Силикон және темір қалыптасуы трансформатордың магниттік қауіпсіздігін қалай азайтады

Трансформатордың магниттік ядросында силиконлық демир тақталарының қолданылуы – вихрілердік жұбытын азайту

Басқа түрдегі демир жұбытын – вихрілердік жұбытын неліктен азайту керек?
Трансформатор жұмыс істегендегі, оның обмоткасына өзара ағыс өтеді, сәйкесінше өзара магниттік поток пайда болады. Бұл өзгермейтін поток демир ядроның ішінде индуцированные ағыстарды шығарады. Бұл индуцированные ағыстар магниттік потоктың бағытына перпендикуляр жазықтықта айналып, затылған қатарлар – сондықтан олар вихрілердік ағыс деп аталады. Вихрілердік жұбыстар да ядроның ыстықтығын арттырады.

Неліктен трансформатордың магниттік ядросы силиконлық демир тақталарынан жасалады?

Силиконлық демир - силикон (басқа аталуы "силикон" же "Si") 0,8% мен 4,8% арасында қамтылған демир сплавы, трансформатордың магниттік ядросы үшін кездесетін материал. Себебі, силиконлық демирдің күшті магниттік проницациясы. Бұл маңызды магниттік материал, электр өткенде жоғары магниттік поток тығыздығын жасайды, осылайша трансформаторды бір аймаққа жинауға мүмкіндік береді.

Біздің білетінімен, нақты трансформаторлар өзара ағыс шарттарында жұмыс істейді. Энергия жұбыстары не только обмоткиның қарсылығына, бірақ да циклдік магниттікке байланысты демир ядродың ішінде де пайда болады. Бұл ядроға байланысты энергия жұбысы "демир жұбыты" деп аталады, ол екі бөліктен тұрады:

• Магниттік гистерезис жұбыты

• Вихрілердік жұбыты

Магниттік гистерезис жұбыты ядроның магниттік гистерезис феноменінің нәтижесінде пайда болады. Бұл жұбыт материалдың гистерезис циклінің аймағына пропорционалды. Силиконлық демирдің тоқырақ гистерезис циклі бар, сондықтан гистерезис жұбыты төмен, және ыстықтықты өте азайтады.

Бұл артықшылықтарға қарамастан, неліктен силиконлық демирден толық блок қолданылмайды? Неліктен ол орнына жұлақ тақталарға өңделеді?

Жауабы - екінші демир жұбыты компонентін - вихрілердік жұбытын азайту үшін.

Дұрыс, өзара магниттік поток ядродың ішінде вихрілердік ағыстарды шығарады. Бұл ағыстарды минималдау үшін, трансформатордың магниттік ядросы жұлақ силиконлық демир тақталардан, бір-бірінен изолацияланған және стакталанған жасалады. Бұл дизайн вихрілердік ағыстарды тік, узун жолдарға, кіші көлемдерге шектейді, сонымен қатар, олардың өту жолындағы электр қарсылығын арттырады. Ал қосымша, сплавтағы силикондың қосылуы материалдың өзінің электр қарсылығын арттырады, сондықтан вихрілердік ағыстардың пайда болуын қысқартады.

Көбінесе, трансформатордың магниттік ядросы 0,35 мм қалыңдығындағы суық қысылған силиконлық демир тақталардан жасалады. Талап етілетін ядро өлшемлеріне қарай, бұл тақталар узын жолдарға кесіліп, содан кейін “日” (екі терезелі) немесе бір терезелі конфигурацияда стакталанады.

Теориялық түрде, тақта және жолдар қаншалықты жұлақ, вихрілердік жұбыты қаншалықты төмен болады - бұл ыстықтықты азайту және материалды аз қолдануға әкеледі. Бірақ, нақты өндірістерде, дизайнерлер ғана вихрілерді минималдау үшін оптимизациялай алмайды. Өте жұлақ немесе қысқа жолдарды қолдану өндірудің уақытын және жұмыс қорытындысын өте арттыратын болады, сондықтан ядроның әріптес көлемін азайтады. Сондықтан, силиконлық демир ядроларды өндіру кезінде инжендерлер техникалық параметрлер, өндіру әрілігі және құнын ұсынып, оптималь өлшемдерді таңдамалы.