Jaká je funkce jádra železa uvnitř nízkofrekvenčního transformátoru?

1. Stavba magnetického obvodu a provádění magnetického toku

Železné jádro je hlavním nosičem magnetického obvodu v nízkofrekvenčním transformátoru, zodpovědný za koncentrování a vedení magnetického pole za vzniku uzavřené smyčky magnetického toku.

(1) vedení magnetického toku
Železné jádro účinně provádí magnetické linie síly generované vinutím prostřednictvím materiálů s vysokou magnetickou permeabilitou, zvyšuje sílu magnetického pole a zvyšuje tak účinnost přenosu výkonu.

(2) Snížení magnetického úniku
Strukturální konstrukce železa (jako je tvar kruhu a C) může minimalizovat mezeru v magnetickém obvodu a snížit magnetický únik. Například jádro kruhového železa nemá mezeru vzduchu, extrémně nízký magnetický únik a nízký elektrický šum, který je vhodný pro vysoce přesné scénáře.

2. Snížení ztráty energie
Materiál a proces jádra železa přímo ovlivňují účinnost a zvýšení teploty transformátoru:

(1) Snížení ztráty vířivých proudů
Listy z křemíkových ocelových listů blokují cestu vířivého proudu přes proces laminace izolační vrstvy povrchové izolace, čímž se sníží ztráta vířivého proudu. Například kruhové železné jádro, které se navinilo s studeným válcovaným křemíkovým ocelovým proužkem, může dále optimalizovat magnetický obvod a snížit boční vířivý proud.

(2) potlačení ztráty hystereze
Hysterezní smyčka vysokých propustností silikonových ocelových listů je užší a ztráta energie během magnetizace a demagnetizace je menší.

(3) Optimalizace rozptylu tepla
Strukturální návrh jádra (jako je rozložení chladiče) kombinované s tepelnou vodivostí materiálu může zlepšit účinnost rozptylu tepla a zabránit degradaci výkonu nebo zkrácené životnosti v důsledku zvýšení teploty.

3. Podpora mechanické struktury a stability

Jádro není jen jádro magnetického obvodu, ale také fyzickou kostru transformátoru:

(1) Mechanická podpora
Jádro poskytuje tuhou podporu pro vinutí cívky, aby byla zajištěna stabilita cívky pod působením elektromagnetické síly. Například laminovaná struktura laminované křemíkové oceli může zvýšit mechanickou sílu a zabránit deformaci.

(2) Anti-elektromagnetický šok
Při elektromagnetických přechodech (jako je nízkofrekvenční přepětí a DC zkreslení), jádro absorbuje část energie prostřednictvím vlastností materiálu, čímž se snižuje poškození vinutí způsobeného dopadem. Například nelineární saturační charakteristiky listu křemíku mohou omezit náhlou změnu magnetického toku a zabránit nadměrným vibracím jádra.

4. Přizpůsobení se zvláštním potřebám nízkofrekvenčních scénářů

Provozní frekvenční rozsah Nízkofrekvenční transformátory (0 ~ 400Hz) vyžaduje, aby jádro bylo zaměřeno na design z hlediska materiálu, tvaru a procesu:

(1) Optimalizace propustnosti s nízkou frekvencí

Magnetická propustnost listů křemíkových oceli v nízkofrekvenčních pásech (jako je například průmyslová frekvence 50 Hz) je lepší než pro perrite, která je vhodná pro vysoce výkonný přenos. Například jádro průmyslového frekvenčního transformátoru musí mít dostatečnou plochu průřezu, aby mohla nést nízkofrekvenční magnetický tok.

(2) Zůstatek nákladů a objemu

V nízkofrekvenčních scénářích je poměr výkonu k objemu jader z křemíkových ocelových plechů lepší. Například pod stejným výkonem mohou vysoce výkonná jádra křemíkových ocelových plechů snížit objem o více než 30%, čímž se sníží množství měděného drátu a výrobních nákladů.

(3) Odolnost proti zkreslení DC

Ve scénářích DC zkreslení (jako je geomagnetický indukovaný proud) je třeba nasycené vlastnosti jádra zvýšit výběrem materiálu (jako je vysoký obsah křemíku) a strukturálním designem (jako je nastavení vzduchové mezery), aby se zvýšila tolerance.

5. Parametry, které ovlivňují komplexní výkon transformátoru

Výběr a návrh jádra přímo souvisí s klíčovými ukazateli transformátoru:

(1) Zvýšení účinnosti a teploty

Vysoce výkonná jádra (jako je studená křemíková ocel) mohou zvýšit účinnost na více než 95%, přičemž se sníží nárůst teploty o 20%~ 30%.

(2) Objem a hmotnost

Toroidální jádro má vysokou účinnost magnetického obvodu a má asi 40% menší objem a o 25% lehčí hmotnost než jádro typu E, což je vhodné pro kompaktní zařízení.

(3) kontrola hluku

Jádra s nízkým obsahem kolísání (jako je typ C a toroidal) mohou snížit magnetostrikční šum, takže transformátor běží tišší