Обмотки трансформаторов наматываются из медных жил, преимущественно в виде проволоки круглого сечения и полоски прямоугольного сечения. Эффективность трансформатора решающим образом зависит от чистоты меди и способа сборки и упаковки в нее катушек. Катушки должны быть расположены так, чтобы свести к минимуму ненужные наведенные токи. Пустое пространство вокруг и между проводниками также необходимо свести к минимуму.
Хотя медь высокой чистоты доступна уже много лет, Ряд недавних инноваций в способах изготовления меди значительно улучшил конструкцию трансформаторов,уступки и производительность.
Медные провода и полосы для производства трансформаторов производятся из катанки — основного полуфабриката, получаемого в настоящее время методом высокоскоростной непрерывной разливки и прокатки расплавленной меди. Непрерывная обработка в сочетании с новыми методами обработки позволила поставщикам предлагать проволоку и ленты гораздо большей длины, чем это было возможно ранее. Это позволило внедрить автоматизацию производства трансформаторов и исключить сварные соединения, которые в прошлом иногда приводили к сокращению срока службы трансформаторов.
Гениальный способ минимизировать потери из-за наведенных токов — вращать проводники внутри катушки.таким образом, чтобы избежать постоянного тесного контакта между соседними полосами. Производителю трансформаторов сложно и дорого добиться этого в небольших масштабах при изготовлении отдельных трансформаторов, но медные полуфабрикаты разработали продукт — непрерывно транспонированный проводник (КТС), который можно поставлять непосредственно на завод.
CTC предлагает готовые изолированные и плотно упакованные провода для изготовления катушек трансформаторов.Упаковка и перемещение отдельных проводников осуществляется на специально разработанном поточном оборудовании. Медные ленты берутся из большой барабанной крутильной машины, способной обрабатывать 20 и более отдельных бобин полосы. Головка машины укладывает полосы в стопки по две в глубину и до 42 в высоту и непрерывно перемещает верхнюю и нижнюю полосы, чтобы минимизировать контакт с проводниками.
Медные провода и ленты, используемые для изготовления трансформаторов, изолируются покрытием из термореактивной эмали, бумаги или синтетических материалов.Важно, чтобы изоляционный материал был как можно более тонким и эффективным, чтобы избежать ненужной траты пространства. Хотя напряжения, обрабатываемые силовым трансформатором, высоки, разница напряжений между соседними слоями катушки может быть довольно низкой.
Еще одним нововведением в производстве компактных низковольтных катушек в распределительных трансформаторах меньшего размера является использование в качестве сырья вместо проволоки широкого медного листа. Производство листов — это сложный процесс, требующий больших и очень точных станков для прокатки листов шириной до 800 мм, толщиной от 0,05 до 3 мм и с высококачественной обработкой поверхности и кромок.
Из-за необходимости рассчитать количество витков в катушке трансформатора и сопоставить его с размерами трансформатора и током, который должна проводить катушка, производители трансформаторов всегда требовали широкого диапазона размеров медных проводов и полос. До недавнего времени это было сложной задачей для производителя медных полуфабрикатов. Ему приходилось носить с собой большой набор штампов, чтобы вытянуть полосу до необходимого размера. Производителю трансформаторов требуются быстрые поставки, часто весьма небольшого тоннажа, но не бывает двух одинаковых заказов, и хранить готовый материал на складе нерентабельно.
В настоящее время применяется новая технология производства трансформаторной ленты путем холодной прокатки медной катанки до необходимых размеров, а не протяжки ее через штампы.Катанка диаметром до 25 мм прокатывается поточно до размеров от 2х1 мм до 25х3 мм. Широкий выбор кромочных профилей для улучшения технических характеристик и предотвращения повреждения изоляционных материалов обеспечивается формовочными валками с компьютерным управлением. Производителям трансформаторов может быть предложена услуга быстрой доставки, и больше нет необходимости носить с собой большой запас матриц или заменять изношенные матрицы.
Мониторинг и контроль качества осуществляются в режиме реального времени с использованием технологии, изначально разработанной для крупнообъемной прокатки металлов. Производители меди и полуфабрикаты продолжают разрабатывать новые продукты и услуги для повышения эффективности и надежности трансформаторов. К ним относятся состояние, постоянство прочности на разрыв, качество поверхности и внешний вид. Они также работают в таких областях, как чистота меди и эмалевые изоляционные системы. Иногда инновации, разработанные для других конечных рынков, таких как выводные рамки для электроники или аэрокосмическая промышленность, адаптируются для производства трансформаторов.
Время публикации: 27 августа 2024 г.