ समूहीकृत हुन्छन्। उच्च-आवृत्ति क्षति घटाउन वाइन्डिङ सामग्रीको रूपमा लिट्ज तारलाई प्राथमिकता दिइन्छ।

• केवल उच्च-भोल्टेज वाइन्डिङ (वा प्राथमिक) लाई एपॉक्सी रालले पूर्ण रूपमा पोट गरिन्छ। विश्वसनीय निर्वातकता सुनिश्चित गर्न प्राथमिक र कोर/द्वितीयक बीच PTFE प्लेट घुसाइन्छ। द्वितीयक सतहलाई निर्वातक कागज वा टेपले लपेटिन्छ।

• वाइन्डिङहरू बीचका भेन्टिलेशन च्यानलहरू (अन्तरालहरू) र बाँया र दाँया खुट्टामा रहेका द्वितीयक वाइन्डिङहरू बीचका अन्तरालहरू र कोरहरू बीचका अन्तरालहरू राखेर, यस डिजाइनले तातो निकासी सुधार गर्दछ जबकि वजन र लागत घटाउँदछ, सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कुरा डाइइलेक्ट्रिक शक्ति बनाइराख्दछ—जसले ≥१० kV अलगाव अनुप्रयोगहरूका लागि उपयुक्त बनाउँछ।

१.२ मोड्यूलर डिजाइन र ग्राउण्डेड लिट्ज तार विद्युत क्षेत्र शील्डिङ

• उच्च-भोल्टेज र निम्न-भोल्टेज वाइन्डिङ मोड्यूलहरू छुट्टाछुट्टै पोट गरिएका हुन्छन् र त्यसपछि कोर एकाइमा जोडिन्छन्। मोड्यूलहरू बीच हावा अन्तराल बनाइराखिन्छ जसले जडान र ठण्डा गर्न सजिलो बनाउँछ, र खराबीको अवस्थामा क्षतिग्रस्त मोड्यूलहरू छुट्टाछुट्टै बदल्न सकिन्छ, जसले रखरखाव सुविधालाई बढाउँछ।

• उच्च-भोल्टेज वाइन्डिङको भित्री र बाहिरी दुवै तर्फ ग्राउण्डेड लिट्ज तार आधारित विद्युत क्षेत्र शील्डिङ तहहरू समावेश गरिएको छ। यसले उच्च-आवृत्ति विद्युत क्षेत्रलाई मुख्यतया उच्च-डाइइलेक्ट्रिक-शक्ति भएको एपॉक्सी-पोटेड क्षेत्रभित्र सीमित राख्दछ, जसले विद्युत क्षेत्र दमनका लागि मात्रै अत्यधिक वाइन्डिङ अन्तरालको आवश्यकता बिना आंशिक डिस्चार्ज (PD) को जोखिमलाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउँछ।

• लिट्ज तार शील्डिङ तहलाई एकल-बिन्दु ग्राउण्डिङका साथ खुला राख्न सकिन्छ, जसले विद्युत क्षेत्र आकार दिन सक्छ जबकि उल्लेखनीय भँवर धारा क्षतिबाट बच्छ। वाइन्डिङहरू र कोर बीच भेन्टिलेशन च्यानलहरू संरक्षित राखिएका छन्, जसले आधा-भेन्टिलेटेड ठण्डा गर्ने र न्यूनीकरण दुवैलाई सक्षम बनाउँछ।

१.३ खण्डित वाइन्डिङ र विद्युत क्षेत्र आकार

• निर्वातक बबिनमा समकेन्द्रित आस्तरहरू र खण्डित पसलहरू थपिन्छन्, जसले प्राथमिक र द्वितीयक वाइन्डिङहरूलाई "खण्ड समूहहरू" मा बीचमा राख्न अनुमति दिन्छ। यसले अन्तर-स्तर भोल्टेज प्रवणता र समतुल्य अप्रत्याशित धारिता लाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउँछ, संचालित EMI लाई दबाउँछ र भोल्टेज वितरण एकरूपतालाई सुधार गर्छ।

• खण्डहरूको संख्या n र स्तरहरूको गणना विश्लेषणात्मक वा अनुभवजन्य सूत्रहरू मार्फत निर्धारण गरिन्छ (जस्तै, n = −१५.३८·lg k₁ − १८.७७, जहाँ k₁ प्राथमिक/द्वितीयक स्व-धारिता र पारस्परिक धारिताको अनुपातहरू मध्ये न्यूनतम मान हुन्छ), जसले आयतन, बहिर्गामी प्रेरकत्व, र अप्रत्याशित धारिता बीचमा इष्टतम सम्झौता प्राप्त गर्छ—उच्च-शक्ति, उच्च-भोल्टेज, उच्च-आवृत्ति संचालनका लागि आदर्श।

१.४ संयुक्त वाइन्डिङ र एकीकृत पानी ठण्डा गर्ने

• कोरलाई दुई वाइन्डिङ क्षेत्रहरूमा विभाजन गरिन्छ। संयुक्त वाइन्डिङ दृष्टिकोण प्रयोग गरिन्छ: पहिलो संयुक्त वाइन्डिङ (जस्तै, प्राथमिक) भित्रीदेखि बाहिरी स्तरहरूमा नेतृत्व राखेर लपेटिन्छ; त्यसपछि, दोस्रो क्षेत्रमा, दोस्रो संयुक्त वाइन्डिङ (जस्तै, द्वितीयक) राखिएका नेतृत्वहरू प्रयोग गरेर उल्टो दिशामा लपेटिन्छ। यसले अन्तर-स्तर अन्तरालहरू विस्तार गर्छ र अवशिष्ट आवेश घटाउँछ, उच्च-भोल्टेज विश्वसनीयता र आयुलाई बढाउँछ।

• जोडाइको समयमा यान्त्रिक क्षतिको जोखिम बिना तापीय प्रदर्शन सुधार गर्न बाहिरी कोर भित्रीमा राहत स्लटहरू बनाइन्छन् जसले गैर-सम्पर्क पानी ठण्डा गर्ने च्यानलहरू एकीकृत गर्छ। संयुक्त निर्वातकले PI/PTFE लेमिनेटहरू प्रयोग गर्छ जसलाई चरणबद्ध ढाँचामा व्यवस्थित गरिन्छ जसले पर्याप्त क्रिपेज दूरी र उच्च-गुणवत्ता पोटिङ भराई सुनिश्चित गर्छ।

१.५ नयाँ प्रकारका वाइन्डिङ प्रविधिहरू र हानि नियन्त्रण मार्गहरू

PDQB (पावर डिफरेन्सियल क्वाड्रेचर ब्रिज) वाइन्डिङ प्रविधि प्रस्तुत गरिएको छ: अनुकूलित वाइन्डिङ टोपोलोजी र लेआउट मार्फत, स्किन र निकटता प्रभावहरू—र त्यसैले उच्च-आवृत्ति क्षतिहरू—लाई उल्लेखनीय रूपमा दबाइन्छ। यसले उल्लेखित अवस्थामा >९९.५% कपलिङ दक्षता प्राप्त गर्छ, साथै १० kV अलगाव क्षमता, नियन्त्रण योग्य बहिर्गामी प्रेरकत्व, र निम्न वितरित धारिता—जसले अनुकूलित ३०–४०० kW, ४–५० kHz उच्च-भोल्टेज उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगहरूका लागि उपयुक्त बनाउँछ।

२. १० kV-वर्गका उच्च-भोल्टेज उच्च-आवृत्ति ट्रान्सफार्मरहरूका लागि सामान्य वाइन्डिङ संरचनाहरू

२.१ आधारभूत वाइन्डिङ विन्यासहरू र अनुप्रयोग परिदृश्यहरू

• बहु-स्तर सिलिन्ड्रिकल: परिपक्व उत्पादन प्रक्रिया; अन्तर-स्तर निर्वातक र ठण्डा गर्ने च्यानलहरू घुसाउन सजिलो; मध्यम-देखि-उच्च भोल्टेज निरन्तर वाइन्डिङहरूका लागि उपयुक्त।

• बहु-खण्ड स्तरित: निर्वातक कागज वलयहरूद्वारा अलग गरिएका धेरै अक्षीय खण्डहरू; अन्तर-स्तर भोल्टेज प्रवणता र क्षेत्र संकेन्द्रणलाई प्रभावकारी रूपमा घटाउँछ; PD लाई कम गर्न HV वाइन्डिङहरूमा सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ।

• निरन्तर (डिस्क-प्रकार): धेरै डिस्क खण्डहरूको अक्षीय ढेर बनाएर बनाइन्छ; राम्रो यान्त्रिक शक्ति र तापीय प्रदर्शन प्रदान गर्छ; उच्च-क्षमता/उच्च-भोल्टेज अनुप्रयोगहरूका लागि उपयुक्त।

• डबल-डिस्क: प्रत्येक समूहमा दुई डिस्कहरू, श्रृंखला/समानान्तरमा जोडिएका; उच्च-धारा वा विशेष-उद्देश्यका HV वाइन्डिङहरूका लागि आदर्श।

• हेलिकल: एकल/दोहोरो/चौगुना हेलिक्स; सरल संरचना; उच्च-धारा LV वाइन्डिङहरू वा लोडमा ट्याप-परिवर्तन वाइन्डिङहरूका लागि उपयुक्त; घुमावहरूको संख्यामा सीमित।

एल्युमिनियम फोइल सिलिंड्रिकल: प्रत्येक परत मा एल्युमिनियम फोइलको एक चक्कर; उच्च अवकाश उपयोग र स्वचालन-अनुकूल; छोटी देखि मध्यम आकारका HV वाइंडिंगहरूको लागि उपयुक्त।

यी वाइंडिंग संरचनाहरू प्रायः ऊर्जा ट्रान्सफार्मरहरूमा मानक हुन्छन् र १० किलोवोल्ट श्रेणीका उच्च वोल्टेज उच्च आवृत्ति ट्रान्सफार्मरहरूमा अधिक विद्युत्यांतरण र तापीय व्यवहार बढाउन लागि अनुकूलित वा सुधारिएको हुन्छन्।

२.२ उच्च वोल्टेज उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगका लागि प्रामुखिक वाइंडिंग ब्लाउट र प्रक्रियाहरू

• संकेन्द्रित सिलिंड्रिकल (परतबद्ध) व्यवस्था: भीतरी भागमा HV वाइंडिंग, बाहिरी भागमा LV (या उल्टो); बीचमा अन्तर्परत विद्युत्यांतरण र उच्च विभवान्तर वितरणको लागि बहुपरत डिझाइन; विद्युत्क्षेत्र वितरण र PD व्यवहार अनुकूलित गर्न विभाजित ब्लाउट प्रयोग गरिन सक्छ।

• भागबद्ध र अन्तर्बीची व्यवस्था: HV वाइंडिंगलाई धेरै तारहरूमा विभाजन गरी अन्तर्बीची वा विभाजित ढंगले व्यवस्था गर्ने जसले अन्तर्परत वोल्टेज ग्रेडियन्ट र पारजीवी धारिता घटाउँछ, चालित EMI दम्न गर्छ, र वोल्टेज एकसमानता बढाउँछ।

• फाराडे र विद्युत्स्थैतिक शील्डिङ: प्राथमिक/द्वितीयक बीचमा वा वाइंडिंगको आसपास तामा फोइल वा चालक परतहरू राखी एक बिन्दुमा ग्राउन्ड गर्ने जसले सामान्य-मोड धारिता र कपलिङ शोर घटाउँछ; शील्डिङ वाइंडिंगको चौडाइको अनुकूल र तेज छोरहरू जसले विद्युत्यांतरण छेद गर्न सक्छ त्यसलाई बाहिर गर्नुपर्छ।

• चालक र धारा घनत्व अनुकूलन: Litz तार, धागा बनाएको चालक, वा तामा फोइल HV/उच्च धारा द्वितीयक लागि प्राथमिक छन् जसले त्वचा/निकटता प्रभाव दम्न गर्छ, AC प्रतिरोध (Rac) र तामा नुक्सान घटाउँछ; धारा घनत्व (J) र ताप वृद्धि विन्डो र सुरक्षा नियमानुसार नियन्त्रित गरिनुपर्छ।

• विद्युत्यांतरण र क्रीपेज डिझाइन: अवरोध, अन्तिम मार्जिन, स्लीव्ड टर्मिनल, र संयुक्त अन्तर्परत/अन्तर-वाइंडिंग विद्युत्यांतरणको प्रयोग; क्रीपेज दूरी र क्लियरन्स प्रदूषण डिग्री र वोल्टेज श्रेणीको आधारमा डिझाइन गरिन्छ; विद्युत्यांतरण शक्ति र ताप चालकता बढाउन वैक्युम इम्प्रेग्नेशन/पोटिङ लागू गरिन सक्छ।

यी ब्लाउट र प्रक्रिया विचारहरू विद्युत्यांतरण स्तर, पारजीवी परामाणिक, र शक्ति रेटिंग बीच तुलना गर्दछ—यो अभियान्त्रिक अभियानमा विश्वसनीय १० kV अलगाव प्राप्त गर्न आवश्यक छ।

२.३ उच्च वोल्टेज द्वितीयक आउटपुटको लागि अनुसारण विधिहरू (वाइंडिंग संरचनाले अत्यधिक प्रभावित)

• वोल्टेज गुणक रेक्टिफिकेशन: रेक्टिफायर वाहिकामा बहु-स्तरीय वोल्टेज दुगुनी गर्ने जसले वोल्टेज तनाव र पारजीवी धारिता प्रत्येक वाइंडिंग स्तरमा घटाउँछ, विद्युत्यांतरण डिझाइन सुगठित बनाउँछ। तर यो लोड ट्रान्सीयेन्ट/शॉर्ट सर्किट लाई संवेदनशील र चाल धारा लाई प्रवण छ। वास्तविक अभियानमा, सामान्यतया दुई वा दुई भन्दा कम चरणहरू प्रयोग गरिन्छ, जसको लागि धारा सीमित र सुरक्षा रणनीतिहरू आवश्यक छन्।

• श्रेणी/समान्तर संयोजन: द्वितीयक लाई धेरै तार पैकहरूमा विभाजन गर्दछ, जसले आन्तरिक वा रेक्टिफायर बाहिरी रूपमा श्रेणी/समान्तर जोड्ने जसले आवश्यक वोल्टेज/शक्ति प्राप्त गर्छ। सबै पैकहरू एउटै चुम्बकीय परिपथ साझा गर्छ, यसले मॉड्युलर डिझाइन र वोल्टेज तुलना आसान बनाउँछ—उच्च शक्ति आउटपुटको लागि उत्तम।

दोनों विधिहरू वाइंडिंग विभाजन, शील्डिङ, र विद्युत्यांतरण विन्डोहरूको समन्वित डिझाइनको आवश्यकता छ जसले वोल्टेज तनाव, दक्षता, EMI, र तापीय व्यवहार बीच तुलना गर्छ।

२.४ संरचनात्मक चयन निर्देशिका (त्वरित अभियान्त्रिक संदर्भ)

• विद्युत्क्षेत्र एकसमानता र PD नियन्त्रणको लागि प्राथमिकता: विभाजित वा निरन्तर (डिस्क-प्रकार) HV वाइंडिंग, फाराडे शील्डिङ, अन्तिम मार्जिन, र अवरोधहरूको संयोजन; जब आवश्यक हुन्छ भने वैक्युम इम्प्रेग्नेशन/पोटिङ सिफारिश गरिन्छ।

• उच्च धारा र निम्न तामा नुक्सानको लागि प्राथमिकता: द्वितीयक लाई Litz तार वा तामा फोइल प्रयोग गर्ने; अन्तर्बीची वा स्वादिष्ट वाइंडिंग आन्तरिक रूपमा लागू गर्ने जसले रिक्त इन्डक्टेन्स र Rac घटाउँछ; बाहिरी शील्डिङ र विद्युत्यांतरण बलियो बनाउने।

• संघटन र रखरखाउको लागि प्राथमिकता: श्रेणी/समान्तर जोड्ने द्वितीयक तार पैकहरू अपनाउने जसले वोल्टेज तुलना, परीक्षण, र दोष अलगाउन आसान बनाउँछ; शक्ति र ट्रान्सीयेन्ट आवश्यकताको आधारमा रेक्टिफायर वाहिकामा वोल्टेज गुणक रेक्टिफिकेशन (≤२ चरण) वा श्रेणी/समान्तर संयोजन चयन गर्ने।