Types d'enroulement du transformateur et leurs applications Guide complet

Les transformateurs sont des composants essentiels dans les systèmes électriques, facilitant la conversion de tension pour une distribution de puissance efficace. Un aspect critique de la conception des transformateurs est la configuration de l'enroulement, qui influence considérablement les performances, l'efficacité et la gestion thermique. Ce guide plonge dans les différents types d'enroulement du transformateur, leurs caractéristiques structurelles, les mécanismes de refroidissement et les applications pratiques.

Comprendre les enroulements du transformateur

Les enroulements du transformateur sont des bobines conductrices qui génèrent des champs magnétiques lorsqu'ils sont énergisés, permettant le transfert d'énergie électrique entre les circuits. Le type d'enroulement affecte des facteurs tels que:

• Capacité de manutention de tension et de courant

• Résistance mécanique et intégrité structurelle

• Efficacité de refroidissement

• Complexité et coût de la fabrication

Les enroulements sont classés en fonction de leur arrangement et de la configuration centrale du transformateur. Les deux principaux types de noyau sont:

• Transformateur de type noyau : les enroulements entourent le noyau magnétique.

• Transformateur de type coquille : le noyau magnétique entoure les enroulements.

Enroulements de transformateurs de type central

1. Enroulement hélicoïdal

Les enroulements hélicoïdaux sont constitués de plusieurs conducteurs parallèles enroulés dans une configuration en spirale. Ils sont couramment utilisés dans les applications à basse tension et à courant élevé en raison de leur:

• Capacité élevée en courant de courant : adapté aux transformateurs avec des cotes de courant jusqu'à 2 000 A.

• Refroidissement efficace : les conduits axiaux entre les virages facilitent la circulation de l'huile, améliorant la dissipation de la chaleur.

• Robustesse mécanique : offre une résistance structurelle pour résister aux contraintes opérationnelles.

Les enroulements hélicoïdaux sont répandus dans les transformateurs allant de 150 kVa à 30 MVA, fonctionnant à des tensions comprises entre 400 V et 33 kV.

2.

Les enroulements cylindriques sont construits par des conducteurs rectangulaires enroulés dans des couches concentriques autour du noyau. Ils sont caractérisés par:

• Conception compacte : adapté aux transformateurs avec des cotes de puissance allant jusqu'à 6,6 kV.

• Refroidissement efficace : les conduits d'huile entre les couches permettent un élimination efficace de la chaleur.

• Facilité d'entretien : la structure simplifiée facilite l'inspection et la réparation.

Ces enroulements sont couramment utilisés dans les transformateurs de taille moyenne, offrant un équilibre entre les performances et la fabrication.

3. Enroulement du disque

Les enroulements du disque impliquent l'empilement de plusieurs disques de conducteur en série, chaque disque comprenant plusieurs tours. Cette configuration propose:

• Manipulation haute tension : préférée pour les transformateurs évalués au-dessus de 25 kV.

• Résistance mécanique : capable de résister aux contraintes mécaniques élevées.

• Isolation efficace : La conception du disque permet une isolation efficace entre les virages.

Les enroulements à disques sont idéaux pour les applications à haute tension, garantissant des performances fiables dans des conditions exigeantes.

Enroulements de transformateur de type coquille

1. Enroulement sandwich

Dans les enroulements sandwichs, les enroulements primaires et secondaires sont alternativement en couches, ressemblant à une structure sandwich. Les avantages clés comprennent:

• Flux de fuite réduit : le flux magnétique est confiné dans le noyau, améliorant l'efficacité.

• Isolation améliorée : les couches alternées fournissent une isolation robuste entre les enroulements.

• Rencontre mécanique améliorée : Convient aux transformateurs soumis à des contraintes mécaniques.

Les enroulements sandwich sont couramment utilisés dans les transformateurs à haute tension, offrant des performances et une fiabilité supérieures.

Aperçu comparatif

Conclusion

Sélection de l'emploi approprié Le type d'enroulement de transformateur haute performance est crucial pour optimiser les performances, l'efficacité et la durabilité. En comprenant les caractéristiques et les applications de diverses configurations d'enroulement, les ingénieurs peuvent concevoir des transformateurs qui répondent aux exigences opérationnelles spécifiques. Que ce soit pour les applications à basse tension et à courant élevé ou les environnements à haute tension et à tension mécanique, le bon enroulement garantit une transformation de puissance fiable et efficace.

Si vous avez besoin d'informations supplémentaires sur Conception ou assistance du transformateur d'alimentation pour sélectionner le type d'enroulement approprié pour votre application, n'hésitez pas à tendre la main.