변압기를 사용해 본 적이 있다면 권선이 동작이 일어나는 곳이라는 것을 아실 것입니다. - 권선은 실제로 한 회로에서 다른 회로로 에너지를 이동시키는 역할을 합니다. 그리고 권선에 구리와 알루미늄 중에서 선택할 때 가격표보다 고려해야 할 것이 더 많습니다.
문제는 많은 사람들이 구리와 알루미늄을 비교하여 단지 전도성이나 비용에 관한 것이라고 생각한다는 것입니다. 그러나 이 두 재료의 구조적 차이는 훨씬 더 깊습니다. 이는 변압기 설계 방법부터 제작 방법, 심지어 수년 동안 유지 관리하는 방법까지 모든 것에 영향을 미칩니다. 이 두 가지 옵션을 비교할 때 실제로 중요한 것이 무엇인지 살펴보겠습니다.
1. 재료 자체에서 시작됩니다
구리 권선과 알루미늄 권선의 근본적인 차이점은 재료 특성 -에 있으며 이러한 특성은 뒤따르는 모든 것을 형성합니다.
구리 권선은 순도가 높은- 구리(순도 99.9% 이상)를 사용합니다. 결정 구조는 조밀하고 균일하여 실제 근육을 제공합니다. - 약 200-250 MPa의 인장 강도를 말합니다. 이러한 강도는 필요한 경우 구리를 0.01mm까지 매우 가는 와이어로 그릴 수 있으며 와인딩 중에 변형 없이 모양을 유지할 수 있음을 의미합니다. 변압기 애플리케이션의 경우 구리 도체는 일반적으로 단선 또는 연선 묶음으로 제공됩니다. 연선 버전은 "표피 효과"(AC 전류가 표면 근처에서 흐르는 경향이 있음)를 줄이는 데 도움이 되며 이는 더 나은 전류 전달 용량을 의미합니다.
알루미늄 와인딩은 다른 이야기를 들려줍니다. 순도가 약 99.5%인 알루미늄이나 알루미늄 합금을 사용하지만 결정 구조가 더 느슨합니다. 인장 강도는 70-110 MPa -로 구리가 제공하는 강도의 약 1/3입니다. 실제로 이는 무엇을 의미합니까? 동일한 전류 부하의 경우 알루미늄 도체는 구리보다 물리적으로 더 두꺼워야 합니다. 그리고 알루미늄은 더 부서지기 쉽기 때문에 연선 도체는 권선 중 파손을 방지하기 위해 더 큰 간격으로 더 적은 수의 연선이 필요합니다. 산화 문제도 있습니다. 알루미늄은 표면에 거의 즉각적으로 견고하고 절연성이 있는 산화알루미늄 층을 형성합니다. 연결하기 전에 적절하게 처리하지 않으면 산화막으로 인해 전기적 성능이 손상될 수 있습니다.
2. 실제로 감는 방법
이러한 재료의 차이는 바로 제조 공정에 반영됩니다. 구리와 알루미늄을 같은 방식으로 감을 수는 없습니다.
구리를 사용하면 유연성을 얻을 수 있습니다. 연성과 인장 강도는 복잡한 권선 패턴 - 층 권선, 동심 권선, 웨이브 권선 - 등을 처리할 수 있음을 의미합니다. 와이어가 코어 주위를 단단히 감싸서 권선 밀도가 높고 전반적으로 더 컴팩트한 변압기를 제공합니다. 을 위한소형 및 중건식-형 변압기또는배전 변압기, 견고한 구리 권선은 제조가 간단하고 수십 년 동안 사용할 수 있기 때문에 선택하는 경우가 많습니다.{0}}
알루미늄은 더 많은 관리가 필요합니다. 강도가 낮다는 것은 일반적으로 더 단순한 권선 형태를 보고 있으며, 동심 권선이 더 큰 장치에 가장 일반적이라는 것을 의미합니다. 권선 중 장력 조절이 중요해집니다. - 너무 많이 하면 와이어가 끊어지고, 너무 적으면 회전이 느슨해져 열을 적절하게 발산할 수 없습니다. 그리고 여기에 사람들을 당황하게 만드는 것이 있습니다. 알루미늄은 온도에 따라 더 많이 팽창합니다. 열팽창 계수는 구리 16.5×10⁻⁶/도에 비해 약 23×10⁻⁶/도입니다. 즉, 알루미늄 권선에는 설계에 내장된 - 확장 공간을 호흡할 공간이 필요합니다. 일부 대형오일-침수 전력 변압기더 나은 효율성을 위해 알루미늄 호일 권선을 사용하지만, 이 접근 방식에는 더 나은 절연과 더 강력한 기계적 지지가 필요합니다.
3. 단열재 - 한 가지가 아닙니다-크기-모든 것에 적합합니다-
변압기 절연은 타협할 수 있는 부분이 아니며, 구리와 알루미늄에 대한 접근 방식이 달라집니다.
여기서 구리의 장점은 열전도율 - 약 401W/(m·K)로 매우 우수합니다. 열이 권선에서 효율적으로 이동하므로 핫스팟에 대한 걱정 없이 폴리이미드 필름이나 에폭시 수지와 같은 얇은 절연 재료를 사용할 수 있습니다. 표면이 자연적으로 매끄러우므로 부분 방전 문제를 일으킬 수 있는 공극이 줄어듭니다. 고전압 전력 변압기의 경우-동선 권선의 다층 절연은 신뢰성과 관리 용이성을 모두 제공합니다.
알루미늄은 다양한 규칙을 따릅니다. 열전도율은 약 237W/(m·K)입니다. - 이는 구리의 약 60%입니다. 열 이동이 적다는 것은 온도를 제어하기 위해 더 두꺼운 단열재가 필요하다는 것을 의미합니다. 그리고 우리가 언급한 산화물 층이 있습니다. 이는 전기 연결에만 영향을 미치는 것이 아닙니다. 또한 절연체가 도체 표면에 얼마나 잘 달라붙는지 감소시킵니다. 권취하기 전에 알루미늄은 적절한 단열 접착을 보장하기 위해 일반적으로 표면 처리 - 샌드블래스팅 또는 화학적 세척 -이 필요합니다. 그리고 알루미늄은 온도 변화에 따라 더 많이 움직이기 때문에 단열재는 균열 없이 팽창을 처리할 수 있을 만큼 유연하고{11}}내열성이 있어야 합니다.
4. 연결하기
여기서 현장 문제가 많이 나타난다. 권선 -을 변압기 내부의 회전과 외부 단자 -에 연결하는 방법은 구리 또는 알루미늄으로 작업하는지에 따라 크게 달라집니다.
구리 연결은 간단합니다. 턴 연결을 쉽게 납땜할 수 있어 별다른 소란 없이 낮은 접촉 저항을 얻을 수 있습니다. 외부 연결의 경우 구리 단자는 일반적으로 0.01Ω 미만의 구리 권선 - 접촉 저항과 직접 결합됩니다. 고전류를 처리할 때 구리 버스바는 필요한 용량과 기계적 강도를 모두 제공합니다.
알루미늄 연결에는 더 많은 생각이 필요합니다. 알루미늄 납땜은 매우 어렵기로 악명 높으므로 회전 연결은 일반적으로 압착 -에 의존하며 이를 위해서는 특수 도구와 정밀한 기술이 필요합니다. 알루미늄 권선을 구리 단자에 직접 연결하는 경우 갈바닉 부식 문제가 발생하게 됩니다. 해결책은 구리-알루미늄 전이 단자이지만, 그렇더라도 압착 압력과 온도가 딱 맞아야 합니다. 잘못하면 연결이 느슨해져서 결국 변압기 고장으로 이어질 수 있습니다.
5. 모두 함께 붙잡아라
마지막으로 운송, 설치 및 작동 중에 권선을 제자리에 유지하는 기계적 지지 구조-가 있습니다.
구리 권선은 간단한 지지 배열만으로도 충분할 정도로 강하며 일반적으로 - 절연 배플과 기본 클램프로 이를 안정적으로 고정합니다. 진동에 잘 견디고 시간이 지나도 느슨해지지 않으므로 구리의 특징인 변압기 수명이 길어집니다.
알루미늄에는 더 많은 도움이 필요합니다. 강도가 낮다는 것은 견고한 지지대가 필요하다는 것을 의미합니다. - 지지대 바, 완충 패드, 때로는 대형 알루미늄 권선 변압기용 에폭시 주조-를 생각해보세요. 에폭시는 이중 역할을 합니다. 기계적 강도와 절연성을 제공하지만 비용이 추가됩니다. 그리고 알루미늄은 진동에 더 민감하기 때문에 더 나은 충격 흡수가 필수입니다.
그렇다면 이것이 당신에게 무엇을 의미합니까?
보세요, 구리와 알루미늄 변압기 권선 사이에 보편적인 "더 나은" 선택은 없습니다. 구리는 성능이 최우선이고 예산이 허용되는 경우 건식 변압기 및 배전 변압기에 이상적인 정밀성, 효율성 및 간단한 제조를 제공합니다. - 알루미늄은 특히 대형 전력 변압기 및 발전기 승압 장치에 대해 비용 이점을 제공하지만 신뢰성을 보장하려면 설계 및 처리를 올바르게 수행해야 합니다.
핵심은 이러한 구조적 차이를 이해하여 특정 애플리케이션을 위한 변압기를 선택하든 현장의 기존 장치를 유지하든 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있도록 하는 것입니다.- 이것이 바로 진정한 전문 지식이 성능을 발휘하는 변압기와 골칫거리를 유발하는 변압기 사이의 차이를 만드는 곳입니다.
Transformers에 대한 우리의 경험 소개
Jiangsu Yawei Complete Electric Co., Ltd.에서는 수년 동안 수많은 응용 분야에 걸쳐 구리 및 알루미늄 권선을 사용하여 작업해 왔습니다. 우리는 무엇이 효과가 있고 무엇이 효과가 없는지, 그리고 각 자료가 어디에 적합한지 살펴보았습니다. 우리의 접근 방식은 간단합니다. 우리가 제공하는 모든 변압기의 구조적 무결성을 보장하기 위해 고품질 원자재와 입증된 처리 기술을 사용하여 권선 재료를 고객의 특정 요구 사항에 맞춥니다.
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