Трансформаторный сердечник

Когда у вас есть две катушки с проводом, расположенные рядом, и вы пропускаете электрический ток через одну из них, во второй катушке индуцируется электромагнитное поле, которое можно представить несколькими симметричными линиями с направлением, исходящим от северного полюса к южному, называемыми линиями. потока. При использовании только катушек путь потока будет несфокусированным, а плотность потока будет низкой.
Добавление железного сердечника внутри катушек фокусирует и увеличивает поток, обеспечивая более эффективную передачу энергии от первичной обмотки к вторичной. Это связано с тем, что проницаемость железа значительно выше, чем у воздуха. Если мы думаем об электромагнитном потоке как о кучке автомобилей, движущихся из одного места в другое, наматывание катушки на железный сердечник похоже на замену извилистой грунтовой дороги автомагистралью между штатами. Это гораздо эффективнее.

Тип материала сердечника
В самых ранних сердечниках трансформаторов использовалось твердое железо, однако с годами были разработаны методы переработки сырой железной руды в более проницаемые материалы, такие как кремниевая сталь, которая сегодня используется в конструкциях сердечников трансформаторов из-за ее более высокой проницаемости. Кроме того, использование большого количества плотно упакованных ламинированных листов снижает проблемы циркулирующих токов и перегрева, вызванные конструкцией цельного железного сердечника. Дальнейшее улучшение конструкции сердечника достигается за счет холодной прокатки, отжига и использования текстурированной стали.

1. Холодная прокатка
Кремниевая сталь — более мягкий металл. Холодная прокатка кремниевой стали увеличит ее прочность, что сделает ее более долговечной при сборке сердечника и катушек вместе.

2. Отжиг
Процесс отжига включает нагрев стального сердечника до высокой температуры для удаления примесей. Этот процесс повысит мягкость и пластичность металла.

3.Зерноориентированная сталь
Кремниевая сталь уже имеет очень высокую проницаемость, но ее можно еще больше увеличить, ориентируя зерна стали в том же направлении. Зернистая сталь позволяет увеличить плотность потока на 30%.

Три, четыре и пять ядер конечностей

Три конечности ядра
Три сердечника конечности (или ветви) часто используются для сухих трансформаторов распределительного класса - как низкого, так и среднего напряжения. Конструкция с трехчленным сердечником также используется для более крупных маслонаполненных трансформаторов силового класса. Реже можно увидеть трехконечный сердечник, используемый в маслонаполненных распределительных трансформаторах.

Из-за отсутствия внешних конечностей трехветвевой сердечник сам по себе не подходит для конфигураций трансформатора «звезда-звезда». Как показано на рисунке ниже, обратный путь для потока нулевой последовательности отсутствует, который присутствует в конструкциях трансформаторов типа «звезда-звезда». Ток нулевой последовательности, не имеющий адекватного обратного пути, будет пытаться создать альтернативный путь, используя либо воздушные зазоры, либо сам бак трансформатора, что в конечном итоге может привести к перегреву и, возможно, выходу трансформатора из строя.

(Узнайте, как трансформаторы справляются с выделением тепла благодаря своему классу охлаждения)