1. Características estructurales
Bobinado en capas: La estructura es simple y clara, y existen separaciones obvias entre cada capa para facilitar la fabricación y el mantenimiento.
Devanado tipo panqueque: estructura compacta, alta utilización del espacio, adecuado para transformadores de gran capacidad.
Bobinado continuo: Los hilos se enrollan de forma continua, con una estructura compacta y sin separación evidente entre capas.
Devanado enredado: hay enredos cruzados entre capas adyacentes y la estructura es compleja, pero el efecto de acoplamiento electromagnético es bueno.
2. Rendimiento de disipación de calor
Bobinado en capas: hay un espacio de aire entre las capas, lo que tiene un mejor rendimiento de disipación de calor.
Bobinado tipo panqueque: el rendimiento de disipación de calor es relativamente pobre y se requieren medidas adicionales de disipación de calor.
Bobinado continuo: debido a la estructura compacta, el rendimiento de disipación de calor es limitado.
Devanado enredado: debido a la complejidad de la estructura, el rendimiento de disipación de calor también es limitado.
3. Propiedades electromagnéticas
Devanado de capa: el rendimiento electromagnético es medio y el flujo de fuga es grande.
Bobinado tipo panqueque: mejor rendimiento electromagnético y menor flujo de fuga.
Devanado continuo: buen rendimiento electromagnético, pequeño flujo de fuga y pérdida por corrientes parásitas.
Devanado enredado: A través del enredo cruzado entre capas adyacentes, se mejora el acoplamiento electromagnético y se reduce el flujo de fuga.
4. Resistencia mecánica
Devanado estratificado: tiene resistencia mecánica media y es adecuado para transformadores de media y baja tensión.
Bobinado tipo panqueque: alta resistencia mecánica, capaz de soportar grandes fuerzas electromagnéticas, adecuado para transformadores de alta tensión y gran capacidad.
Devanado continuo: La resistencia mecánica depende de la estanqueidad del devanado y del diseño de la estructura de soporte.
Bobinado enredado: Debido a la complejidad de la estructura, su resistencia mecánica puede verse afectada en cierta medida.
5. Análisis de escenarios de aplicación.
Devanado de capa: adecuado para media y baja tensión, pequeña y mediana capacidad.transformadoresy ocasiones con altos requisitos de rendimiento de disipación de calor.
Devanado tipo panqueque: adecuado para transformadores de alta tensión y gran capacidad, especialmente en situaciones donde se requieren grandes fuerzas electromagnéticas.
Bobinado continuo: adecuado para ocasiones que tienen altos requisitos de rendimiento electromagnético y requisitos menos estrictos de rendimiento de disipación de calor.
Devanado enredado: adecuado para situaciones en las que es necesario mejorar el acoplamiento electromagnético y reducir el flujo de fuga, como algunos transformadores especiales de alto voltaje.
Consideraciones de selección y diseño de devanados
En el proceso de diseño y fabricación de transformadores, el diseño y selección de devanados es un eslabón crucial. Afecta directamente el rendimiento, la confiabilidad, la eficiencia y el costo de fabricación del transformador. Los siguientes son los principales factores a considerar al diseñar y seleccionar devanados:
Capacidad del transformador y tensión nominal.
El diseño del devanado primero debe cumplir con los requisitos de capacidad y voltaje nominal del transformador. Los transformadores con diferentes capacidades y niveles de voltaje requieren devanados de diferentes especificaciones para garantizar que puedan transmitir energía eléctrica de manera segura y efectiva. Por ejemplo, los transformadores de mayor capacidad a menudo requieren cables más gruesos y estructuras de devanado más complejas para soportar corrientes y voltajes más altos.
Requisitos de disipación de calor y aumento de temperatura.
El rendimiento de disipación de calor del devanado es un factor clave en la estabilidad operativa y la vida útil del transformador. El diseño del devanado debe considerar factores como la conductividad térmica del material, la estructura del devanado y el método de enfriamiento para garantizar que la temperatura del devanado no sea demasiado alta en condiciones normales de funcionamiento, evitando así problemas como el envejecimiento del Material aislante y degradación térmica.
Propiedades electromagnéticas e impedancia de cortocircuito.
Las propiedades electromagnéticas del devanado afectan directamente la eficiencia y el efecto de conversión de voltaje del transformador. Los parámetros electromagnéticos del devanado, como la inductancia, la capacitancia y la resistencia, deben optimizarse durante el diseño para reducir la pérdida de energía y las fluctuaciones de voltaje. Además, la impedancia de cortocircuito es la capacidad del transformador para resistir la corriente durante un cortocircuito. Este factor también debe considerarse en el diseño del devanado para garantizar que el transformador pueda soportar suficiente corriente sin sufrir daños durante un cortocircuito.
Resistencia mecánica y comportamiento sísmico.
Como componente central del transformador, el devanado debe resistir los efectos de factores externos como la fuerza electromagnética, el transporte y los terremotos. Por lo tanto, se debe considerar la resistencia mecánica del devanado al diseñar, incluida la resistencia a la tracción del cable, la estructura de soporte y el método de fijación del devanado, etc. Al mismo tiempo, para áreas propensas a terremotos, se debe tener en cuenta una consideración especial. Se tiene en cuenta el rendimiento sísmico de los devanados para garantizar que el transformador pueda mantener un funcionamiento estable durante los terremotos.
Costes de fabricación y facilidad de mantenimiento.
El diseño y la selección de los devanados también deben considerar los costos de fabricación y la facilidad de mantenimiento. Con la premisa de cumplir con los requisitos de rendimiento, se deben seleccionar estructuras y materiales de bobinado de menor costo tanto como sea posible. Además, los devanados deben diseñarse para facilitar la fabricación, instalación y mantenimiento para reducir los costos generales de fabricación y mantenimiento del transformador.