Основные функции сердечников трансформаторов

Основные функции сердечников трансформаторов:

Практические трансформаторы всегда работают в условиях переменного тока (AC). Потери мощности происходят не только в сопротивлении катушек, но и внутри сердечника, поскольку он намагничивается переменным током. Сердечник трансформатора состоит из двух основных частей: опор сердечника и ярм. Катушки (обмотки) закреплены на ножках сердечника, а ярма служат для замыкания всей магнитной цепи. Чтобы уменьшить гистерезис и потери на вихревые токи внутри сердечника, его обычно изготавливают путем укладки пластин кремнистой стали в соответствии с определенными правилами. Эти пластины содержат около 5% кремния, имеют толщину от 0,35 до 0,50 мм и покрыты с обеих сторон слоем изолирующего лака толщиной от 0,01 до 0,13 мм.

Гистерезисные потери — это тип потерь в железе, возникающих в процессе намагничивания из-за явления гистерезиса. Величина этих потерь прямо пропорциональна площади, ограниченной петлей гистерезиса материала. Поскольку кремниевая сталь имеет узкую петлю гистерезиса, ее использование для сердечников трансформаторов приводит к снижению потерь на гистерезис, что значительно снижает нагрев сердечника.

Ламинированные сердечники также помогают минимизировать другой тип потерь в железе: потери на вихревые токи. При работе трансформатора переменный ток в катушках создает переменный магнитный поток. Этот изменяющийся поток индуцирует токи внутри сердечника. Эти индуцированные токи циркулируют в плоскостях, перпендикулярных направлению магнитного потока, и поэтому известны как вихревые токи. Потери вихревых токов также вызывают нагрев сердечника. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечник трансформатора изготовлен из взаимно изолированных пластин кремнистой стали. Это заставляет вихревые токи течь через узкие, удлиненные петли с меньшей площадью поперечного сечения, тем самым увеличивая электрическое сопротивление на путях вихревых токов. Кроме того, кремний в стали увеличивает удельное электрическое сопротивление материала, что еще больше помогает уменьшить вихревые токи.