同心円の対インターリーブ方式の巻線:トランスデザインが利用していますか?

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同心円の対インターリーブ方式の巻線:トランスデザインが利用していますか?

分野のトランスデザインの選択に巻き手に決定的な影響を与え機器の性能、効率性、適用範囲とする。 同心円状の巻線インターリーブ方式の巻線の最も普通巻線構成にも広くお使いいただいて電力変圧器、配電変圧器、特殊である。 を理解するの差異に寄与するだけでなく、技術者の最適化デザインが支援していますユーザーにより情報を得た上での決定を行う製品。

 

1. 基本的な構造の違いとその定義

1.1同心巻線の伝統的な階層のレイアウト

同心巻線をご参照構造にコイル巻線配置されて層周辺に共通しの中央軸に、通常は主催による電圧レベルや機能です。 このレイアウトからの早めのトランスデザインは、直感的な構造が比較的成熟した製造を行っています。

構造原理と物理レイアウト同心巻線の採用に径方向に層状に配列する。 例えば、典型的な電源トランス:

(1)内層(低圧側): 

通常の傷に直接トランスコアです。 より低い電圧が必要であり、以下の絶縁距離に整列させることも可能ですあります。

(2)外層(高圧側): 

包みの内側の層を巻になります。 の高電圧を必要以上絶縁スペース素材です。

この“inside-out”配置を基本原理としての電磁誘導際交流電流を流しての巻線を生成することができるため、交流磁束コアの、そしてカップルのその他の巻線を電圧に変容しています。 同心円構造の結果、比較的高濃度の磁気経路が、電磁結合距離の巻線があります。

1.2インターリーブ方式の巻線の現代が交互にデザイン

インターリーブ方式の巻線を表すの高度なレイアウトの高電圧および低電圧巻線に分かれて複数の部門を交互に配置の軸方向である。 例えば、巻線が4セグメントの高い電圧および低圧部設置交互にあらわれる。 このデザインからかけ離れた、伝統的なラジアル積層動向の軸方向セグメント合.

1.2.1の構造的原則及び手配の論理

らのアプローチの背後にインターリーブ方式の巻線には低漏洩磁巻線間距離改善することを電磁結合効率を得ます。 置の高電圧および低電圧巻き部分を交互に、低電圧の部位に隣接する高電圧を印加します。 これにより磁界を渡り直接間、低漏洩磁束.

1.2.2の結合係数式

計算式との結合係数の改善に結合係数(k)がキーパラメータを測定するエネルギー移動効率とラインの巻として計算

k=M/√(L1×L2)

Mは、相互のインダクタンス

L1、L2の自己inductancesの高電圧および低電圧巻です。

のインターリーブデザインの間の距離を巻き部分が縮小し、相互のインダクタンスMを大幅に向上し、より高い結合係数k. この手段により磁気エネルギーを利用するための効果的移転ではなく紛失に対して、漏水流動的であった。

2. 性能比較と動作原理の違い

明示の主要なパフォーマンスの違いを巻きタイプには、以下のテーブルの比較を複数の外形寸法:

機能寸法 同心巻線 インターリーブ方式の巻線
電磁結合効率 下高漏れ磁束 高低漏洩磁束
短絡インピーダンス 比較的高い 設計が可能で下さい
放熱性能 が拡大する可能性があることで温度差層 より均一に熱分布
製造の複雑さ 比較的シンプルな成熟過程 より複雑、精度が要求される分割
に適した電圧レベル 普通、中-高電圧-大容量のトランス 特に適した低インピーダンス、高周波アプリケーション
コスト要因 低い材料コストは、標準絶縁要件 潜在的に高い製造原価

2.1電磁性能と効率性の影響

2.1.1漏れ磁束および短絡インピーダンス 

揚巻線のラジアル距離と高電圧および低電圧巻線により、より漏れ磁束. 漏れ磁束を軽減するだけではなく結合効率も増加は、短絡インピーダンス. 高短絡インピーダンスを制限、短絡電流でも高い電圧を制御します。

インターリーブ方式の巻線の最小限の平均距離の間に高電圧および低電圧巻線を交互に配列する。 にAmpère’s circuital法の原則に磁場の重ね合わせ、生成された磁場隣接するセグメントの効果的なカップリング、および、漏えい磁路を大幅に短縮に役立ちます。 そのため、デザイナーは、より柔軟に制御する回路を短絡インピーダンス、このデザインを必要とする用途にも対応して低インピーダンスの高い動的応答など、特定の周波数可変ドライブ(VFD)電源または特別である。

2.1.2渦電流損失高周波数特性 

渦電流損失に関する周波数や強度の変化する。 揚巻線の偏在の漏洩磁場で高い渦電流損失ます。 による均一な磁場配布、インターリーブ方式の巻線を低減できる地熱及び渦電流損失、特に高周波や高調波が豊富な運転条件(例えば、再生可能エネルギーインバータトランス).

2.2マルマネジメント、放熱特性

2.2.1熱流通や冷却効果

熱揚巻線が配信レイヤーの内巻き、近くのコアは、長く放熱パスの外側の巻線が直接接する冷却媒体(トランス油又は空気)をよりよい放熱性. この温度差で地域のホットスポットの影響を受け、絶縁性と長寿命化をもたらしました。

にインターリーブ方式の巻線を交互に配置の高電圧および低電圧部の結果により均一な熱源です。 各部門は、より直接的に冷却チャンネルの削減、全体の温度勾配部)に発生します。 このレイアウト調整や国際的な要請のためのトランスの温度上昇限界など、IEC60076-7的長期の設備の信頼性です。

2.2.2絶縁システムおよび熱老化 

熱老化率絶縁材料は、アレニウス式の高齢化率は指数関数的に高くな温度に 場合に地域の過熱が同心円の巻線で加速断熱高齢化するための課題となっている。 均一に熱分布のインターリーブ方式の巻線の結果より一貫性のある総合的な断熱温度が遅れ、全体の老化とグローバルトランスへの期待寿命(通常の設計のための25-30年)である。

結論

同心円状の巻線インターリーブ方式の巻線には二つの経路にトランスデザイン:クラシックや革新をもたらしました。 同心巻線で知られるが、そのシンプルさと信頼性をほとんどの伝統的な出力アプリケーションにおい インターリーブ方式の巻線では、それぞれの利点があり、高効率、コンパクトが強まっていて、優先の選択肢を用いた高周波-高効率願います。 選択は、トランス巻きタイプか否かの同心円の巻線を堅固なものに、コスト対効果の高いソリューションやインターリーブ方式の巻線のための優れた性能要求の厳しい条件になる最適な電源トランス設計やアプリケーション。

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