Основни функции на трансформаторните ядра

Основни функции на трансформаторните ядра:

Практическите трансформатори винаги работят при условия на променлив ток (AC). Загубите на мощност възникват не само в съпротивлението на намотките, но и в сърцевината, тъй като тя е магнетизирана от променливия ток. Ядрото на трансформатора се състои от две основни части: краката на сърцевината и яремите. Бобините (намотките) са монтирани върху краката на сърцевината, докато яремите служат за затваряне на цялата магнитна верига. За да се намалят хистерезиса и загубите от вихрови токове в сърцевината, тя обикновено се конструира чрез подреждане на силициеви стоманени ламинации според специфични правила. Тези ламинации съдържат приблизително 5% силиций, имат дебелина от 0,35 до 0,50 mm и са покрити от двете страни със слой изолационен лак с дебелина от 0,01 до 0,13 mm.

Хистерезисната загуба е вид загуба на желязо, генерирана по време на процеса на намагнитване поради явлението хистерезис. Големината на тази загуба е право пропорционална на площта, затворена от хистерезисната верига на материала. Тъй като силиконовата стомана се отличава с тясна верига на хистерезис, използването й за сърцевини на трансформатори води до по-ниски загуби на хистерезис, което значително намалява нагряването на сърцевината.

Ламинираните сърцевини също спомагат за минимизиране на друг вид загуба на желязо: загуба от вихрови токове. По време на работа на трансформатора, променливият ток в намотките генерира променлив магнитен поток. Този променящ се поток индуцира токове в сърцевината. Тези индуцирани токове циркулират в равнини, перпендикулярни на посоката на магнитния поток, и затова са известни като вихрови токове. Загубите от вихрови токове по подобен начин причиняват нагряване на сърцевината. За да се намалят загубите от вихрови токове, сърцевината на трансформатора е изградена от взаимно изолирани ламинирани силициеви стомани. Това принуждава вихровите токове да протичат през тесни, продълговати контури с по-малки площи на напречното сечение, като по този начин увеличават електрическото съпротивление по пътищата на вихровите токове. Освен това, силицият в стоманата увеличава електрическото съпротивление на материала, което допълнително помага за намаляване на вихровите токове.