Основні функції сердечників трансформаторів

Основні функції трансформаторних сердечників:

Практичні трансформатори завжди працюють в умовах змінного струму (AC). Втрати потужності відбуваються не тільки в опорі котушок, але й усередині сердечника, оскільки воно намагнічується змінним струмом. Сердечник трансформатора складається з двох основних частин: ніжок сердечника і ярма. Котушки (обмотки) встановлені на ніжках сердечника, а ярма служать для замикання всього магнітного кола. Щоб зменшити гістерезис і втрати на вихрові струми в сердечнику, його зазвичай виготовляють шляхом укладання шарів кремнієвої сталі відповідно до певних правил. Ці ламінації містять приблизно 5% кремнію, мають товщину від 0,35 до 0,50 мм і покриті з обох боків шаром ізоляційного лаку товщиною від 0,01 до 0,13 мм.

Втрати на гістерезис — це тип втрат у залізі, що виникають під час процесу намагнічування через явище гістерезису. Величина цієї втрати прямо пропорційна площі, охопленій петлею гістерезису матеріалу. Оскільки кремнієва сталь має вузьку петлю гістерезису, її використання для сердечників трансформаторів призводить до менших втрат на гістерезис, що значно зменшує нагрівання сердечника.

Ламіновані сердечники також допомагають мінімізувати інший тип втрат заліза: втрати на вихрові струми. Під час роботи трансформатора змінний струм у котушках створює змінний магнітний потік. Цей мінливий потік індукує струми всередині осердя. Ці індуковані струми циркулюють у площинах, перпендикулярних до напрямку магнітного потоку, і тому відомі як вихрові струми. Втрати на вихрові струми також призводять до нагрівання сердечника. Щоб зменшити втрати на вихрові струми, сердечник трансформатора виготовлений із взаємно ізольованих шарів кремнієвої сталі. Це змушує вихрові струми протікати через вузькі витягнуті петлі з меншими площами поперечного перерізу, тим самим збільшуючи електричний опір уздовж шляхів вихрових струмів. Крім того, кремній у сталі збільшує питомий електричний опір матеріалу, що додатково допомагає зменшити вихрові струми.