DIPLOMOVÁ PRÁCA - Žilinská univerzita

DIPLOMOVÁ PRÁCA - Žilinská univerzita DIPLOMOVÁ PRÁCA - Žilinská univerzita

diplom.utc.sk
from diplom.utc.sk More from this publisher
06.06.2015 Views

U jednofázového plášťového transformátora je celé vinutie umiestnené na strednom stĺpe. V prípade jednofázového jadrového transformátora je vinutie rozdelené na dve časti a je umiestnené na dvoch stĺpoch. Rozdiel oproti plášťovému transformátoru je v tom, že povrch vinutia sa zväčší. Väčšia chladiaca plocha umožní lepšie chladenie a vinutie môže byť zaťažované prúdom s väčšou prúdovou hustotou. Rozmery vinutí a aj celého transformátor sa tak môžu zmenšiť. Navrhovaný transformátor bude jadrový. U konvenčných transformátorov je teplotná trieda izolácie určená najvyššou prípustnou teplotou izolácie. Izolačný materiál pre supravodivé vinutia musí najmä dobre znášať nízke teploty. V oblasti pracových teplôt musí byť ešte čiastočne pružný a nesmie praskať. Samozrejme sú požadované veľmi dobré elektroizolačné vlastnosti, aby mohol mať čo najmenšiu hrúbku z dôvodu malého tepelného spádu. Pre supravodivé zariadenia sa vo všeobecnosti používa izolačný film Kapton. Ten tvorí základnú izoláciu. Pre zlepšenie elektrickej izolácie bude mierne upravený aj tvar kostry pre vinutie [18]. Pri prechode medzi dvomi striedavými napájacími napätiami je zvyčajne požadované, aby sa výstupné napätie nezmenilo. To sa dá dosiahnuť zmenou počtu sériovo zapojených závitov: − primárneho vinutia, − sekundárneho vinutia. Ak by sa zmena počtu sériovo zapojených závitov robila na sekundárnom vinutí, musela by sa robiť na všetkých vinutiach. Primárnym vinutím tečie menší prúd a má menší prierez, preto je jednoduchšie prepínať počet závitov primárneho vinutia. Pri tomto spôsobe je indukované napätie na jeden závit rovnaké pri oboch napájacích systémoch. Zmena počtu sériovo zapojených závitov môže byť prevedená pomocou: − odbočky na vinutí, − sério-paralelného prepínania častí vinutia. Ak je vyvedená len odbočka z vinutia, tak je pri menšom počte závitov časť vinutia úplne nevyužitá. Prepínanie je však veľmi jednoduché. Zmena počtu sériovo zapojených závitov prostredníctvom sério-paralelného spínania častí vinutia je schematicky naznačená na obr. 5.1 a obr. 5.2. V týchto obrázkoch je naznačené aj prúdové zaťaženie jednotlivých častí vzhľadom na menovitý prúd transformátora [19]. Obr. 5.1. Principiálne zapojenie častí primárneho vinutia pri napájaní zo systému Obr. 5.2. Principiálne zapojenie častí primárneho vinutia pri napájaní zo systému

V navrhovanom transformátore bude použité prepínanie napájacieho systému pomocou sérioparalelného prepínania častí vinutia, pretože v tomto prípade je vinutie zaťažované rovnomernejšie. Usporiadanie transformátora je naznačené na obr. 5.3 Kritický prúd supravodiča je udaný pre teplotu 77 K. Pri znižovaní teploty sa jeho hodnota zvyšuje. Toto zvýšenie je možné u BSCCO supravodičov popísať rovnicou (5.1) [20]. I C 2 ( .58 − 0.196 ⋅T + 0. ⋅T ) = I C77 ⋅ 10 P 000932 P [A; A, K] (5.1) Zároveň sa však zvyšuje energetická náročnosť chladiaceho zariadenia. Ďalšie obmedzenie tvorí bod tuhnutia dusíka a ďalšie znižovanie pracovnej teploty zariadenia je možné len pri použití iného chladiaceho média. V tejto práci je zvolená pracovná teplota T P = 64 K. Kritický prúd pri pracovnej teplote je potom: 2 ( .58 − 0.196 ⋅ 64 + 0.000932 ⋅ 64 ) = I 1. 853 I [A; A, K] (5.2) C = I C77 ⋅ 10 C77 ⋅

V navrhovanom transformátore bude použité prepínanie napájacieho systému pomocou sérioparalelného<br />

prepínania častí vinutia, pretože v tomto prípade je vinutie zaťažované rovnomernejšie.<br />

Usporiadanie transformátora je naznačené na obr. 5.3<br />

Kritický prúd supravodiča je udaný pre teplotu 77 K. Pri znižovaní teploty sa jeho hodnota zvyšuje.<br />

Toto zvýšenie je možné u BSCCO supravodičov popísať rovnicou (5.1) [20].<br />

I<br />

C<br />

2<br />

( .58 − 0.196 ⋅T<br />

+ 0. ⋅T<br />

)<br />

= I<br />

C77 ⋅ 10<br />

P<br />

000932<br />

P<br />

[A; A, K] (5.1)<br />

Zároveň sa však zvyšuje energetická náročnosť chladiaceho zariadenia. Ďalšie obmedzenie tvorí bod<br />

tuhnutia dusíka a ďalšie znižovanie pracovnej teploty zariadenia je možné len pri použití iného<br />

chladiaceho média. V tejto práci je zvolená pracovná teplota T P = 64 K. Kritický prúd pri pracovnej<br />

teplote je potom:<br />

2<br />

( .58 − 0.196 ⋅ 64 + 0.000932 ⋅ 64 ) = I 1. 853<br />

I [A; A, K] (5.2)<br />

C<br />

= I<br />

C77 ⋅ 10<br />

C77<br />

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!