هسته های ترانسفورماتور اتصال مغناطیسی کارآمد بین سیم پیچ ها را تضمین می کنند. همه چیز را در مورد انواع هسته ترانسفورماتور، نحوه ساخت آنها و کارهایی که انجام می دهند بیاموزید.
هسته ترانسفورماتور ساختاری از ورقه های نازک چند لایه از فلز آهنی (معمولاً فولاد سیلیکونی) است که روی هم چیده شده اند، که سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور به دور آن پیچیده شده اند.
بخش هایی از هسته
هسته ترانسفورماتور ساختاری از ورقه های نازک چند لایه از فلز آهنی (معمولاً فولاد سیلیکونی) است که روی هم چیده شده اند، که سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور به دور آن پیچیده شده اند.
اندام
در مثال فوق، اندام‌های هسته، بخش‌های عمودی هستند که سیم‌پیچ‌ها دور آن تشکیل شده‌اند. در مورد برخی از طرح های هسته، اندام ها همچنین می توانند در قسمت بیرونی بیرونی ترین سیم پیچ ها قرار گیرند. اندام های روی هسته ترانسفورماتور را می توان پاها نیز نامید.
یوغ
یوغ قسمت افقی هسته است که اندام ها را به هم می پیوندد. یوغ و اندام ها مسیری را برای جریان آزادانه شار مغناطیسی تشکیل می دهند.
عملکرد هسته ترانسفورماتور
هسته ترانسفورماتور اتصال مغناطیسی کارآمد بین سیم پیچ ها را تضمین می کند و انتقال انرژی الکتریکی از سمت اولیه به سمت ثانویه را تسهیل می کند.
هنگامی که دو سیم پیچ در کنار هم دارید و جریان الکتریکی را از یکی از آنها عبور می دهید، میدان الکترومغناطیسی در سیم پیچ دوم ایجاد می شود که می تواند با چندین خط متقارن با جهتی که از قطب شمال به قطب جنوب سرچشمه می گیرد نشان دهد. از شار تنها با سیم پیچ ها، مسیر شار بدون تمرکز و چگالی شار کم خواهد بود.
افزودن یک هسته آهنی در داخل سیم پیچ ها، شار را متمرکز و بزرگ می کند تا انتقال انرژی از اولیه به ثانویه بهینه تر شود. زیرا نفوذپذیری آهن بسیار بیشتر از هوا است. اگر به شار الکترومغناطیسی فکر کنیم مانند دسته‌ای از ماشین‌ها که از مکانی به مکان دیگر می‌روند، پیچیدن یک سیم پیچ دور یک هسته آهنی مانند جایگزینی یک جاده خاکی پرپیچ‌وخم با یک بزرگراه بین ایالتی است. بسیار کارآمدتر است.
نوع مواد هسته
اولین هسته‌های ترانسفورماتور از آهن جامد استفاده می‌کردند، با این حال، روش‌هایی در طول سال‌ها برای پالایش سنگ آهن خام به مواد نفوذپذیرتر مانند فولاد سیلیکونی توسعه یافتند که امروزه به دلیل نفوذپذیری بالاتر برای طراحی هسته ترانسفورماتور استفاده می‌شود. همچنین، استفاده از بسیاری از ورق های چند لایه با بسته بندی متراکم، مسائل مربوط به جریان های گردشی و گرمای بیش از حد ناشی از طرح های هسته آهنی جامد را کاهش می دهد. افزایش بیشتر در طراحی هسته از طریق نورد سرد، بازپخت و استفاده از فولاد گرا به دانه انجام می شود.
1. نورد سرد
فولاد سیلیکونی فلز نرم تری است. فولاد سیلیکونی نورد سرد استحکام آن را افزایش می دهد و در هنگام مونتاژ هسته و سیم پیچ ها با هم دوام بیشتری می یابد.
2. بازپخت
فرآیند بازپخت شامل حرارت دادن فولاد هسته تا دمای بالا برای حذف ناخالصی ها است. این فرآیند باعث افزایش نرمی و شکل پذیری فلز می شود.
3. فولاد گرا
فولاد سیلیکونی در حال حاضر نفوذپذیری بسیار بالایی دارد، اما می توان با جهت دهی دانه های فولاد در همان جهت، این نفوذپذیری را حتی بیشتر کرد. فولاد گرا دانه می تواند چگالی شار را تا 30 درصد افزایش دهد.
سه، چهار و پنج هسته اندام
سه هسته اندام
سه هسته (یا پایه) اغلب برای ترانسفورماتورهای نوع خشک کلاس توزیع - هر دو نوع ولتاژ پایین و متوسط استفاده می شود. طراحی هسته انباشته سه اندام نیز برای ترانسفورماتورهای کلاس قدرت پر شده با روغن بزرگتر استفاده می شود. کمتر دیده می شود که یک هسته سه اندام برای ترانسفورماتورهای توزیع پر از روغن استفاده شود.
به دلیل عدم وجود یک اندام خارجی، هسته سه پایه به تنهایی برای پیکربندی ترانسفورماتور wye-wye مناسب نیست. همانطور که تصویر زیر نشان می دهد، هیچ مسیر بازگشتی برای شار دنباله صفر وجود ندارد که در طرح های ترانسفورماتور wye-wye وجود دارد. جریان توالی صفر، بدون مسیر برگشت کافی، سعی می کند یک مسیر جایگزین ایجاد کند، چه با استفاده از شکاف های هوا یا خود مخزن ترانسفورماتور، که در نهایت می تواند منجر به گرم شدن بیش از حد و احتمالاً خرابی ترانسفورماتور شود.
(با نحوه برخورد ترانسفورماتورها با گرما از طریق کلاس خنک کننده خود آشنا شوید)
چهار هسته اندام
به جای استفاده از یک سیم پیچ سوم دلتا مدفون، یک طراحی هسته چهار اندام یک اندام بیرونی را برای شار برگشت فراهم می کند. این نوع طراحی هسته شباهت زیادی به طراحی پنج اندام دارد و همچنین از نظر عملکرد به کاهش گرمای بیش از حد و صدای اضافی ترانسفورماتور کمک می کند.
پنج هسته اندام
طرح های هسته پیچیده شده با پنج پایه استاندارد برای همه کاربردهای ترانسفورماتور توزیع امروزی هستند (صرف نظر از اینکه دستگاه wye-wye است یا خیر). از آنجایی که سطح مقطع سه اندام داخلی که توسط سیم پیچ ها احاطه شده اند، دو برابر اندازه طرح سه اندام است، سطح مقطع یوغ و اندام بیرونی می تواند نصف اندام داخلی باشد. این به حفظ مواد و کاهش هزینه های تولید نیز کمک می کند.
زمان ارسال: اوت-05-2024