Kuidas silikoonteras vähendab transformatorkuju kaotusi?

Miks silikooniterase lehed kasutatakse transformatorkülgades – eddy current kaotuste vähendamine

Miks vähendada teist raudkaotust – eddy current kaotust?
Kui transformaator töötab, virtsib alterniivne vool selle kierde läbi, toodab vastavalt alterniivse magnetvoo. See muutuv voo induktseerib raudküljas virtsitusi. Need induktseeritud virtsused liiguvad tasandites, mis on risti magneetvoo suunaga, moodustades suletud tsükliid – seega neid nimetatakse eddy currentideks. Eddy currentide kaotused põhjustavad ka raudkülja soojenemist.

Miks transformatorküljade valmistamisel kasutatakse silikooniterase lehti?

Silikooniteras – terase segalaine, mis sisaldab silikooni (tuntud ka kui "silikoon" või "Si") 0,8% kuni 4,8% ulatuses – kasutatakse tavaliselt transformatorküljade jaoks. Põhjus seisneb silikooniterase tugevas magnetilises läbipääsus. Kuna see on väga efektiivne magneetiline materjal, saab ta elektritundlikuks tehtud olukorras suure magneetvooltiheuse, mis võimaldab teha transformaatoreid kompaktsed.

Kui me teame, reaalsed transformaatorid töötavad alterniivse voolu (AC) tingimustes. Energia kaotused tekivad mitte ainult kierde vastupanustest, vaid ka raudküljas sündmustruktuurise magneetmise tõttu. See küljas seotud energia kaotus on tuntud kui "raudkaotus", mis koosneb kahest osast:

• Hüsteereesikaotus

• Eddy current kaotus

Hüsteereesikaotus tekib hüsteereesi fenomenist, mis ilmneb külja magneetmise protsessis. Selle kaotuse suurus on proportsionaalne materjali hüsteereesisilindri ümbritseva alaga. Silikooniterasel on kitsas hüsteereesisilinder, mis tulemusena on hüsteereesikaotus madalam ja soojenemine oluliselt väheneb.

Arvestades nende eeliseid, miks ei kasutata solidaarset silikooniterase bloki küljana? Miks see asemel töödeldakse tiheks lehtideks?

Vastus on vähendada raudkaotuse teist komponenti – eddy current kaotust.

Nagu eelnevalt mainitud, induktseerib alterniivne magneetvoo eddy currents küljas. Nende virtsuste vähendamiseks on transformatorküljade valmistatud tihest silikooniterase lehtidest, mis on üksteisest isoleeritud ja kokku kuhjutatud. See disain piirab eddy currents õdusates, pikadel teepeegeldes, millel on väiksem ristlik pindala, seega suurendades elektrilist vastupanu nende virtsute marsruudil. Lisaks silikooni lisamine segalainesse suurendab materjali enda elektrilist vastupidavust, veelgi takistades eddy currentide tekkimist.

Tavaliselt kasutatakse transformatorküljades külmkeeratud silikooniterase lehti umbes 0,35 mm paksu. Vajalike külja mõõtude järgi lõigatakse need lehed pikade ribadeks ja siis kuhjutatakse "日" (topeltaken) või üksaken konfiguratsioonides.

Teoreetiliselt, mida ohutumad lehed ja mida õdusad ribad, seda väiksemad eddy current kaotused – tulemuseks on madalam temperatuuri tõus ja vähem materjali kasutamine. Kuid tegelikus tootmisel ei optimiseeri disainerid ainult eddy currentide vähendamiseks. Täiesti ohutud või õdusad ribad suurendaksid tootmisaega ja tööjõudu, vähendades samal ajal külja tõhusat ristlikku pinda. Seetõttu peavad insenerid silikooniterase küljade valmistamisel hoolikalt tasakaalustama tehnilisi omadusi, tootmise efektiivsust ja kulusid, et valida optimaalsed mõõtmed.