Што се претности и недостатоци на користењето на феромагнетен материјал во трансформаторите

Прецини

• Висока магнетна пропускливост: Феромагнетните материјали имаат висока магнетна пропускливост, што значи дека можат да генерираат голема магнетна индуктивна интензитет при споредително мала магнетна полето. Во трансформаторот, користејќи феромагнетни материјали за јадрото, повеќето од магнетното поле генерирано од обмотките се концентрира внатрешно во јадрото, што подобрува ефектот на магнетна поврзаност. Ова, на свој ред, подобрува електромагнетната конверзија на ефикасноста на трансформаторот, овозможувајќи му да пренесува и трансформира електрична енергија поефективно.

• Ниска хистерезис загуба: Хистерезисот се однесува на феноменот кога промената на магнетната индуктивна интензитет запазува зад промената на магнетната полето во магнетен материјал под алатернирачки магнетно поле, што резултира со загуба на енергија. Феромагнетните материјали како плочици од силациум имаат споредително мала област на хистеретичен циклус. Ова покажува дека во алатернирачко магнетно поле, загубата на енергија предизвикана од хистеретичен феномен е споредително ниска, што помага во подобрувањето на ефикасноста на трансформаторот и намалувањето на губиток на енергија.

• Ниска загуба од вихорски струи: Кога трансформаторот работи, алатернирачкото магнетно поле индуцира електрична струја, позната како вихорска струја, во јадрото. Вихорските струи го нагреваат јадрото и резултираат со загуба на енергија. Користејќи феромагнетни материјали со висок оптерење и правејќи јадрото во тени плочици (како што се плочици од силациум) кои се изолирани една од друга, патот за вихорската струја може ефективно да се намали, со тоа намалувајќи ги загубите од вихорски струи и подобрувајќи ги перформансите и надежноста на трансформаторот.

• Добри карактеристики на наситување: Феромагнетните материјали можат да одржуваат добри линеарни магнетни карактеристики во одреден опсег на магнетна полето и само влегуваат во состојба на наситување кога магнетната полето достигне одредена вредност. Оваа карактеристика овозможува на трансформаторот да стабилно пренесува електрична енергија во нормална работа. Повеќе од тоа, во аномални ситуации како превишено оптерење, карактеристиката на наситување на јадрото може да ограничи дополнителното зголемување на струјата на трансформаторот, што дава одредена степен на заштита.

Недостатоци

• Загуби од хистерезис и вихорски струи: Иако загубите од хистерезис и вихорски струи на феромагнетните материјали се споредително ниски, во долгосечната работа на трансформаторот, овие загуби все уште генерираат топлина, што го зголемува температурата на трансформаторот. За да се осигура нормалната работа на трансформаторот, потребни се ефективни мерки за отстранување на топлината, што го зголемува дизајнот и производствените трошоци на трансформаторот.

• Тешка маса: Феромагнетните материјали имаат споредително висока густина. Користејќи феромагнетни материјали за производство на јадрото на трансформаторот, се зголемува целокупната маса на трансформаторот. Ова не само што создава трудности во превозот и инсталацијата на трансформаторот, туку можеби ќе бара појака поддршка, што дополнително го зголемува трошокот.

• Значајно влијание на температурата: Магнетните карактеристики на феромагнетните материјали се под влијание на температурата. Кога оперативната температура на трансформаторот се зголемува, магнетната пропускливост на феромагнетниот материјал се намалува, а загубите од хистерезис и вихорски струи се зголемуваат, што влијае на перформансите и ефикасноста на трансформаторот. Затоа, при дизајнирањето на трансформатор, треба да се разгледа влијанието на температурата врз карактеристиките на феромагнетните материјали и да се применат соодветни мерки за компенсирање на температурата.

• Можеби генерирање на шум: Во време на работа на трансформаторот, поради ефектот на магнетострикција на јадрото, феромагнетниот материјал механички вибрира, што генерира шум. Овој шум не само што влијае на околината, туку можеби и на долговечноста и надежноста на трансформаторот. За намалување на шумот, потребни се специјални дизајн и производствени процеси, како што е користењето на материјали за јадро со ниски шумови и оптимизација на структурата на јадрото.