Зошто се користат листови од силациум во јадрата на трансформаторите – намалување на губитокот од вихреви струи
Зошто треба да се намали друг тип железен губиток - губиток од вихреви струи?
Кога трансформаторот работи, алтернативна струја протече низ неговите обмотки, што произведува соодветно алтернативен магнетски поток. Овој променлив поток индуцира струи во железното јдро. Овие индукциски струи циркулираат во рамнина перпендикулярна на правецот на магнетскиот поток, формирајќи затворени петли - затоа се нарекуваат вихреви струи. Губитоците од вихреви струи исто така го загреваат јадрото.
Зошто јадрата на трансформаторите се прават од листови од силациум?
Силациум - сплав на челик кој содржи силациум (познат и како "силициум" или "Si") со содржина од 0,8% до 4,8% - често се користи за јадрата на трансформаторите. Резонот за тоа е силната магнетна пропушливост на силациумот. Како многу ефикасен магнетен материјал, може да произведе висока густина на магнетскиот поток кога е енергиран, што овозможува трансформаторите да бидат направени по компактни.
Како што знаеме, реалните трансформатори работат под услови на алтернативна струја (AC). Силосните губитоци се случуваат не само поради отпорот во обмотките, туку и во железното јдро поради циклична магнетизација. Овој губиток поврзан со јадрото е познат како "железен губиток", кој се состои од два компоненти:
Губиток од хистереза
Губиток од вихреви струи
Губитокот од хистереза произлегува од феноменот на магнетна хистереза во текот на процесот на магнетизација на јадрото. Масата на овој губиток е пропорционална на областа заклучена од хистерезна петља на материјалот. Силациумот има уска хистерезна петља, што резултира со помал губиток од хистереза и значително намалено загревање.
Заедно со овие предности, зошто не се користи цел блок од силациум за јадрото? Зошто се обработува во танки листови?
Одговорот е да се намали вториот компонент на железниот губиток - губиток од вихреви струи.
Како што беше споменато, алтернативниот магнетски поток индуцира вихреви струи во јадрото. За да се минимизираат овие струи, јадрата на трансформаторите се конструираат од танки листови од силациум кои се изолирани еден од друг и ставени едни врз други. Оваа дизајн ограничува вихревите струи до уските, долги патишта со помала прекрсна плошчад, што го зголемува електричниот отпор по нивните патишта. Додатно, додавањето на силациум во сплавот го зголемува електричниот резистивитет на самата материја, што дополнително подигнува формирањето на вихреви струи.
Типичниот трансформатор користи листови од силациум кои се холодно валевани со дееблина околу 0,35 мм. Во зависност од потребните размери на јадрото, овие листови се исечуваат во долги ленти и потоа се ставаат во конфигурации „日“ (двојно прозорче) или едно прозорче.
По теорија, колку што листовите се танки и лентите сувише уски, помал е губитокот од вихреви струи - што резултира со помало загревање и намалена употреба на материјал. Меѓутоа, во фактичкиот производ, дизајнерите не оптимизираат само базирано на минимизирање на вихревите струи. Користењето на екстремно танки или уски ленти би значително зголемило времето на производство и работа, а исто така би намалило ефективната прекрсна плошчад на јадрото. Затоа, кога се прават јадрата од силациум, инженерите мораат внимателно да балансираат техничката перформанса, ефикасноста на производството и цената за да изберат оптималните размери.
