Потопеното в масло охлаждане е широко разпространен метод в променливотоковите силови трансформатори и като доставчик на променливотокови силови трансформатори, аз съм развълнуван да се задълбоча в това как работи този охлаждащ механизъм.
Основи на променливотоковите силови трансформатори
Преди да проучим процеса на охлаждане в масло, важно е да разберем основите на трансформатора за променлив ток. AC захранващ трансформатор е статично електрическо устройство, което пренася електрическа енергия между две или повече вериги чрез електромагнитна индукция. Когато променлив ток протича през първичната намотка, той създава променящо се магнитно поле. След това това магнитно поле индуцира електродвижеща сила (ЕМС) във вторичната намотка, което позволява пренос на мощност при различно ниво на напрежение.
По време на работа на променливотоков трансформатор се генерира значително количество топлина. Тази топлина е резултат основно от два фактора: загуби на мед и загуби на желязо. Загубите на мед възникват поради съпротивлението на намотките на трансформатора. Докато токът протича през намотките, част от електрическата енергия се разсейва като топлина съгласно закона на Джаул ((P = I^{2}R), където (P) е загуба на мощност, (I) е ток и (R) е съпротивление). Загубите на желязо, от друга страна, се дължат на хистерезис и вихрови токове в сърцевината на трансформатора. Загубата на хистерезис е енергията, разсейвана в сърцевината, тъй като магнитните домени се обръщат многократно, докато загубата на вихров ток се дължи на циркулиращите токове, индуцирани в материала на сърцевината.
Ролята на маслото - потопено охлаждане
Масленото охлаждане играе решаваща роля за поддържането на безопасна и ефективна работа на AC силови трансформатори. Основният принцип зад масленото охлаждане е използването на специален тип изолационно масло, което да абсорбира топлината, генерирана от трансформатора, и да я пренася във външната среда.
Избор на трансформаторно масло
Маслото, използвано в маслените трансформатори, обикновено е силно рафинирано минерално масло. Това масло има няколко важни свойства, които го правят подходящо за това приложение. Първо, той има отлични електрически изолационни свойства, което помага да се предотврати електрическо повреда между намотките на трансформатора и други компоненти. Второ, има висок специфичен топлинен капацитет, което означава, че може да абсорбира голямо количество топлина без значително повишаване на температурата. Трето, има добра химическа стабилност, което му позволява да устои на окисляване и разграждане при дълги периоди на употреба.
Процес на абсорбция на топлина
Ядрото на трансформатора и намотките са напълно потопени в изолационното масло. Тъй като топлината се генерира в сърцевината и намотките, маслото в контакт с тези компоненти абсорбира топлината чрез проводимост. Нагрятото масло става по-малко плътно и се издига до горната част на резервоара на трансформатора поради естествената конвекция. Това е подобно на начина, по който горещият въздух се издига в стаята.
Процес на разсейване на топлината
След като нагрятото масло достигне горната част на резервоара, то трябва да прехвърли топлината към външната среда. Това обикновено се постига чрез комбинация от радиация, конвекция и проводимост.
В много маслени трансформатори има външни охлаждащи ребра или радиатори, прикрепени към резервоара на трансформатора. Горещото масло се влива в тези радиатори, където влиза в контакт с по-голяма повърхност, изложена на околния въздух. След това топлината се прехвърля от маслото към стените на радиатора чрез проводимост. Стените на радиатора от своя страна предават топлината на околния въздух чрез конвекция и излъчване. Конвекцията възниква, когато топлият въздух около радиатора се издига, създавайки поток от по-хладен въздух, който да го замести. Радиацията е излъчване на топлина под формата на електромагнитни вълни от горещите повърхности на радиатора.
Някои по-големи трансформатори могат също така да използват системи за принудително въздушно охлаждане или принудително охлаждане с масло за подобряване на процеса на разсейване на топлината. При принудително въздушно охлаждане, вентилаторите се използват за издухване на въздух над радиаторите, увеличавайки скоростта на пренос на топлина от радиатора към въздуха. При принудително охлаждане на маслото се използват помпи за циркулация на маслото през радиаторите с по-висока скорост, осигурявайки по-ефективен пренос на топлина.
Предимства на масленото охлаждане
Има няколко предимства при използването на маслено потопено охлаждане в променливотокови силови трансформатори.
Ефективен пренос на топлина
Както бе споменато по-рано, високият специфичен топлинен капацитет на трансформаторното масло му позволява да абсорбира голямо количество топлина. Естествената конвекция на маслото също осигурява ефективен начин за пренос на топлината от сърцевината и намотките към охлаждащите повърхности. Това води до по-ефективен процес на охлаждане в сравнение с някои други методи за охлаждане.
Електрическа изолация
Изолационното масло не само помага при охлаждането, но и осигурява електрическа изолация между различните компоненти на трансформатора. Това намалява риска от електрически къси съединения и подобрява цялостната електрическа ефективност и надеждност на трансформатора.
Дългосрочна надеждност
Химическата стабилност на трансформаторното масло означава, че то може да запази свойствата си за дълги периоди на употреба. Това допринася за дългосрочната надеждност на трансформатора, намалявайки нуждата от честа поддръжка и подмяна.
Приложения и нашата продуктова гама
Нашата компания предлага широка гама от променливотокови силови трансформатори, които използват маслена технология за охлаждане. Например имамеАсансьор и асансьор Използван тороидален трансформаторкоито са проектирани за специфичните изисквания на асансьорните и асансьорните системи. Тези трансформатори трябва да бъдат надеждни и ефективни, за да осигурят безопасната работа на асансьорите.
Ние също имамеТороидални двойни първични и двойни вторични силови трансформатори. Тези трансформатори са подходящи за приложения, където се изискват множество нива на напрежение. Потопената в масло система за охлаждане в тези трансформатори помага да се поддържа стабилна производителност дори при променливи условия на натоварване.
Освен това нашитеМножество тороидални вторични силови трансформаториса идеални за приложения, които се нуждаят от множество вторични изходи. Потопеното в масло охлаждане гарантира, че тези трансформатори могат да се справят с топлината, генерирана от сложните конфигурации на намотките.
Заключение и покана
В заключение, масленото охлаждане е високоефективен и надежден метод за охлаждане на AC силови трансформатори. Предлага ефективен топлопренос, отлична електрическа изолация и дългосрочна надеждност. Като доставчик на трансформатори за променлив ток, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени трансформатори, които използват тази усъвършенствана технология за охлаждане.
Ако сте на пазара за променливотокови силови трансформатори или имате въпроси относно нашите продукти, ви каним да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии. Ние сме тук, за да ви помогнем да намерите най-добрите трансформаторни решения за вашите специфични нужди.
Референции
- Grover, FW (1946). Изчисления на индуктивност: работни формули и таблици. Dover Publications.
- Netto, MC, & Barbosa, PW (2009). Силова електроника: преобразуватели, приложения и дизайн. Уайли.
- Стивънсън, WD (1982). Елементи на анализа на електроенергийната система. Макгроу - Хил.