Сердечники трансформатора забезпечують ефективний магнітний зв'язок між обмотками. Дізнайтеся все про типи сердечників трансформаторів, як вони побудовані та що вони роблять.
Сердечник трансформатора — це структура з тонких ламінованих листів чорного металу (найчастіше кремнієвої сталі), складених разом, навколо яких обертаються первинна та вторинна обмотки трансформатора.
Частини ядра
Сердечник трансформатора — це структура з тонких ламінованих листів чорного металу (найчастіше кремнієвої сталі), складених разом, навколо яких обертаються первинна та вторинна обмотки трансформатора.
кінцівки
У наведеному вище прикладі гілками сердечника є вертикальні ділянки, навколо яких сформовані котушки. У деяких конструкціях серцевини кінцівки також можуть бути розташовані на зовнішній стороні крайніх котушок. Кінцівки сердечника трансформатора також можна назвати ногами.
Ярмо
Ярмо — це горизонтальна частина серцевини, яка з’єднує кінцівки разом. Ярмо та кінцівки утворюють шлях для вільного проходження магнітного потоку.
Функція сердечника трансформатора
Сердечник трансформатора забезпечує ефективний магнітний зв'язок між обмотками, сприяючи передачі електричної енергії від первинної сторони до вторинної.
Коли у вас є дві котушки дроту поруч і ви пропускаєте електричний струм через одну з них, у другій котушці індукується електромагнітне поле, яке можна представити кількома симетричними лініями з напрямком, що виходить від північного до південного полюса, так звані лінії. потоку. За наявності лише котушок шлях потоку буде несфокусованим, а щільність потоку буде низькою.
Додавання залізного сердечника всередину котушок фокусує та посилює потік, щоб забезпечити більш ефективну передачу енергії від первинної до вторинної. Це тому, що проникність заліза набагато вища, ніж повітря. Якщо ми подумаємо про електромагнітний потік як про купу автомобілів, що рухаються з одного місця в інше, обернути котушку навколо залізного сердечника — це все одно, що замінити звивисту ґрунтову дорогу міждержавним шосе. Це набагато ефективніше.
Тип матеріалу сердечника
У найдавніших сердечниках трансформаторів використовувалося тверде залізо, однак роками були розроблені методи очищення сирої залізної руди в більш проникні матеріали, такі як кремнієва сталь, яка сьогодні використовується для конструкцій сердечників трансформаторів завдяки своїй вищій проникності. Крім того, використання багатьох щільно упакованих ламінованих листів зменшує проблеми з циркуляційними струмами та перегріванням, спричиненими конструкціями із суцільного заліза. Подальше вдосконалення конструкції сердечника досягається шляхом холодної прокатки, відпалу та використання сталі з орієнтованою зернистістю.
1.Холодна прокатка
Кремнієва сталь - більш м'який метал. Холоднокатана кремнієва сталь збільшить її міцність, що зробить її довговічнішою під час складання сердечника та котушок разом.
2. Відпал
Процес відпалу передбачає нагрівання сталевого сердечника до високої температури для видалення домішок. Цей процес підвищить м’якість і пластичність металу.
3. Орієнтована сталь
Кремнієва сталь вже має дуже високу проникність, але її можна ще більше збільшити, якщо орієнтувати зерно сталі в одному напрямку. Зерниста сталь може збільшити щільність потоку на 30%.
Три, чотири та п'ять ядер кінцівок
Ядро трьох кінцівок
Три сердечники кінцівок (або ніг) часто використовуються для сухих трансформаторів класу розподілу – як низької, так і середньої напруги. Конструкція сердечника з трьома ланками також використовується для більших маслонаповнених трансформаторів потужності. Рідше можна побачити сердечник з трьома ланками, який використовується для маслонаповнених розподільних трансформаторів.
Через відсутність зовнішнього(их) краю(ів) лише триногі сердечники не підходять для конфігурацій трансформатора типу "зірка-зірка". Як показано на малюнку нижче, немає зворотного шляху для потоку нульової послідовності, який присутній у конструкціях трансформаторів типу «зірка-зірка». Струм нульової послідовності без адекватного зворотного шляху намагатиметься створити альтернативний шлях, використовуючи повітряні зазори або сам бак трансформатора, що врешті-решт може призвести до перегріву та, можливо, виходу з ладу трансформатора.
(Дізнайтеся, як трансформатори справляються з теплом через їх клас охолодження)
Ядро чотирьох кінцівок
Замість того, щоб використовувати приховану третинну обмотку трикутника, конструкція сердечника з чотирма ланками забезпечує один зовнішній ланцюг для зворотного потоку. Цей тип конструкції серцевини дуже схожий на конструкцію з п'ятьма ланками також за своєю функціональністю, що допомагає зменшити перегрів і додатковий шум трансформатора.
Ядро п'яти кінцівок
Конструкції серцевини з п’ятьма лапами є стандартом для всіх застосувань розподільних трансформаторів сьогодні (незалежно від того, чи є блок «звезда-зірка»). Оскільки площа поперечного перерізу трьох внутрішніх кінцівок, оточених котушками, вдвічі перевищує розмір конструкції з трьома кінцівками, площа поперечного перерізу ярма та зовнішніх кінцівок може бути вдвічі меншою, ніж у внутрішніх кінцівок. Це допомагає зберегти матеріал і знизити витрати на виробництво.
Час публікації: 5 серпня 2024 р