Els nuclis del transformador garanteixen un acoblament magnètic eficient entre els bobinatges. Apreneu tot sobre els tipus de nuclis de transformadors, com es construeixen i què fan.
Un nucli de transformador és una estructura de làmines laminades fines de metall fèrric (més comunament acer al silici) apilades juntes, que s'emboliquen al voltant dels bobinatges primaris i secundaris del transformador.
Parts del nucli
Un nucli de transformador és una estructura de làmines laminades fines de metall fèrric (més comunament acer al silici) apilades juntes, que s'emboliquen al voltant dels bobinatges primaris i secundaris del transformador.
Extremitats
En l'exemple anterior, les extremitats del nucli són les seccions verticals al voltant de les quals es formen les bobines. Les extremitats també es poden situar a l'exterior de les bobines més exteriors en el cas d'alguns dissenys bàsics. Les extremitats del nucli del transformador també es poden anomenar cames.
Jou
El jou és la secció horitzontal del nucli que uneix les extremitats. El jou i les extremitats formen una via perquè el flux magnètic flueixi lliurement.
Funció del nucli del transformador
El nucli del transformador garanteix un acoblament magnètic eficient entre els bobinatges, facilitant la transferència d'energia elèctrica del costat primari al costat secundari.
Quan tens dues bobines de fil l'una al costat de l'altra i fas passar un corrent elèctric per una d'elles, s'indueix un camp electromagnètic a la segona bobina, que es pot representar per diverses línies simètriques amb direcció que emanen del pol nord a sud, anomenades línies. de flux. Només amb les bobines, la trajectòria del flux estarà desenfocada i la densitat del flux serà baixa.
L'addició d'un nucli de ferro dins de les bobines enfoca i augmenta el flux per fer una transferència d'energia més eficient de primària a secundària. Això es deu al fet que la permeabilitat del ferro és molt superior a la de l'aire. Si pensem en el flux electromagnètic com un munt de cotxes que van d'un lloc a un altre, embolicar una bobina al voltant d'un nucli de ferro és com substituir una carretera de terra sinuosa per una carretera interestatal. És molt més eficient.
Tipus de material del nucli
Els primers nuclis de transformadors utilitzaven ferro sòlid, però, mètodes desenvolupats al llarg dels anys per refinar el mineral de ferro en materials més permeables com l'acer al silici, que s'utilitza avui en dia per als dissenys del nucli del transformador a causa de la seva major permeabilitat. A més, l'ús de moltes làmines laminades densament empaquetades redueix els problemes de corrents circulants i el sobreescalfament causats pels dissenys de nuclis de ferro sòlid. Els augments addicionals en el disseny del nucli es fan mitjançant el laminat en fred, el recuit i l'ús d'acer orientat al gra.
1.Laminació en fred
L'acer al silici és un metall més tou. L'acer de silici laminat en fred augmentarà la seva resistència, fent-lo més durador quan s'assemblen el nucli i les bobines.
2.Recuit
El procés de recuit consisteix a escalfar l'acer del nucli fins a una temperatura elevada per eliminar les impureses. Aquest procés augmentarà la suavitat i la ductilitat del metall.
3.Acer orientat al gra
L'acer al silici ja té una permeabilitat molt alta, però aquesta es pot augmentar encara més orientant el gra de l'acer en la mateixa direcció. L'acer orientat al gra pot augmentar la densitat de flux en un 30%.
Tres, quatre i cinc nuclis d'extremitats
Nucli de tres extremitats
Tres nuclis de extremitat (o potes) s'utilitzen freqüentment per als transformadors de tipus sec de classe de distribució, tant de baixa com de mitjana tensió. El disseny del nucli apilat de tres extremitats també s'utilitza per a transformadors de potència més grans plens d'oli. És menys freqüent veure un nucli de tres extremitats utilitzat per als transformadors de distribució plens d'oli.
A causa de l'absència d'una o més extremitats exteriors, el nucli de tres potes per si sol no és adequat per a configuracions de transformadors estrella-estrella. Com mostra la imatge següent, no hi ha cap camí de retorn per al flux de seqüència zero que està present en els dissenys de transformadors en estrella. El corrent de seqüència zero, sense un camí de retorn adequat, intentarà crear un camí alternatiu, ja sigui utilitzant buits d'aire o el mateix dipòsit del transformador, que pot provocar un sobreescalfament i possiblement una fallada del transformador.
(Aprèn com els transformadors tracten la calor a través de la seva classe de refrigeració)
Nucli de quatre extremitats
En lloc d'utilitzar un bobinatge terciari delta enterrat, un disseny de nucli de quatre extremitats proporciona una extremitat exterior per al flux de retorn. Aquest tipus de disseny bàsic és molt similar a un disseny de cinc extremitats també en la seva funcionalitat, que ajuda a reduir el sobreescalfament i el soroll addicional del transformador.
Nucli de cinc extremitats
Els dissenys de nucli embolicat de cinc potes són l'estàndard per a totes les aplicacions de transformadors de distribució actuals (independentment de si la unitat és estrella-estrella o no). Com que l'àrea de la secció transversal de les tres extremitats interiors envoltades per les bobines és el doble de la mida del disseny de tres extremitats, l'àrea de la secció transversal del jou i les extremitats exteriors pot ser la meitat de la de les extremitats interiors. Això ajuda a conservar el material i reduir els costos de producció també.
Hora de publicació: 05-agost-2024