Pengenalan kepada Klasifikasi Teras Transformer

1. Jenis Frekuensi Tinggi: Teras Ferit

Teras ferit digunakan dalam transformer frekuensi tinggi. Ia adalah magnet seramik dengan struktur kristal spinel, terdiri daripada oksida besi dan sebatian logam divalen lain, seperti kFe₂O₄ (di mana 'k' mewakili logam lain). Logam yang biasa digunakan pada masa ini termasuk mangan (Mn), zink (Zn), nikel (Ni), magnesium (Mg), dan kuprum (Cu).

Gabungan biasa termasuk siri mangan-zink (MnZn), siri nikel-zink (NiZn) dan siri magnesium-zink (MgZn). Bahan-bahan ini mempunyai sifat kebolehtelapan magnet dan impedans yang tinggi, dengan julat frekuensi operasi dari 1 kHz hingga lebih 200 kHz.

2. Jenis Frekuensi Rendah: Laminasi Keluli Silikon

Lembaran keluli silikon digunakan dalam pengubah frekuensi rendah. Mereka datang dalam pelbagai jenis dan boleh dikelaskan dalam dua cara utama:

• Mengikut proses pembuatan: A: Anil (helaian hitam) dan N: Non-anil (helaian putih).

• Mengikut bentuk: teras jenis EI, jenis UI, jenis C dan segi empat sama (jenis mulut).

Kepingan keluli silikon jenis persegi biasanya digunakan dalam pengubah kuasa tinggi (biasanya melebihi 500–1000 W). Mereka menawarkan penebat yang sangat baik, pelesapan haba yang mudah, dan laluan magnet yang pendek. Satu set yang terdiri daripada dua kepingan keluli silikon jenis C dirujuk sebagai teras jenis CD. Untuk pengubah kuasa yang dibuat dengan teras jenis CD dengan luas keratan rentas yang sama, tetingkap yang lebih tinggi membolehkan penarafan kuasa yang lebih besar. Memandangkan gegelung boleh dipasang secara berasingan pada kedua-dua belah teras, jumlah lilitan boleh diagihkan merentasi dua bobbin. Ini mengurangkan purata panjang pusingan setiap gelendong dan mengurangkan kehilangan tembaga. Selain itu, penggulungan dua gegelung simetri pada gelendong yang berasingan mencapai simetri yang sempurna.

Satu set yang terdiri daripada empat kepingan keluli silikon jenis C dikenali sebagai teras jenis ED. Transformer yang dibuat dengan teras jenis ED mempunyai profil yang lebih pendek dan lebih luas berbanding dengan transformer jenis CD dengan penarafan kuasa yang sama. Oleh kerana gegelung dipasang di tengah teras dengan laluan magnet luaran, pengubah jenis ED mempamerkan kebocoran fluks magnet yang rendah dan gangguan yang minimum. Walau bagaimanapun, oleh kerana semua gegelung dililit pada satu gelendong yang lebih tebal, purata panjang pusingan lebih panjang, mengakibatkan kehilangan kuprum yang lebih tinggi.

Teras jenis C menawarkan prestasi cemerlang, menjadikan transformer yang terhasil padat, ringan dan sangat cekap. Dari perspektif pemasangan, teras jenis C memerlukan komponen yang sangat sedikit dan menawarkan fleksibiliti yang kuat, yang membawa kepada kecekapan pengeluaran yang tinggi. Walau bagaimanapun, proses pembuatan kepingan keluli silikon jenis C adalah rumit dan memerlukan peralatan khusus, menjadikan kos pengeluaran semasa mereka agak tinggi.

Kepingan keluli silikon jenis-E, juga dikenali sebagai teras jenis cangkerang, mempunyai kelebihan utama untuk meletakkan kedua-dua gegelung primer dan sekunder pada gelendong yang sama, menghasilkan faktor ruang tingkap yang tinggi (Faktor Ruang Km: nisbah luas keratan rentas bersih wayar tembaga kepada luas tingkap). Kepingan keluli silikon membentuk cangkerang pelindung di sekeliling belitan, menghalang kerosakan mekanikal. Mereka juga menyediakan kawasan pelesapan haba yang lebih besar dan mengurangkan sinaran medan magnet. Walau bagaimanapun, reka bentuk ini menghasilkan kearuhan kebocoran primer-ke-sekunder yang lebih tinggi dan lebih mudah terdedah kepada gangguan medan magnet luaran. Tambahan pula, disebabkan oleh lilitan belitan purata yang lebih panjang, pengubah jenis EI memerlukan lebih banyak wayar kuprum untuk bilangan lilitan dan luas keratan rentas teras yang sama.

Ketebalan yang paling biasa untuk kepingan keluli silikon ialah 0.35 mm dan 0.5 mm.

Terdapat dua kaedah pemasangan untuk kepingan keluli silikon: interleaving dan butting. Kaedah interleaving menggantikan bukaan helaian pada kedua-dua belah. Walaupun kaedah ini menyusahkan, ia meminimumkan jurang dan keengganan magnet antara helaian, yang membantu meningkatkan fluks magnet; oleh itu, ia digunakan secara meluas dalam pengubah kuasa. Kaedah butting biasanya digunakan dalam aplikasi dengan arus terus (DC). Untuk mengelakkan ketepuan yang disebabkan oleh DC, jurang mesti ditinggalkan di antara helaian. Dalam kaedah ini, kepingan-E dan kepingan-I diletakkan pada sisi bertentangan, dan jurang antara mereka boleh dilaraskan menggunakan shim kertas.

3. Jenis Gegelung

Teras jenis gegelung dibahagikan kepada tiga kategori utama:
A. Teras Toroidal: Dibuat dengan menyusun laminasi berbentuk O atau penggulungan jalur keluli silikon. Menggulung teras ini agak mencabar.
B. Teras Rod: Teras magnet berbentuk batang.
C. Teras Gendang: Teras magnet berbentuk gendang.