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As principais maneiras de resfriá-los se resumem a alguns princípios básicos. Primeiro, existe o resfriamento de ar natural, que é conhecido como AN por ar natural. Este depende completamente da convecção natural e da radiação para afastar o calor.
O calor se acumula nos enrolamentos e no núcleo, aquecendo o ar ao seu redor. Esse ar mais quente fica mais leve e sobe por conta própria. O ar mais frio entra pela parte inferior, enquanto o ar quente sai pelas aberturas na parte superior. Isso mantém uma corrente constante o tempo todo.
Os designers colocaram aberturas de ventilação e passagens de ar em locais inteligentes para aumentar o fluxo. Eles também aumentam a parte externa com barbatanas ou formas onduladas para ajudar a irradiar melhor o calor. Você vê esse método muito em unidades menores, digamos, até cerca de 2.000 kVA. Adapta-se a locais com cargas constantes e não muito pesadas.
Depois, há o resfriamento por ar forçado, conhecido como AF para ar forçado. Isso entra em ação para maiores necessidades de energia ou quando as coisas sobrecarregam um pouco. Ele usa ventiladores para empurrar o ar com mais força e rapidez.
Os ventiladores ficam ao longo do eixo, voltados diretamente para o núcleo e os enrolamentos. Sensores nos enrolamentos monitoram a temperatura e os controlam. Em funcionamento normal, se a temperatura ficar abaixo de 110 graus C, os ventiladores simplesmente ficam ociosos.
Quando o calor aumenta, os ventiladores ligam em etapas, um ou mais de cada vez. Isso aumenta muito o resfriamento. O transformador pode suportar sobrecargas de 125 a 150 por cento de sua classificação por curtos períodos de tempo. Isso é feito sem danificar o isolamento interno.
Em comparação apenas com o ar natural, esta configuração forçada aumenta a remoção de calor em 30 a 50 por cento. Muito útil para trabalhos mais difíceis.
Os projetistas agora também incorporam gerenciamento térmico completo. Isso significa sensores e controles todos interligados. Eles usam RTDs PT100 ou termopares presos nos enrolamentos para leituras de temperatura ao vivo.
Controladores inteligentes funcionam em microprocessadores. Eles ficam de olho no calor e ajustam o resfriamento em etapas. Você recebe alarmes quando a temperatura atinge os pontos definidos. Os ventiladores ligam e desligam conforme necessário. Se ficar muito quente, eles enviam sinais de disparo para o equipamento de proteção a montante.
Eles também se conectam através de Modbus ou Ethernet para verificação à distância. Tudo isso ajuda a manter as coisas funcionando perfeitamente.
Os transformadores seguem classes de temperatura definidas para isolamento. A classe B atinge o máximo de 130 graus C, com um aumento de 80 graus K acima de 40 graus C ambiente. A classe F vai até 155 graus C, permitindo um aumento de 100 graus K no mesmo ambiente.
A classe H atinge 180 graus C, com um aumento de 125 graus K acima de 40 graus C ambiente. Cada classe estabelece limites para a quantidade de calor acumulada com segurança.
A engenharia cobre diferentes maneiras pelas quais o calor se move. A condução o transporta dos enrolamentos de cobre, através do isolamento, até a caixa externa. A convecção permite que o ar em movimento retire o calor das partes sólidas.
A radiação envia infravermelho de pontos quentes para áreas mais frias ao redor. Todos os três trabalham juntos no design.
Alguns fatores dependem de onde você coloca otransformador. Em grandes altitudes, o ar mais rarefeito reduz a potência de resfriamento, então você reduz ou adiciona mais capacidade. Ambientes quentes significam que você precisa de margens extras ou de sistemas melhores integrados.
Poeira ou poluição exigem filtros ou caixas seladas no nível IP54 ou superior. Eles protegem, mas podem diminuir um pouco o fluxo de ar.
A instalação é muito importante para manter o resfriamento eficaz. Você deve deixar as distâncias corretas das paredes e equipamentos para que o ar se mova livremente. A configuração da sala precisa de aberturas de ventilação que retirem bem o calor, especialmente com mais de uma unidade.
Limpar as vias de ar e as superfícies de vez em quando mantém o desempenho dentro das especificações. Ignore isso e as coisas sofrerão com o tempo.
