Transformátorová jádra zajišťují účinnou magnetickou vazbu mezi vinutími. Zjistěte vše o typech transformátorových jader, jak jsou konstruovány a co dělají.
Jádro transformátoru je struktura tenkých laminovaných plechů ze železného kovu (nejčastěji křemíkové oceli) naskládaných dohromady, kolem kterých je obaleno primární a sekundární vinutí transformátoru.
Části jádra
Jádro transformátoru je struktura tenkých laminovaných plechů ze železného kovu (nejčastěji křemíkové oceli) naskládaných dohromady, kolem kterých je obaleno primární a sekundární vinutí transformátoru.
Končetiny
Ve výše uvedeném příkladu jsou ramena jádra vertikální sekce, kolem kterých jsou vytvořeny cívky. V případě některých konstrukcí jádra mohou být ramena také umístěna na vnější straně vnějších závitů. Končetiny na jádru transformátoru mohou být také označovány jako nohy.
Jho
Jho je horizontální část jádra, která spojuje končetiny dohromady. Jho a končetiny tvoří dráhu pro volný tok magnetického toku.
Funkce jádra transformátoru
Jádro transformátoru zajišťuje účinnou magnetickou vazbu mezi vinutími a usnadňuje přenos elektrické energie z primární strany na sekundární.
Když máte dvě cívky drátu vedle sebe a jednou z nich prochází elektrický proud, indukuje se v druhé cívce elektromagnetické pole, které může být reprezentováno několika symetrickými čarami se směrem vycházejícími ze severního k jižnímu pólu – tzv. čáry. tavidla. Se samotnými cívkami bude dráha toku nezaostřená a hustota toku bude nízká.
Přidání železného jádra dovnitř cívek zaostří a zvětší tok, aby se dosáhlo efektivnějšího přenosu energie z primární na sekundární. To proto, že propustnost železa je mnohem vyšší než propustnost vzduchu. Pokud si představíme elektromagnetický tok jako hromada aut jezdících z jednoho místa na druhé, obalit cívku kolem železného jádra je jako nahradit klikatou polní cestu mezistátní dálnicí. Je to mnohem efektivnější.
Typ materiálu jádra
Nejstarší jádra transformátorů využívala pevné železo, avšak metody vyvinuté v průběhu let k rafinaci surové železné rudy na propustnější materiály, jako je křemíková ocel, která se dnes používá pro konstrukce jader transformátorů kvůli její vyšší propustnosti. Také použití mnoha hustě zabalených laminovaných plechů snižuje problémy s cirkulačními proudy a přehříváním způsobeným konstrukcemi s pevným železným jádrem. Další vylepšení konstrukce jádra se dosáhlo válcováním za studena, žíháním a použitím oceli s orientovaným zrnem.
1. Válcování za studena
Křemíková ocel je měkčí kov. Křemíková ocel válcovaná za studena zvýší její pevnost – díky tomu bude odolnější při sestavování jádra a cívek dohromady.
2.Žíhání
Proces žíhání zahrnuje zahřátí jádrové oceli na vysokou teplotu, aby se odstranily nečistoty. Tento proces zvýší měkkost a tažnost kovu.
3. Ocel orientovaná na zrno
Křemíková ocel má již velmi vysokou propustnost, kterou lze však ještě zvýšit orientací zrna oceli ve stejném směru. Ocel s orientovaným zrnem může zvýšit hustotu toku o 30 %.
Tři, čtyři a pět končetinových jader
Tři končetinové jádro
Tři ramenová (nebo nožní) jádra se často používají pro suché transformátory distribuční třídy – nízkonapěťové i vysokonapěťové typy. Konstrukce složeného jádra se třemi rameny se také používá pro větší transformátory výkonové třídy plněné olejem. Méně běžné je vidět tříramenné jádro používané pro olejové distribuční transformátory.
Vzhledem k nepřítomnosti vnějšího ramene (konců) není samotné tříramenné jádro vhodné pro konfigurace transformátorů typu wye-wye. Jak ukazuje obrázek níže, neexistuje žádná zpětná cesta pro tok nulové sekvence, který je přítomen v konstrukcích transformátorů typu wye-wye. Proud s nulovou složkou bez adekvátní zpětné cesty se pokusí vytvořit alternativní cestu, buď pomocí vzduchových mezer nebo samotné nádrže transformátoru, což může nakonec vést k přehřátí a případně selhání transformátoru.
(Zjistěte, jak se transformátory vyrovnávají s teplem prostřednictvím své třídy chlazení)
Čtyři končetinové jádro
Namísto použití pohřbeného delta terciárního vinutí poskytuje čtyřramenná konstrukce jádra jednu vnější větev pro zpětný tok. Tento typ konstrukce jádra je velmi podobný pětiramenné konstrukci i ve své funkčnosti, což pomáhá snižovat přehřívání a dodatečný hluk transformátoru.
Pět končetin jádro
Konstrukce pětiramenného obaleného jádra jsou dnes standardem pro všechny aplikace distribučních transformátorů (bez ohledu na to, zda jednotka je nebo není hvězda-wye). Protože plocha průřezu tří vnitřních ramen obklopených závity je dvojnásobná oproti konstrukci se třemi rameny, může být plocha průřezu třmenu a vnějších ramen poloviční než plocha vnitřních ramen. To pomáhá šetřit materiál a také snížit výrobní náklady.
Čas odeslání: srpen-05-2024