Düşük frekanslı transformatör içindeki demir çekirdeğin işlevi nedir?

1. Manyetik devrenin oluşturulması ve manyetik akının iletilmesi

Demir çekirdek, düşük frekanslı transformatördeki manyetik devrenin ana taşıyıcısıdır ve manyetik alanı kapalı bir manyetik akı döngüsü oluşturmaya konsantre etmek ve yönlendirmekten sorumludur.

(1) Manyetik akı iletimi
Demir çekirdek, yüksek manyetik geçirgenlik malzemeleri yoluyla sarma tarafından üretilen manyetik kuvvet hatlarını etkili bir şekilde yürütür, manyetik alan mukavemetini arttırır ve böylece güç iletiminin verimliliğini artırır.

(2) Manyetik sızıntıyı azaltmak
Demir çekirdeğin yapısal tasarımı (halka ve C şekli gibi) manyetik devredeki hava boşluğunu en aza indirebilir ve manyetik sızıntıyı azaltabilir. Örneğin, halka demir çekirdeğinin hava boşluğu, son derece düşük manyetik sızıntı ve yüksek hassasiyetli senaryolar için uygun düşük elektrik gürültüsü yoktur.

2. Enerji kaybını azaltma
Demir çekirdeğin malzemesi ve süreci, transformatörün verimliliğini ve sıcaklık artışını doğrudan etkiler:

(1) girdap akım kaybını azaltmak
Silikon çelik levhalar, yüzey yalıtım tabakası laminasyon işleminden girdap akım yolunu engeller, böylece girdap akım kaybını azaltır. Örneğin, soğuk algınlığı silikon çelik şeridi ile halka demir çekirdek yarası, manyetik devreyi daha da optimize edebilir ve yanal girdap akımını azaltabilir.

(2) Histerezis kaybını baskılamak
Yüksek geçirgenlik silikon çelik tabakalarının histerezis döngüsü daha dardır ve mıknatıslanma ve demanyetizasyon sırasında enerji kaybı daha küçüktür.

(3) Isı dağılma optimizasyonu
Malzemenin termal iletkenliği ile birleştirildiğinde, çekirdeğin yapısal tasarımı (ısı lavabosunun düzeni gibi), ısı dağılma verimliliğini artırabilir ve sıcaklık artışından dolayı performans bozulmasını veya kısaltılmış ömrü önleyebilir.

3. Mekanik yapı ve stabiliteyi desteklemek

Çekirdek sadece manyetik devrenin çekirdeği değil, aynı zamanda transformatörün fiziksel iskeletidir:

(1) Mekanik destek
Çekirdek, bobinin elektromanyetik kuvvetin etkisi altında stabilitesini sağlamak için sarma bobini için sert destek sağlar. Örneğin, lamine silikon çelik tabakasının lamine yapısı mekanik mukavemeti artırabilir ve deformasyonu önleyebilir.

(2) Anti-elektromanyetik şok
Elektromanyetik geçişler altında (düşük frekanslı aşırı gerilim ve DC yanlılığı gibi), çekirdek enerjinin bir kısmını malzeme özellikleri yoluyla emer ve darbenin neden olduğu sargıya verilen hasarı azaltır. Örneğin, silikon çelik sacın doğrusal olmayan doygunluk özellikleri, manyetik akının ani değişimini sınırlayabilir ve çekirdeğin aşırı titreşiminden kaçınabilir.

4. Düşük frekanslı senaryoların özel ihtiyaçlarına uyum sağlama

Çalışma frekansı aralığı düşük frekanslı transformatörler (0 ~ 400Hz) Çekirdeğin tasarımı malzeme, şekil ve süreç açısından hedeflemesini gerektirir:

(1) Düşük frekanslı geçirgenlik optimizasyonu

Düşük frekanslı bantlarda (50Hz endüstriyel frekans gibi) silikon çelik tabakalarının manyetik geçirgenliği, yüksek güç iletimi için uygun olan ferritten daha iyidir. Örneğin, endüstriyel frekans transformatörünün çekirdeğinin, düşük frekanslı manyetik akı taşımak için yeterli kesit alanına sahip olması gerekir.

(2) Maliyet ve hacim dengesi

Düşük frekanslı senaryolarda, silikon çelik sac çekirdeklerinin güç / hacim oranı daha iyidir. Örneğin, aynı güç altında, yüksek performanslı silikon çelik sac çekirdekleri hacmi%30'dan fazla azaltabilir ve bakır tel ve üretim maliyetleri miktarını azaltabilir.

(3) DC Bias Direnci

DC sapmasında (jeomanyetik indüklenen akım gibi) senaryolarda, toleransı arttırmak için çekirdeğin doygunluk özelliklerinin malzeme seçimi (yüksek silikon içerik çeliği gibi) ve yapısal tasarım (hava boşluğu ayarı gibi) ile geliştirilmesi gerekir.

5. Transformatörün kapsamlı performansını etkileyen parametreler

Çekirdeğin seçimi ve tasarımı, transformatörün temel göstergeleriyle doğrudan ilişkilidir:

(1) Verimlilik ve sıcaklık artışı

Yüksek performanslı çekirdekler (soğuk haddelenmiş silikon çelik gibi) verimliliği%95'in üzerine çıkarabilirken, sıcaklık artışını%20 ~%30 oranında azaltabilir.

(2) hacim ve ağırlık

Toroidal çekirdek yüksek bir manyetik devre verimliliğine sahiptir ve hacim yaklaşık% 40 daha küçük ve E-tipi çekirdekten% 25 daha hafiftir, bu da kompakt ekipman için uygundur.

(3) gürültü kontrolü

Düşük sızdırmaz çekirdekler (C tipi ve toroidal gibi) manyetostriktif gürültüyü azaltabilir ve transformatörün daha sessiz çalışmasını sağlayabilir