Језгра трансформатора обезбеђују ефикасну магнетну спрегу између намотаја. Сазнајте све о типовима језгара трансформатора, како су конструисани и шта раде.
Језгро трансформатора је структура од танких ламинираних лимова од црног метала (најчешће силицијумског челика) сложених заједно, око којих су омотани примарни и секундарни намотаји трансформатора.
Делови језгра
Језгро трансформатора је структура од танких ламинираних лимова од црног метала (најчешће силицијумског челика) сложених заједно, око којих су омотани примарни и секундарни намотаји трансформатора.
Удови
У горњем примеру, кракови језгра су вертикални делови око којих се формирају калемови. Удови се такође могу налазити на спољашњости крајњих намотаја у случају неких дизајна језгра. Удови на језгру трансформатора се такође могу назвати ногама.
Иоке
Јарам је хоризонтални део језгра који спаја удове заједно. Јарам и удови формирају пут да магнетни флукс слободно тече.
Функција језгра трансформатора
Језгро трансформатора обезбеђује ефикасну магнетну спрегу између намотаја, олакшавајући пренос електричне енергије са примарне на секундарну страну.
Када имате два намотаја жице један поред другог и пропуштате електричну струју кроз један од њих, у другом намотају се индукује електромагнетно поље, које се може представити са неколико симетричних линија са правцем који емитује од северног ка јужном полу, тзв. флукса. Са самим калемовима, путања флукса ће бити нефокусирана и густина флукса ће бити ниска.
Додавање гвозденог језгра унутар калемова фокусира и увећава флукс како би се омогућио ефикаснији пренос енергије са примарне на секундарну. То је зато што је пропусност гвожђа много већа од пропустљивости ваздуха. Ако размишљамо о електромагнетном флуксу као о гомили аутомобила који иду са једног места на друго, омотавање завојнице око гвозденог језгра је као замена кривудавог земљаног пута са међудржавним аутопутем. Много је ефикасније.
Врста материјала језгра
Најранија језгра трансформатора су користила чврсто гвожђе, међутим, методе развијене током година за пречишћавање сирове руде гвожђа у пропусније материјале као што је силицијумски челик, који се данас користи за дизајн језгра трансформатора због своје веће пропустљивости. Такође, употреба многих густо упакованих ламинираних плоча смањује проблеме циркулишућих струја и прегревања узрокованих дизајном језгра од чврстог гвожђа. Даља повећања у дизајну језгра су направљена кроз хладно ваљање, жарење и коришћење челика оријентисаног на зрно.
1.Хладно ваљање
Силицијумски челик је мекши метал. Хладно ваљани силиконски челик ће повећати његову снагу – чинећи га издржљивијим када се састављају језгро и калемови заједно.
2.Аннеалинг
Процес жарења укључује загревање језгра челика до високе температуре да би се уклониле нечистоће. Овај процес ће повећати мекоћу и дуктилност метала.
3.Граин Ориентед Стеел
Силицијумски челик већ има веома високу пропустљивост, али се она може још више повећати оријентисањем зрна челика у истом правцу. Челик оријентисан на зрно може повећати густину флукса за 30%.
Три, четири и пет језгара екстремитета
Језгро са три екстремитета
Три кракова (или ножна) језгра се често користе за дистрибутивне трансформаторе сувог типа – и нисконапонске и средњенапонске. Дизајн језгра са три крака се такође користи за веће трансформаторе класе снаге пуњене уљем. Мање је уобичајено видети језгро са три крака које се користи за дистрибутивне трансформаторе пуњене уљем.
Због одсуства спољашњег(их) екстремитета(а), само трокрако језгро није погодно за конфигурације трансформатора. Као што слика испод показује, не постоји повратна путања за флукс нулте секвенце који је присутан у дизајну Вие-Вие трансформатора. Струја нулте секвенце, без одговарајућег повратног пута, покушаће да створи алтернативни пут, било коришћењем ваздушних празнина или самог резервоара трансформатора, што на крају може довести до прегревања и могућег квара трансформатора.
(Научите како се трансформатори носе са топлотом кроз своју класу хлађења)
Четири удова језгра
Уместо да користи укопани делта терцијарни намотај, дизајн језгра са четири крака обезбеђује један спољни крак за повратни ток. Овај тип дизајна језгра је веома сличан дизајну са пет кракова, као и по својој функционалности, што помаже да се смањи прегревање и додатни шум трансформатора.
Фиве Лимб Цоре
Дизајн језгра са петокраком је стандард за све апликације дистрибутивних трансформатора данас (без обзира да ли је јединица вај-вај). Пошто је површина попречног пресека три унутрашња крака окружена калемовима двоструко већа од дизајна са три крака, површина попречног пресека јарма и спољашњих кракова може бити упола мања од унутрашњих удова. Ово помаже у очувању материјала и смањењу трошкова производње.
Време поста: 05.08.2024