Pengantar Klasifikasi Inti Transformator

1. Jenis Frekuensi Tinggi: Inti Ferit

Inti ferit digunakan dalam transformator frekuensi tinggi. Mereka adalah magnet keramik dengan struktur kristal spinel, terdiri dari oksida besi dan senyawa logam divalen lainnya, seperti kFe₂O₄ (di mana 'k' mewakili logam lain). Logam yang umum digunakan saat ini antara lain mangan (Mn), seng (Zn), nikel (Ni), magnesium (Mg), dan tembaga (Cu).

Kombinasi yang umum mencakup seri mangan-seng (MnZn), seri nikel-seng (NiZn), dan seri magnesium-seng (MgZn). Bahan-bahan ini memiliki sifat permeabilitas dan impedansi magnetik yang tinggi, dengan rentang frekuensi operasi dari 1 kHz hingga lebih dari 200 kHz.

2. Jenis Frekuensi Rendah: Laminasi Baja Silikon

Lembaran baja silikon digunakan pada transformator frekuensi rendah. Mereka datang dalam berbagai jenis dan dapat diklasifikasikan dalam dua cara utama:

• Berdasarkan proses pembuatannya: A: Annealed (lembaran hitam) dan N: Non-annealed (lembaran putih).

• Berdasarkan bentuk: inti tipe EI, tipe UI, tipe C, dan persegi (tipe mulut).

Lembaran baja silikon tipe persegi biasanya digunakan pada transformator daya tinggi (biasanya di atas 500–1000 W). Mereka menawarkan insulasi yang sangat baik, pembuangan panas yang mudah, dan jalur magnet yang pendek. Satu set yang terdiri dari dua lembar baja silikon tipe C disebut sebagai inti tipe CD. Untuk transformator daya yang dibuat dengan inti tipe CD dengan luas penampang yang sama, jendela yang lebih tinggi memungkinkan peringkat daya yang lebih besar. Karena kumparan dapat dipasang secara terpisah pada kedua sisi inti, total lilitan dapat didistribusikan ke dua kumparan. Hal ini mengurangi panjang putaran rata-rata per kumparan dan mengurangi kehilangan tembaga. Selain itu, menggulung dua kumparan simetris pada kumparan terpisah akan menghasilkan simetri sempurna.

Satu set yang terdiri dari empat lembar baja silikon tipe C dikenal sebagai inti tipe ED. Transformator yang dibuat dengan inti tipe ED memiliki profil yang lebih pendek dan lebar dibandingkan transformator tipe CD dengan peringkat daya yang sama. Karena kumparan dipasang di tengah inti dengan jalur magnet eksternal, transformator tipe ED menunjukkan kebocoran fluks magnet yang rendah dan interferensi minimal. Namun, karena semua kumparan dililitkan pada satu kumparan yang lebih tebal, rata-rata panjang putarannya lebih panjang, sehingga menghasilkan kehilangan tembaga yang lebih tinggi.

Inti tipe C menawarkan kinerja luar biasa, menjadikan transformator yang dihasilkan kompak, ringan, dan sangat efisien. Dari perspektif perakitan, inti tipe C hanya memerlukan sedikit komponen dan menawarkan fleksibilitas yang kuat, sehingga menghasilkan efisiensi produksi yang tinggi. Namun, proses pembuatan lembaran baja silikon tipe C rumit dan memerlukan peralatan khusus, sehingga biaya produksinya saat ini relatif tinggi.

Lembaran baja silikon tipe-E, juga dikenal sebagai inti tipe cangkang, memiliki keuntungan utama karena menempatkan kumparan primer dan sekunder pada kumparan yang sama, sehingga menghasilkan faktor ruang jendela yang tinggi (Faktor Jarak Km: rasio luas penampang bersih kawat tembaga terhadap luas jendela). Lembaran baja silikon membentuk cangkang pelindung di sekeliling belitan, mencegah kerusakan mekanis. Mereka juga menyediakan area pembuangan panas yang lebih besar dan mengurangi radiasi medan magnet. Namun, desain ini menghasilkan induktansi kebocoran primer-ke-sekunder yang lebih tinggi dan kerentanan yang lebih besar terhadap gangguan medan magnet eksternal. Selain itu, karena rata-rata lingkar belitan yang lebih panjang, trafo tipe EI memerlukan lebih banyak kawat tembaga untuk jumlah lilitan dan luas penampang inti yang sama.

Ketebalan yang paling umum untuk lembaran baja silikon adalah 0,35 mm dan 0,5 mm.

Ada dua metode perakitan lembaran baja silikon: interleaving dan butting. Metode interleaving mengganti bukaan lembaran di kedua sisi. Meskipun metode ini rumit, metode ini meminimalkan celah dan keengganan magnet antar lembaran, sehingga membantu meningkatkan fluks magnet; oleh karena itu, ini banyak digunakan pada transformator daya. Metode butting umumnya digunakan pada aplikasi dengan arus searah (DC). Untuk mencegah kejenuhan yang disebabkan oleh DC, harus ada celah di antara lembaran. Dalam metode ini, E-piece dan I-piece ditempatkan pada sisi yang berlawanan, dan jarak di antara keduanya dapat diatur menggunakan shim kertas.

3. Jenis Kumparan

Inti tipe kumparan dibagi menjadi tiga kategori utama:
A. Inti Toroidal: Dibuat dengan menumpuk laminasi berbentuk O atau menggulung strip baja silikon. Menggulung inti-inti ini cukup menantang.
B. Inti Batang : Inti magnet berbentuk batang.
C. Inti Drum: Inti magnet berbentuk drum.