I. Почему маломощные и среднемощные регуляторы используют "прямоугольные намотанные сердечники"?
Для маломощных и среднемощных регуляторов напряжения, где физические размеры и вес относительно небольшие, прямоугольный намотанный сердечник предлагает подавляющие комплексные преимущества:
- Оптимальные магнитные характеристики (минимальные потери): Намотанный сердечник формируется путем непрерывной намотки холоднокатаной зернориентированной полосы из электротехнической стали. Магнитный поток полностью проходит по оптимальному направлению зерен (направлению проката) стали в замкнутом магнитном контуре, с минимальным или отсутствующим искажением магнитного потока. Кроме того, у него нет стыков (или только минимальные воздушные зазоры), что обеспечивает наименьшие возможные потери при холостом ходе, ток холостого хода и уровень шума.
- Чрезвычайно высокая степень использования материала: Поскольку намотанный сердечник формируется непрерывной намоткой из полосового материала, отпадает необходимость в сложной резке углов, как это требуется для пакетированных сердечников. Это практически не создает обрезков или отходов, достигая степени использования материала, близкой к 100% — что обеспечивает отличную экономическую эффективность.
- Высокоэффективное автоматизированное производство: В диапазоне малых и средних мощностей существующие машины для намотки сердечников и специализированное оборудование для непосредственной намотки катушек на замкнутый сердечник являются высоко развитыми. Это позволяет достичь высокой степени автоматизации производства, значительно снижая трудовые затраты.
- Ограничения при больших мощностях: По мере увеличения мощности вес сердечника (обычно от нескольких тонн до десятков тонн) и площадь поперечного сечения значительно возрастают. На этом уровне намотка таких массивных стальных полос становится крайне сложной, а при высокотемпературной отжиге сформированный сердечник склонен к провисанию и деформации под действием гравитации. Кроме того, непосредственная намотка тяжелых проводников на большой замкнутый сердечник механически и практически неосуществима.
Фотография однофазного автоматического регулятора напряжения
II. Почему большие регуляторы используют "пакетированные сердечники с лестничными соединениями и полной строительной обработкой"?
Для больших регуляторов напряжения, где конструкция намотанного сердечника непрактична, применяется пакетированная конструкция сердечника, где массивные катушки наматываются отдельно, а затем точно нарезанные листы электротехнической стали чередуются и собираются по частям. Среди технологий пакетированных сердечников конфигурация "с лестничными соединениями и полной строительной обработкой" представляет собой оптимальное решение для минимизации врожденных недостатков пакетированной конструкции:
- Обеспечивает производство и сборку больших мощностей: Катушки больших мощностей весят несколько тонн и имеют строгие требования к изоляции. Они должны быть намотаны, высушенны и сжаты на специальных намоточных оправках. Процесс пакетирования сердечника позволяет операторам снять верхнюю траверсу (верхнюю часть) сердечника, опустить предварительно намотанную катушку на место, а затем вставить обратно листы верхней траверсы — это единственный возможный метод сборки для крупного оборудования.
- Полные строительные соединения предотвращают отклонение магнитного потока:
- Ранние конструкции сердечников использовали прямые (90°) стыковые соединения в углах, что вызывало пересечение магнитного потока через электротехническую сталь поперечно. Поскольку зернориентированная сталь имеет крайне низкие магнитные свойства в поперечном направлении, это приводило к значительным потерям и локальному перегреву.
- Полные строительные соединения (срезы под углом 45°) обеспечивают, что магнитный поток, переходящий через углы, все еще движется в основном по направлению зерен (высокопроницаемое направление) стали. Это эффективно исключает поперечный поток и значительно снижает потери при холостом ходе.
- Конструкция с лестничными соединениями решает проблему локального магнитного сопротивления и шума:
- Традиционная чередующаяся насадка (со стыками, чередующимися слева и справа в последовательных слоях) все еще демонстрирует значительное магнитное сопротивление в области стыков. Это вызывает локальное скучивание магнитного потока, увеличение рассеянного потока и усиление магнитострикции (что приводит к вибрации и высокому уровню шума) в переменных магнитных полях.
- Технология лестничных соединений чередует стыки соседних слоев в "ступенчатом" порядке с небольшим смещением в несколько миллиметров. Этот дизайн позволяет магнитному потоку в области стыков плавно и равномерно переходить к соседним листам, значительно уменьшая локальную магнитную насыщенность. Он может дополнительно снизить потери при холостом ходе на 5%–15% и эффективно уменьшить шум на 2–5 децибел, что критически важно для крупного оборудования, где уровни шума могут легко превышать допустимые значения.
- Облегчает теплоотвод и повышает механическую прочность: Большие сердечники генерируют значительное количество тепла. Пакетированная конструкция удобно позволяет вставлять прокладки между листами для создания каналов для охлаждающего масла (или воздуха). Одновременно прочные зажимные конструкции и сквозные болты (или обвязочные ленты) плотно сжимают пакетированный сердечник, обеспечивая исключительно высокую сопротивляемость силам короткого замыкания.
Фотография бесперебойного 32-ступенчатого регулятора напряжения для распределительных линий 11 кВ, 15 кВ, 22 кВ, 33 кВ
III. Заключение
Для регуляторов малой и средней мощности Vziman использует прямоугольные намотанные сердечники, чтобы достичь наименьших возможных потерь, нулевого отхода материала и высокоэффективного автоматизированного производства — все в рамках допустимых производственных процессов. Для регуляторов большой мощности Vziman применяет ступенчатые с перекрытием полностью подрезанные стопки сердечников, чтобы удовлетворить требования сборки, обусловленные их громоздкими размерами, при этом используя передовые технологии резки и подгонки, чтобы свести к минимуму, по возможности, потери, нагрев и шум, вызванные воздушными зазорами и магнитным сопротивлением. Учитывая стандартные спецификации, условия установки и затраты на жизненный цикл, Vziman предоставляет наиболее подходящие решения для сердечников, адаптированные к потребностям каждого клиента.
Отредактировано из:Echo
Вход
