سیم پیچ‌ها در ترانسفورماتور
سیم پیچ‌ها : سیم پیچ‌ها ی ترانسفورماتور معمولا از سیم مسی و در مواردی از آلومنیوم سیخته می‌شود. انواع سیم پیچهای مورد استفاده در انواع ترانسفورماتور‌ها عبارتند از:
۱ –سیم پیچ استوانه‌ای: این سیم پیچ به صورت یک لایه، دو لایه و چند لایه بابوبین پیوسته ساخته می‌شود. ساخته می‌شود.
۲ – سیم پیچ دیسکی: در این نوع سیم پیچی هادی‌ها به صورت کویل‌های مسطحی پیچیده میشوند. از آنجایی که در مواردی سیم پیچ‌ها با چندین هادی موازی پیچیده میشوند؛ لذا هادیهای دورتر از محور نسبت به هادیهای نزدیکتر طول بیشتری دارند. برای ایجاد تعادل در این طول‌ها، آن‌ها را ترانسپوزه می‌کنند. این کار سبب توزیع یکنواختی جریان بین هادیهای موازی و کاهش تلفات ناشی از جریانهای گردابی می‌شود.
در این نوع سیم پیچی، برای ایجاد یکنواختی در توزیع ولتاژ روی بخشهای ورودی سیم پیچ، از حلقههای یکنواخت کننده خازنی استفاده می‌شود. این حلقه‌ها سبب افزایش ظرفیت خازنی در ورودی و تعادل میدان الکتریکی در دوره‌های انتهایی میشوند.
۳ – سیم پیچ مارپیچ (حلزونی) در این نوع سیم پیچی، دورهای سیم پیچ یک خط مارپیچ را دنبال می‌کنند. هر دور شامل چندین هادی نواری می‌شود که در جهت شعاع روی هم قرار می‌گیرند. در این نوع سیم پیچی نیز برای متعادل سازی مقاومت و رکتانس هادیهای موادزی و کاهش تلفات جریانهای گردابی، هادی‌ها را ترانسپوزه می‌کنند.
سیم پیچی مارپیچ در انواع منفرد. مقعر، دوبل و چهارتایی وجود دارد. سیم پیچ مار پیچ کلا تعداد دور نسبتا کمتری دارد؛ لذا برای جریانهای بزرگ سمت فشار ضعیف (ترانسفورماتور‌های نیروگاهی) مورد خوبی است. در قسمت قبلی و در بحث معرفی هسته، گفتیم که هسته دو نوع است. ستونی و زرهی. سیم پیچهای ترانسفورماتور در هسته ستونی و هسته زرهی. نیروهای مختلفی را تحمل می‌کنند میزان این نیرو‌ها در سیم پیچهای ترانسفورماتور هسته ستونی بیشتر است.
در این نوع سیم پیچی نیروی شعاعی از نوع کششی و فشاری (به سمت داخل) و نیروهای محوری از نوع کششی و فشاری به سیم پیچ وارد می‌شود. در سیم پیچهای ترانسفورماتور‌های هسته زرهی، نیروی شعاعی در لبه‌های سیم پیچ و نیروی محوری که اغلب بصورت فشاری است بر سیم پیچ وارد می‌شود.
عوامل مختلفی سبب بروز عیب در سیم پیچ‌ها و در نتیجه در ترانسفورماتور می‌شود که برخی از آن‌ها عبلرتند از:
۱ – محکم نبودن عایق روی هادی‌ها سبب می‌شود که عایق به یک طرف شکم بدهد. این امر سبب اتصال ک. تاه بین حلقههای سیم پیچ می‌شود.
۲ – اتصال کوتاه بین حلقههای مجاور بدلیل وجود لبه‌های تیز روی هادیهای مسی، سبب بروز عیب در ترانسفورماتور می‌شود.
۳ – در اثر رطوبت به سیم پیچ‌ها ممکن است که بین دور‌ها اتصال کوتاه رخ دهد.
۴ – در فرایند خشک سازی ترانسفورماتور چنانچه دقت لازم بعم نیاید، ممکن است که بدلیل وجود بخار و رطوبت و اعمال ولتاژبه سیم پیچ‌ها عایق میان دورهای کناری از بین برود.
۵ – اتصال نا مناسب بین سیم پیچ‌ها سبب داغ شدن یونیزاسیون موضعی روغن می‌شود.
۶ – امواج گذرا تاثیرات بدی روی ترانسفورماتور و سیم پیچ دارند و می‌تواند سبب اتصال کوتاه با زمین و سوراخ شدن عایق‌ها شوند. بعضی از تاثیرات امواج گذرا بر روی ترانسفورماتور عبارتند از:: A) در هنگام کلید زنی یا اصابت صاعقه، بدلیل تغییرات امپدانس موجی در نقطه انتقال بین ترانسفورماتور و خط، موجهای رفت و برگشت ولتاژ و جریان ایجاد می‌شود که ممکن است ولتاژ روی سیم پیچ‌ها تا حد بسیار زیادی افزایش یابد. (b. ایجاد اضافه ولتاژ در تپهای ترانسفورماتور بدلیل وجود امواج گذرا کلا در هر نقطه‌ای که امپدانس موجی آن در طول سیم پیچی تغییر کند. خطر پیدایش اضافه ولتاژ وجود دارد. (c. هنگام قطع یک مدار القایی، مانند اولیه ترانسفورماتور، در صورتیکه ثانویه باز باشد. جریان مغناطیسی کنندگی و در نتیجه فشار مغناطیسی تمایل به صفر شدن یکباره دارند که البته شار نمی‌تواند چنین حالتی داشته باشد. در نتیجه اضافه ولتاژ بزرگی پدید می‌آید.
۷ – اضافه بارهای طولانی مدت سبب تولید گرما می‌شود. این امر سبب از بین رفتن عایق هادی‌ها و اتصال کوتاههای حلقه می‌شود. از طرفی در نتیجه گرمای یش از حد در روغن نیز لجن تولید می‌شود.
