Jaka jest funkcja żelaznego rdzenia wewnątrz transformatora o niskiej częstotliwości?

1. Konstruowanie obwodu magnetycznego i prowadzenie strumienia magnetycznego

Żelazny rdzeń jest głównym nośnikiem obwodu magnetycznego w transformatorze o niskiej częstotliwości, odpowiedzialnym za koncentrację i kierowanie polem magnetycznym w celu utworzenia zamkniętej pętli strumienia magnetycznego.

(1) przewodzenie strumienia magnetycznego
Żelazny rdzeń skutecznie przeprowadza linie magnetyczne siły wytwarzane przez uzwojenie przez materiały przepuszczalności wysokiej magnetycznej, zwiększa wytrzymałość pola magnetycznego, a tym samym poprawia wydajność przenoszenia mocy.

(2) Zmniejszenie wycieku magnetycznego
Konstrukcja żelaznego rdzenia (takiego jak kształt pierścienia i C) może zminimalizować szczelinę powietrza w obwodzie magnetycznym i zmniejszyć wyciek magnetyczny. Na przykład rdzeń żelaza pierścienia nie ma szczeliny powietrznej, wyjątkowo niskiego wycieku magnetycznego i niskiego szumu elektrycznego, który jest odpowiedni dla scenariuszy precyzyjnych.

2. Zmniejszenie utraty energii
Materiał i proces żelaznego rdzenia bezpośrednio wpływają na wydajność i wzrost temperatury transformatora:

(1) Zmniejszenie straty wirowej
Krzemowe arkusze stali blokują ścieżkę prądu wirowego przez proces laminowania warstwy izolacji powierzchniowej, zmniejszając w ten sposób utratę prądu wirowego. Na przykład rana rdzenia żelaza pierścieniowego z kołnierzonym silikonowym paskiem stalowym może dodatkowo zoptymalizować obwód magnetyczny i zmniejszyć boczny prąd wirowy.

(2) tłumiąc utratę histerezy
Pętla histerezy o wysokiej przepuszczalności arkuszy stali krzemowej jest węższa, a utrata energii podczas magnetyzacji i demagnetyzacji jest mniejsza.

(3) Optymalizacja rozpraszania ciepła
Konstrukcja rdzenia (takiego jak układ radiatora) w połączeniu z przewodnością cieplną materiału może poprawić wydajność rozpraszania ciepła i zapobiec degradacji wydajności lub skróconej żywotności z powodu wzrostu temperatury.

3. Podtrzymanie struktury mechanicznej i stabilności

Rdzeń jest nie tylko rdzeniem obwodu magnetycznego, ale także fizycznego szkieletu transformatora:

(1) Wsparcie mechaniczne
Rdzeń zapewnia sztywne wsparcie dla cewki uzwojenia w celu zapewnienia stabilności cewki pod działaniem siły elektromagnetycznej. Na przykład laminowana struktura laminowanej arkusza stali silikonowej może zwiększyć wytrzymałość mechaniczną i zapobiegać deformacji.

(2) wstrząs przeciw elektromagnetycznej
Pod przepustami elektromagnetycznymi (takimi jak przepięcie o niskiej częstotliwości i odchylenie prądu stałego) rdzeń pochłania część energii poprzez właściwości materiału, zmniejszając uszkodzenie uzwojenia spowodowanego uderzeniem. Na przykład nieliniowe charakterystyka nasycenia krzemowego arkusza stali może ograniczyć nagłą zmianę strumienia magnetycznego i uniknąć nadmiernych wibracji rdzenia.

4. Dostosowanie się do specjalnych potrzeb scenariuszy niskiej częstotliwości

Zakres częstotliwości roboczej Transformatory o niskiej częstotliwości (0 ~ 400 Hz) wymaga, aby rdzeń miał ukierunkowaną konstrukcję pod względem materiału, kształtu i procesu:

(1) Optymalizacja przepuszczalności o niskiej częstotliwości

Magnetyczna przepuszczalność krzemowych arkuszy stali w pasmach niskiej częstotliwości (takich jak częstotliwość przemysłowa 50 Hz) jest lepsza niż ferryt, który jest odpowiedni do przenoszenia o dużej mocy. Na przykład rdzeń transformatora częstotliwości przemysłowej musi mieć wystarczającą powierzchnię przekroju, aby przenieść strumień magnetyczny o niskiej częstotliwości.

(2) Bilans kosztów i wolumenu

W scenariuszach niskiej częstotliwości stosunek mocy do objętości rdzeni krzemowych stali jest lepszy. Na przykład, pod tą samą mocą, wysokowydajny krzemowy arkusz stalowy mogą zmniejszyć objętość o ponad 30%, zmniejszając ilość drutu miedzianego i kosztów produkcji.

(3) Odporność na odchylenie prądu stałego

W scenariuszach odchylenia DC (takich jak prąd indukowany geomagnetycznie) charakterystyka nasycenia rdzenia należy poprawić poprzez wybór materiału (takie jak stal wysokiej zawartości krzemu) i konstrukcja (takie jak regulacja szczeliny powietrza) w celu zwiększenia tolerancji.

5. Parametry, które wpływają na kompleksową wydajność transformatora

Wybór i konstrukcja rdzenia są bezpośrednio związane z kluczowymi wskaźnikami transformatora:

(1) Wydajność i wzrost temperatury

Rdzenie o wysokiej wydajności (takie jak stal krzemowa zmienna na zimno) mogą zwiększyć wydajność do ponad 95%, przy jednoczesnym zmniejszeniu wzrostu temperatury o 20%~ 30%.

(2) Objętość i waga

Rdzeń toroidalny ma wysoką wydajność obwodu magnetycznego i ma około 40% mniejszą objętość i o 25% lżejszą niż rdzeń typu E, co czyni go odpowiednim dla kompaktowego sprzętu.

(3) Kontrola hałasu

Rdzenie o niskim kroku (takie jak typowe i toroidalne) mogą zmniejszyć hałas magnetostrycki, dzięki czemu transformator jest cichszy