Aug 10, 2026 Dejar un mensaje

Devanado de alto voltaje del transformador.

Aunque el área-de la sección transversal de los cables en el devanado de alto-voltaje es mucho menor que la del devanado de bajo-voltaje, el número de vueltas en el devanado de alto-voltaje puede ser aproximadamente 10 veces mayor que el del devanado de bajo-voltaje. Incluso si los requisitos de aislamiento para los extremos de los dos son diferentes, la gente todavía espera que el devanado de alto-voltaje y el devanado de bajo-voltaje tengan dimensiones axiales aproximadamente iguales. Suponiendo que el devanado de bajo-voltaje está enrollado en forma de espiral única y tiene solo una capa, entonces el devanado de alto-voltaje debe tener 10 capas de este devanado en espiral. La resistencia mecánica de este devanado multihélice es insuficiente y el voltaje entre cada capa también es alto (en un devanado con 10 capas, el voltaje entre capas será 1/10 del voltaje de fase). Por lo tanto, los devanados de alto voltaje- generalmente se enrollan en una estructura en forma de pastel. En el devanado en forma de panqueque, las espiras de alambre se enrollan radialmente hacia afuera desde la superficie del molde. Si un par de tortas lineales adyacentes se enrollan de esta manera, la transposición entre las tortas debe completarse dentro de las tortas, y los extremos de ambas tortas lineales se ubican en la superficie exterior de sus respectivas tortas lineales. Todas estas tortas de alambre se pueden enrollar de esta manera y luego sus extremos se pueden conectar entre sí para formar un devanado completo. Esta estructura requiere muchas uniones entre cada par de tortas de alambre (generalmente denominadas segmentos de línea), por lo que básicamente se han reemplazado por devanados continuos.

Después de ser enrollado como un devanado de torta, el devanado continuo tiene la misma forma estructural que el devanado compuesto por cada par de tortas de alambre, pero su proceso de bobinado elimina la necesidad de enrollar por separado un único par de tortas de alambre. Cuando el extremo de una torta de alambre se ubica en el lado del diámetro exterior, se coloca sobre la superficie del molde de alambre a través de una almohadilla diagonal. La segunda torta de alambre se enrolla de la misma manera que la primera torta de alambre, desde adentro hacia afuera, comenzando desde la superficie del molde de alambre. Después de enrollar el segundo panqueque. Libere la tensión del alambre enrollado, espolvoree la almohadilla diagonal y coloque las vueltas de alambre sueltas en la superficie del molde de alambre. Luego, al "verter el pastel", el "comienzo" del pastel en línea es la transposición de pasteles en línea adyacentes, mientras que el "final" se ubica en la superficie del molde en línea. A continuación, puedes seguir enrollando el siguiente panqueque de la misma forma.

Desde la introducción de los devanados continuos alrededor de la década de 1950, los fabricantes han estado devanando los devanados de la manera descrita anteriormente. Aunque este proceso puede parecer un poco complicado y difícil de describir claramente, para un trabajador experto en bobinado, el proceso anterior es en realidad muy simple y no hay ninguna dificultad en producir bobinados de alta-calidad usando este método. Sin embargo, este método de bobinado también tiene sus inconvenientes, el más destacado de los cuales es el problema de apretar la torta de hilo que es necesario "verter". Después de "verter el pastel", cada vuelta de estos pasteles de alambre debe rebobinarse sobre la superficie del molde de alambre, y cada vuelta debe estar lo suficientemente suelta como para enrollarse en su lugar. Luego, el trabajador de bobinado debe apretar la torta de alambre para proporcionar suficiente estabilidad para soportar cualquier impacto de falla o fuerza de cortocircuito-durante la operación. El proceso de apretar la torta de alambre incluye: primero fijar el carrete de alambre que almacena el alambre y luego hacer avanzar la máquina bobinadora. Este proceso puede sacar el cable de la torta de alambre aproximadamente 1 m como máximo. Durante el proceso de apretar el bobinado del cable, el cable debe ser rectificado con una tira de soporte de cola de paloma debajo. Para garantizar un movimiento suave entre las vueltas de alambre y el puntal de cola de paloma, la superficie del puntal generalmente se recubre con cera. Aun así, la gente sabe que deslizar los cables sobre la superficie del soporte puede dañar el aislamiento de los cables. Por supuesto, estos puntos de daño del aislamiento son difíciles de detectar debido a su ubicación dentro de la torta de alambre.

Por el contrario, las desventajas del devanado continuo en otros aspectos no son obvias, pero se debe prestar atención al costo laboral de fabricar este tipo de devanado. Gire las vueltas del alambre a lo largo de la matriz de bobinado y realice un proceso de "vertido de torta", que requiere trabajadores calificados para operar con competencia. De hecho, en el pasado, cuando los costos de mano de obra eran mucho más bajos, era costumbre que los trabajadores dedicados al bobinado continuo completaran todo el proceso de bobinado. Hoy en día, la gente cree que el método anterior es demasiado costoso, pero en muchos departamentos, para las partes más complejas del proceso de bobinado, los trabajadores de bobinado necesitan asistentes que ayuden con la operación. Esto también aumentará los costos de fabricación.

Al introducir una máquina de bobinado vertical, se han superado ambos problemas relacionados con el bobinado continuo. Las máquinas de bobinado vertical se han utilizado en algunos fabricantes de transformadores durante muchos años, pero su uso generalizado se remonta a la década de 1980. Desde los primeros días de la fabricación de transformadores, los fabricantes han estado utilizando máquinas bobinadoras horizontales para enrollar los devanados de los transformadores. Usando una máquina de bobinado vertical, comience desde la parte inferior del troquel de bobinado y enrolle la primera torta de alambre desde la superficie del troquel de bobinado de manera normal, desde adentro hacia afuera. Usando una serie de bloques escalonados, envuelva el pastel de la segunda línea en un patrón circular desde afuera hacia adentro encima del pastel de la primera línea. Una vez completado el enrollado del "cono", retire el cable y colóquelo en el troquel de enrollado, espolvoree el bloque de cojín escalonado y deje que el cono colapse para formar una torta de alambre. El instrumento de proceso requiere dejar espacio para que el cono colapse, y la holgura de la torta de línea es relativamente pequeña. Por lo tanto, el riesgo de daño al aislamiento causado al apretar la torta de alambre es mucho menor que el de una máquina bobinadora horizontal, por lo que un trabajador de bobinado puede completar fácilmente el trabajo de bobinado de la torta de alambre. La calidad del bobinado de una máquina bobinadora vertical es mucho mejor que la de una máquina bobinadora horizontal, pero los costos de compra e instalación de la primera son mucho más altos que los de la segunda.

El devanado de alto-voltaje también requiere canales de aceite de enfriamiento, que están formados por tirantes de cola de paloma colocados en la superficie del molde adyacente a la superficie interna de la torta de alambre y almohadillas radiales roscadas en los tirantes. Es posible formar canales radiales de aceite refrigerante entre cada par de tortas dobles, o establecer canales radiales de aceite refrigerante entre cada par de tortas lineales.

A veces se utilizan devanados blindados en transformadores de alto voltaje. Aunque los devanados de alto voltaje-multi-capas tienen algunos inconvenientes como se mencionó anteriormente, como voltajes más altos entre capas, especialmente en los extremos de cada capa. Sin embargo, en términos de rendimiento eléctrico, cuando este tipo de devanado es un devanado de alto-voltaje conectado en configuración de estrella y utiliza una estructura de aislamiento gradual con el punto neutro conectado a tierra, tendrá ventajas significativas. Si las espiras del devanado están dispuestas entre un par de capas protectoras interior y exterior, con una capa protectora conectada al extremo del cable del devanado y la otra capa protectora conectada a tierra, la distribución de tensión dentro del devanado será la misma que cuando las capas protectoras interior y exterior se consideran respectivamente como los dos electrodos de un condensador. Por lo tanto, se pueden tomar medidas de aislamiento para el voltaje generado en cualquier posición de la bobina, al igual que la estructura de aislamiento que forma la distribución de voltaje del capacitor. Esto hace que este devanado sea altamente capaz de soportar voltajes de frente de onda pronunciados, como la sobretensión de un rayo.

Otro problema relacionado con el diseño de la capa de blindaje es que estas capas de blindaje deben estar hechas de conductores muy delgados, de lo contrario se generarán altas pérdidas parásitas dentro de ellos. Además, debido al alto aislamiento de la capa protectora del extremo del cable, resulta difícil enfriarlo eficazmente. Por lo tanto, puede haber problemas de sobrecalentamiento local. Es necesario conectar la capa protectora a los extremos del cable de bobinado correspondiente en el campo eléctrico, y no es una tarea fácil hacer que estas tiras de metal resistan siempre vibraciones de hasta 100 Hz. Estas dificultades, así como la complejidad de la estructura de aislamiento requerida, han aumentado el coste de fabricación de este devanado. Por lo tanto, los diseñadores se han comprometido a mejorar la capacidad de respuesta de los devanados a voltajes de frente de onda pronunciados. En los últimos años, los avances en este ámbito han sido muy exitosos, por lo que las estructuras de bobinado con capa protectora ya casi no se utilizan.

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