Jezgra transformatora osiguravaju efikasnu magnetnu spregu između namotaja. Saznajte sve o tipovima jezgara transformatora, kako su konstruisani i šta rade.
Jezgro transformatora je struktura od tankih laminiranih limova od crnog metala (najčešće silikonskog čelika) složenih zajedno, oko kojih su omotani primarni i sekundarni namotaji transformatora.
Dijelovi jezgra
Jezgro transformatora je struktura od tankih laminiranih limova od crnog metala (najčešće silikonskog čelika) složenih zajedno, oko kojih su omotani primarni i sekundarni namotaji transformatora.
Udovi
U gornjem primjeru, krakovi jezgra su okomiti dijelovi oko kojih se formiraju zavojnice. Udovi također mogu biti smješteni na vanjskoj strani krajnjih zavojnica u slučaju nekih dizajna jezgra. Udovi na jezgru transformatora mogu se nazvati i nogama.
Yoke
Jaram je horizontalni dio jezgra koji spaja udove zajedno. Jaram i udovi formiraju put kojim magnetni tok slobodno teče.
Funkcija jezgra transformatora
Jezgro transformatora osigurava efikasnu magnetnu spregu između namotaja, olakšavajući prijenos električne energije sa primarne na sekundarnu stranu.
Kada imate dva namota žice jedan pored drugog i propuštate električnu struju kroz jedan od njih, u drugom se indukuje elektromagnetno polje, koje se može predstaviti sa nekoliko simetričnih linija sa smjerom koji emituje od sjevernog prema južnom polu, tzv. fluksa. Sa samim zavojnicama, putanja fluksa će biti nefokusirana i gustina fluksa će biti niska.
Dodavanje gvozdenog jezgra unutar kalemova fokusira i uvećava fluks kako bi se omogućio efikasniji prenos energije sa primarne na sekundarnu. To je zato što je propusnost gvožđa mnogo veća od propusnosti vazduha. Ako razmišljamo o elektromagnetnom fluksu kao o gomili automobila koji idu s jednog mjesta na drugo, omotavanje zavojnice oko željeznog jezgra je kao zamjena krivudavog zemljanog puta međudržavnim autoputem. Mnogo je efikasnije.
Vrsta materijala jezgra
Najranija jezgra transformatora koristila su čvrsto željezo, međutim, metode razvijene tokom godina za rafiniranje sirove željezne rude u propusnije materijale kao što je silicijum čelik, koji se danas koristi za dizajn jezgara transformatora zbog svoje veće propusnosti. Takođe, upotreba mnogih gusto zbijenih laminiranih ploča smanjuje probleme cirkulirajućih struja i pregrijavanja uzrokovanih dizajnom jezgra od punog željeza. Dalja poboljšanja u dizajnu jezgra su napravljena kroz hladno valjanje, žarenje i korištenje čelika orijentiranog na zrno.
1.Hladno valjanje
Silicijumski čelik je mekši metal. Hladno valjani silikonski čelik će povećati njegovu čvrstoću – čineći ga izdržljivijim pri sastavljanju jezgra i zavojnica zajedno.
2.Annealing
Proces žarenja uključuje zagrijavanje jezgre čelika do visoke temperature kako bi se uklonile nečistoće. Ovaj proces će povećati mekoću i duktilnost metala.
3.Grain Oriented Steel
Silicijumski čelik već ima vrlo visoku propusnost, ali se ona može još više povećati usmjeravanjem zrna čelika u istom smjeru. Čelik orijentisan na zrno može povećati gustinu fluksa za 30%.
Tri, četiri i pet jezgara ekstremiteta
Tri udova jezgra
Tri jezgra (ili noge) se često koriste za distributivnu klasu suhih transformatora – i niskog i srednjeg napona. Dizajn jezgra sa tri kraka se također koristi za veće transformatore klase snage punjene uljem. Manje je uobičajeno vidjeti jezgro s tri kraka koje se koristi za distribucijske transformatore punjene uljem.
Zbog odsustva vanjskog(ih) ekstremiteta(a), samo trokrako jezgro nije pogodno za konfiguracije wye-wye transformatora. Kao što slika ispod pokazuje, ne postoji povratni put za fluks nulte sekvence koji je prisutan u dizajnu wye-wye transformatora. Struja nulte sekvence, bez odgovarajućeg povratnog puta, pokušat će stvoriti alternativni put, bilo koristeći zračne otvore ili sam spremnik transformatora, što na kraju može dovesti do pregrijavanja i mogućeg kvara transformatora.
(Naučite kako se transformatori nose s toplinom kroz svoju klasu hlađenja)
Četiri udova jezgra
Umjesto da koristi ukopani delta tercijarni namotaj, dizajn jezgre s četiri kraka pruža jedan vanjski krak za povratni tok. Ovaj tip dizajna jezgra je vrlo sličan dizajnu sa pet krakova, kao i po svojoj funkcionalnosti, što pomaže u smanjenju pregrijavanja i dodatne buke transformatora.
Five Limb Core
Dizajn jezgra sa petokrakom je standard za sve primjene distributivnih transformatora danas (bez obzira da li je jedinica wye-wye ili ne). Budući da je površina poprečnog presjeka tri unutrašnja udova okružena zavojnicama dvostruko veća od dizajna s tri kraka, površina poprečnog presjeka jarma i vanjskih udova može biti upola manja od unutrašnjih udova. Ovo pomaže u očuvanju materijala i smanjenju troškova proizvodnje.
Vrijeme objave: 05.08.2024