Jezgre transformatora osiguravaju učinkovitu magnetsku spregu između namota. Naučite sve o vrstama jezgri transformatora, kako su konstruirane i čemu služe.
Jezgra transformatora je struktura od tankih laminiranih ploča od željeznog metala (najčešće silikonskog čelika) naslaganih zajedno oko kojih su omotani primarni i sekundarni namoti transformatora.
Dijelovi jezgre
Jezgra transformatora je struktura od tankih laminiranih ploča od željeznog metala (najčešće silikonskog čelika) naslaganih zajedno oko kojih su omotani primarni i sekundarni namoti transformatora.
Udovi
U gornjem primjeru, krakovi jezgre su okomiti dijelovi oko kojih su oblikovane zavojnice. Rubovi se također mogu nalaziti na vanjskoj strani najudaljenijih zavojnica u slučaju nekih dizajna jezgre. Udovi na jezgri transformatora također se mogu nazvati nogama.
Jaram
Jaram je vodoravni dio jezgre koji povezuje udove. Jaram i udovi tvore put kojim magnetski tok slobodno teče.
Funkcija jezgre transformatora
Jezgra transformatora osigurava učinkovitu magnetsku spregu između namota, olakšavajući prijenos električne energije s primarne strane na sekundarnu stranu.
Kada imate dvije zavojnice žice jednu pored druge i kroz jednu od njih propustite električnu struju, u drugoj zavojnici inducira se elektromagnetsko polje, koje se može prikazati s nekoliko simetričnih linija sa smjerom koji izlazi od sjevernog prema južnom polu – zvanim linijama fluksa. Sa samim zavojnicama, put fluksa će biti nefokusiran i gustoća fluksa će biti mala.
Dodavanje željezne jezgre unutar zavojnica fokusira i povećava tok kako bi se omogućio učinkovitiji prijenos energije od primarnog do sekundarnog. To je zato što je propusnost željeza puno veća od propusnosti zraka. Ako zamislimo elektromagnetski tok kao hrpu automobila koji idu s jednog mjesta na drugo, omotavanje zavojnice oko željezne jezgre je kao zamjena vijugave zemljane ceste međudržavnom autocestom. Mnogo je učinkovitiji.
Vrsta materijala jezgre
Najranije transformatorske jezgre koristile su čvrsto željezo, međutim, tijekom godina razvijene su metode za rafiniranje sirove željezne rude u propusnije materijale kao što je silikonski čelik, koji se danas koristi za dizajn jezgri transformatora zbog svoje veće propusnosti. Također, korištenje mnogo gusto pakiranih laminiranih listova smanjuje probleme cirkulirajućih struja i pregrijavanja uzrokovanih dizajnom čvrste željezne jezgre. Daljnja poboljšanja u dizajnu jezgre ostvaruju se hladnim valjanjem, žarenjem i upotrebom zrnato orijentiranog čelika.
1.Hladno valjanje
Silikonski čelik je mekši metal. Hladno valjani silikonski čelik povećat će njegovu čvrstoću – čineći ga izdržljivijim pri sastavljanju jezgre i zavojnica.
2.Žarenje
Proces žarenja uključuje zagrijavanje čelične jezgre do visoke temperature kako bi se uklonile nečistoće. Ovaj proces će povećati mekoću i duktilnost metala.
3.Zrnati čelik
Silikonski čelik već ima vrlo visoku propusnost, ali to se može dodatno povećati usmjeravanjem zrna čelika u istom smjeru. Zrnati čelik može povećati gustoću fluksa za 30%.
Tri, četiri i pet jezgri ekstremiteta
Tri Limb Core
Tri krakove (ili noge) jezgre često se koriste za suhe transformatore distribucijske klase – niskonaponske i srednjenaponske. Dizajn jezgre s tri kraka se također koristi za veće transformatore klase snage punjene uljem. Rjeđe je vidjeti jezgru s tri kraka koja se koristi za distribucijske transformatore punjene uljem.
Zbog nepostojanja vanjskog kraka(ova), samo trokraka jezgra nije prikladna za konfiguracije zvjezdica transformatora. Kao što slika ispod pokazuje, ne postoji povratni put za fluks nulte sekvence koji je prisutan u dizajnu transformatora zvjezdica. Struja nulte sekvence, bez odgovarajućeg povratnog puta, pokušat će stvoriti alternativni put, bilo korištenjem zračnih raspora ili samog spremnika transformatora, što na kraju može dovesti do pregrijavanja i mogućeg kvara transformatora.
(Naučite kako se transformatori nose s toplinom kroz svoju klasu hlađenja)
Jezgra s četiri ekstremiteta
Umjesto korištenja ukopanog trokutastog tercijarnog namota, dizajn jezgre s četiri kraka osigurava jedan vanjski krak za povratni tok. Ova vrsta dizajna jezgre vrlo je slična dizajnu s pet krakova i po svojoj funkcionalnosti, što pomaže u smanjenju pregrijavanja i dodatne buke transformatora.
Pet Limb Core
Projekti omotane jezgre s pet krakova standard su za sve današnje primjene distribucijskih transformatora (bez obzira na to je li jedinica zvjezdica ili ne). Budući da je površina poprečnog presjeka tri unutarnja kraka okružena zavojnicama dvostruko veća od veličine dizajna s tri kraka, površina poprečnog presjeka jarma i vanjskih krakova može biti upola manja od unutarnjih krakova. To pomaže u očuvanju materijala i smanjenju troškova proizvodnje.
Vrijeme objave: 5. kolovoza 2024