รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการจำแนกประเภทของแกนหม้อแปลง

1. ประเภทความถี่สูง: แกนเฟอร์ไรต์

แกนเฟอร์ไรต์ใช้ในหม้อแปลงความถี่สูง เป็นแม่เหล็กเซรามิกที่มีโครงสร้างผลึกสปิเนล ประกอบด้วยเหล็กออกไซด์และสารประกอบโลหะไดวาเลนต์อื่นๆ เช่น kFe₂O₄ (โดยที่ 'k' หมายถึงโลหะอื่นๆ) โลหะที่ใช้กันทั่วไปในปัจจุบัน ได้แก่ แมงกานีส (Mn) สังกะสี (Zn) นิกเกิล (Ni) แมกนีเซียม (Mg) และทองแดง (Cu)

การรวมกันทั่วไป ได้แก่ ซีรีส์แมงกานีส-สังกะสี (MnZn) ซีรีส์นิกเกิล-สังกะสี (NiZn) และซีรีส์แมกนีเซียม-สังกะสี (MgZn) วัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติการซึมผ่านของแม่เหล็กและความต้านทานสูง โดยมีช่วงความถี่ในการทำงานตั้งแต่ 1 kHz ถึงมากกว่า 200 kHz

2. ประเภทความถี่ต่ำ: การเคลือบเหล็กซิลิคอน

แผ่นเหล็กซิลิคอนใช้ในหม้อแปลงความถี่ต่ำ มีหลายประเภทและสามารถจำแนกได้สองวิธีหลัก:

• ตามกระบวนการผลิต: A: อบอ่อน (แผ่นสีดำ) และ N: ไม่อบอ่อน (แผ่นสีขาว)

• ตามรูปร่าง: แกนประเภท EI, ประเภท UI, ประเภท C และแกนสี่เหลี่ยม (แบบปาก)

แผ่นเหล็กซิลิกอนชนิดสี่เหลี่ยมมักใช้ในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูง (โดยทั่วไปจะสูงกว่า 500–1,000 วัตต์) มีฉนวนที่ดีเยี่ยม กระจายความร้อนได้ง่าย และมีเส้นทางแม่เหล็กสั้น ชุดที่ประกอบด้วยแผ่นเหล็กซิลิกอนชนิด C สองแผ่นเรียกว่าแกนซีดี สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังที่ทำด้วยแกนประเภท CD ของพื้นที่หน้าตัดเดียวกัน หน้าต่างที่สูงกว่าจะช่วยให้สามารถจัดระดับพลังงานได้มากขึ้น เนื่องจากสามารถติดตั้งคอยล์แยกกันได้ทั้งสองด้านของแกน จึงสามารถกระจายการหมุนทั้งหมดไปยังกระสวยสองอันได้ ซึ่งจะช่วยลดความยาวการหมุนโดยเฉลี่ยต่อไส้กระสวย และลดการสูญเสียทองแดง นอกจากนี้ การพันคอยล์สมมาตรสองม้วนบนกระสวยแยกกันยังทำให้ได้ความสมมาตรที่สมบูรณ์แบบอีกด้วย

ชุดที่ประกอบด้วยแผ่นเหล็กซิลิคอนชนิด C สี่แผ่นเรียกว่าแกน ED หม้อแปลงที่ทำด้วยแกนประเภท ED จะมีรูปแบบที่สั้นกว่าและกว้างกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับหม้อแปลงชนิด CD ที่มีระดับกำลังไฟเท่ากัน เนื่องจากคอยล์ถูกติดตั้งไว้ที่กึ่งกลางของแกนโดยมีเส้นทางแม่เหล็กภายนอก หม้อแปลงชนิด ED จึงมีการรั่วไหลของฟลักซ์แม่เหล็กต่ำและการรบกวนน้อยที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากขดลวดทั้งหมดถูกพันบนกระสวยเดี่ยวที่หนากว่า ความยาวในการเลี้ยวโดยเฉลี่ยจึงยาวขึ้น ส่งผลให้สูญเสียทองแดงมากขึ้น

แกนชนิด C ให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ทำให้หม้อแปลงมีขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา และมีประสิทธิภาพสูง จากมุมมองของการประกอบ แกนประเภท C ต้องการส่วนประกอบเพียงเล็กน้อยและมีความสามารถรอบด้านที่แข็งแกร่ง นำไปสู่ประสิทธิภาพการผลิตที่สูง อย่างไรก็ตาม กระบวนการผลิตเหล็กแผ่นซิลิกอนชนิด C มีความซับซ้อนและต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ ทำให้ต้นทุนการผลิตในปัจจุบันค่อนข้างสูง

แผ่นเหล็กซิลิกอนชนิด E หรือที่เรียกว่าแกนชนิดเปลือก มีข้อได้เปรียบหลักในการวางขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิบนกระสวยเดียวกัน ส่งผลให้มีปัจจัยพื้นที่หน้าต่างสูง (ปัจจัยอวกาศ กม.: อัตราส่วนของพื้นที่หน้าตัดสุทธิของลวดทองแดงต่อพื้นที่หน้าต่าง) แผ่นเหล็กซิลิกอนจะสร้างเกราะป้องกันรอบๆ ขดลวด เพื่อป้องกันความเสียหายทางกล นอกจากนี้ยังให้พื้นที่กระจายความร้อนที่ใหญ่ขึ้นและลดการแผ่รังสีของสนามแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม การออกแบบนี้ส่งผลให้มีการเหนี่ยวนำการรั่วไหลในระดับปฐมภูมิถึงทุติยภูมิที่สูงขึ้น และความไวต่อการรบกวนของสนามแม่เหล็กภายนอกมากขึ้น นอกจากนี้ เนื่องจากเส้นรอบวงของขดลวดเฉลี่ยที่ยาวกว่า หม้อแปลงชนิด EI จึงต้องการลวดทองแดงมากขึ้นสำหรับจำนวนรอบและพื้นที่หน้าตัดแกนที่เท่ากัน

ความหนาที่พบบ่อยที่สุดสำหรับแผ่นเหล็กซิลิกอนคือ 0.35 มม. และ 0.5 มม.

มีวิธีการประกอบแผ่นเหล็กซิลิกอนสองวิธี: การแทรกและการต่อชน วิธีการสลับสลับช่องเปิดของแผ่นงานทั้งสองด้าน แม้ว่าวิธีนี้จะยุ่งยาก แต่ก็ช่วยลดช่องว่างและการฝืนแม่เหล็กระหว่างแผ่นให้เหลือน้อยที่สุด ซึ่งช่วยเพิ่มฟลักซ์แม่เหล็ก ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง วิธีการชนมักใช้ในการใช้งานกับไฟฟ้ากระแสตรง (DC) เพื่อป้องกันความอิ่มตัวที่เกิดจาก DC ต้องเว้นช่องว่างระหว่างแผ่นงาน ในวิธีนี้ E-pieces และ I-pieces จะถูกวางไว้ที่ด้านตรงข้าม และช่องว่างระหว่างทั้งสองชิ้นสามารถปรับได้โดยใช้แผ่นรองกระดาษ

3. ประเภทคอยล์

แกนชนิดคอยล์แบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก:
A. แกน Toroidal: สร้างขึ้นโดยการซ้อนการเคลือบรูปตัว O หรือการพันแถบเหล็กซิลิกอน การพันแกนเหล่านี้ค่อนข้างท้าทาย
B. Rod Core: แกนแม่เหล็กรูปแท่ง
C. Drum Core: แกนแม่เหล็กรูปกลอง