Трансформатор ядросының классификациясына кіріспе

1. Жоғары жиілікті түрі: феррит өзектері

Феррит өзектері жоғары жиілікті трансформаторларда қолданылады. Олар темір оксидінен және kFe₂O₄ (мұндағы 'k' басқа металдарды білдіреді) сияқты басқа екі валентті металл қосылыстарынан тұратын шпинельді кристалдық құрылымы бар керамикалық магниттер. Қазіргі уақытта кең таралған металдарға марганец (Mn), мырыш (Zn), никель (Ni), магний (Mg) және мыс (Cu) жатады.

Жалпы комбинацияларға марганец-мырыш (MnZn) сериясы, никель-мырыш (NiZn) сериясы және магний-мырыш (MgZn) сериясы жатады. Бұл материалдар 1 кГц-тен 200 кГц-ке дейінгі жұмыс жиілігі диапазонында жоғары магниттік өткізгіштік пен кедергі қасиеттеріне ие.

2. Төмен жиілікті түрі: кремний болат ламинациялары

Кремний болат парақтары төмен жиілікті трансформаторларда қолданылады. Олар әртүрлі түрлерде келеді және екі негізгі жолмен жіктелуі мүмкін:

• Өндіріс процесі бойынша: A: Күйдіртілген (қара парақтар) және N: Күйдірілмеген (ақ парақтар).

• Пішін бойынша: EI типті, UI типті, C типті және шаршы (ауыз типті) өзектер.

Шаршы типтегі кремний болат парақтары әдетте жоғары қуатты трансформаторларда қолданылады (әдетте 500–1000 Вт-тан жоғары). Олар тамаша оқшаулауды, жылуды жеңіл таратуды және қысқа магниттік жолды ұсынады. Екі C типті кремний болат парақтарынан тұратын жинақ CD түріндегі өзек деп аталады. Көлденең қимасы бірдей CD түріндегі өзектермен жасалған қуат трансформаторлары үшін үлкенірек терезе үлкен қуат рейтингіне мүмкіндік береді. Орамдарды ядроның екі жағына бөлек орнатуға болатындықтан, жалпы бұрылыстарды екі орауышқа бөлуге болады. Бұл бір орауыштың орташа айналу ұзындығын азайтады және мыс шығынын азайтады. Сонымен қатар, екі симметриялық орамды бөлек орауыштарға орау тамаша симметрияға қол жеткізеді.

Төрт C типті кремний болат парақтарынан тұратын жиынтық ED типті өзек ретінде белгілі. ED типті өзектермен жасалған трансформаторлар бірдей қуат рейтингіндегі CD түріндегі трансформаторлармен салыстырғанда қысқарақ, кеңірек профильге ие. Катушкалар сыртқы магнит жолы бар ядроның ортасына орнатылғандықтан, ED түріндегі трансформаторлар магнит ағынының төмен ағуын және минималды кедергілерді көрсетеді. Дегенмен, барлық катушкалар бір, қалың орауышқа оралғандықтан, орташа айналым ұзындығы ұзағырақ болады, бұл мыс шығындарының жоғарылауына әкеледі.

C типті өзектер тамаша өнімділікті ұсынады, нәтижесінде трансформаторлар жинақы, жеңіл және жоғары тиімділік береді. Құрастыру тұрғысынан алғанда, C типті ядролар өте аз құрамдас бөліктерді қажет етеді және жоғары өндіріс тиімділігіне әкелетін күшті әмбебаптылықты ұсынады. Дегенмен, C типті кремний болат парақтарын өндіру процесі күрделі және арнайы жабдықты қажет етеді, бұл олардың ағымдағы өндіріс шығындарын салыстырмалы түрде жоғары етеді.

E-типті кремний болат парақтар, сондай-ақ қабық типті өзектер ретінде белгілі, бірінші және қосалқы катушкаларды бірдей орауышқа орналастырудың негізгі артықшылығына ие, бұл жоғары терезе кеңістігі коэффициентін береді (кеңістік коэффициенті Km: мыс сымның таза көлденең қимасының терезе ауданына қатынасы). Кремний болаттан жасалған парақтар механикалық зақымдануды болдырмайтын орамалардың айналасында қорғаныс қабығын құрайды. Олар сондай-ақ үлкенірек жылу тарату аймағын қамтамасыз етеді және магнит өрісінің сәулеленуін азайтады. Дегенмен, бұл дизайн бастапқыдан екіншіге ағып кетудің жоғары индуктивтілігіне және сыртқы магнит өрісінің кедергілеріне көбірек сезімталдыққа әкеледі. Сонымен қатар, ораманың орташа шеңбері ұзағырақ болғандықтан, EI типті трансформаторлар бірдей айналымдар саны мен өзек қимасының ауданы үшін көбірек мыс сымды қажет етеді.

Кремний болат парақтары үшін ең көп таралған қалыңдығы 0,35 мм және 0,5 мм.

Кремний болаттан жасалған парақтарды құрастырудың екі әдісі бар: қабаттастырып қою және қаптау. Араластыру әдісі парақтардың саңылауларын екі жағынан ауыстырады. Бұл әдіс қиын болса да, ол магнит ағынын арттыруға көмектесетін парақтар арасындағы бос орындарды және магниттік қарсылықты азайтады; сондықтан ол күштік трансформаторларда кеңінен қолданылады. Тітіркену әдісі әдетте тұрақты ток (тұрақты ток) бар қолданбаларда қолданылады. Тұрақты ток тудыратын қанықтыруды болдырмау үшін парақтар арасында бос орын қалдыру керек. Бұл әдісте E-бөліктер мен I-бөліктер қарама-қарсы жақтарға орналастырылады және олардың арасындағы алшақтықты қағаз жиектері арқылы реттеуге болады.

3. Орамдардың түрлері

Орам тәрізді өзектер үш негізгі санатқа бөлінеді:
A. Тороидальды өзек: O-тәрізді ламинацияларды қабаттастыру немесе кремний болат жолақтарын орау арқылы жасалған. Бұл өзектерді орау өте қиын.
B. Таяқша өзегі: өзек тәрізді магниттік өзектер.
C. Барабан өзегі: барабан тәрізді магниттік өзектер.