Aká je funkcia železného jadra vo vnútri nízkofrekvenčného transformátora?

1. Konštrukcia magnetického obvodu a vedenie magnetického toku

Železné jadro je hlavným nosičom magnetického obvodu v nízkofrekvenčnom transformátore, ktorý je zodpovedný za koncentráciu a vedenie magnetického poľa za vzniku uzavretej slučky magnetického toku.

(1) Vedenie magnetického toku
Železné jadro účinne vykonáva magnetické línie sily generovanej vinutím cez materiály s vysokou magnetickou priepustnosťou, zvyšuje silu magnetického poľa, a tak zlepšuje účinnosť prenosu energie.

(2) Zníženie magnetického úniku
Konštrukcia železného jadra (ako je tvar krúžku a C) môže minimalizovať vzduchovú medzeru v magnetickom obvode a znížiť magnetický únik. Napríklad kruhové železné jadro nemá vzduchovú medzeru, extrémne nízky magnetický únik a nízky elektrický hluk, ktorý je vhodný pre scenáre s vysokou presnosťou.

2. Zníženie straty energie
Materiál a proces železného jadra priamo ovplyvňujú účinnosť a zvýšenie teploty transformátora:

(1) Zníženie straty vírivého prúdu
Kremíkové oceľové listy blokujú cestu vírivého prúdu cez lamináciu povrchovej izolácie, čím sa znižuje strata vírivého prúdu. Napríklad rana železného jadra kruhu s oceľovým pruhom valcom za studena môže ďalej optimalizovať magnetický obvod a znížiť bočný vírivý prúd.

(2) Potlačenie straty hysterézie
Hysteréza slučka s vysokou permeabilitou kremíkových oceľových listov je užšia a strata energie počas magnetizácie a demagnetizácie je menšia.

(3) Optimalizácia rozptylu tepla
Konštrukčný návrh jadra (ako je usporiadanie chladiča) kombinované s tepelnou vodivosťou materiálu môže zlepšiť účinnosť rozptylu tepla a zabrániť degradácii výkonu alebo skrátenej životnosti v dôsledku zvýšenia teploty.

3. Podporná mechanická štruktúra a stabilita

Jadro nie je len jadro magnetického obvodu, ale aj fyzická kostra transformátora:

(1) Mechanická podpora
Jadro poskytuje pevnú podporu pre vinutú cievku, aby sa zabezpečila stabilita cievky pod pôsobením elektromagnetickej sily. Napríklad laminovaná štruktúra laminovaného oceľového plechu kremíka môže zvýšiť mechanickú pevnosť a zabrániť deformácii.

(2) Anti-elektrtromagnetický šok
Pod elektromagnetickým prechodom (ako je nízkofrekvenčné prepätie a zaujatosť DC), jadro absorbuje časť energie prostredníctvom vlastností materiálu, čím znižuje poškodenie vinutia spôsobeného nárazom. Napríklad nelineárne saturačné charakteristiky kremíkovej oceľovej plechu môžu obmedziť náhlu zmenu magnetického toku a vyhnúť sa nadmerným vibráciám jadra.

4. Prispôsobenie sa špeciálnym potrebám nízkofrekvenčných scenárov

Rozsah prevádzkovej frekvencie nízkofrekvenčné transformátory (0 ~ 400 Hz) vyžaduje, aby jadro malo zacielený dizajn z hľadiska materiálu, tvaru a procesu:

(1) optimalizácia permeability nízkofrekvencie

Magnetická permeabilita kremíkových oceľových listov v nízkofrekvenčných pásmach (napríklad priemyselná frekvencia 50 Hz) je lepšia ako priemyselná frekvencia feritu, čo je vhodné na prenos vysokej výkonnosti. Napríklad jadro priemyselného frekvenčného transformátora musí mať dostatočnú prierezovú plochu na prepravu nízkofrekvenčného magnetického toku.

(2) Zostatok nákladov a objemu

V nízkofrekvenčných scenároch je pomer jadier kremíkových oceľových plechov kremíkových oceľových plechov kremíkových oceľových plechov. Napríklad pri rovnakom výkone môžu vysokovýkonné jadrá oceľových plechov kremíka znížiť objem o viac ako 30%, čím sa zníži množstvo nákladov na medený drôt a výrobné náklady.

(3) Odolnosť proti zaujatosti DC

V scenároch DC (ako je geomagnetický prúd indukovaný prúd) je potrebné sa nasýtenie jadra zvýšiť výberom materiálu (ako je oceľ s vysokým obsahom kremíka) a konštrukčný návrh (napríklad nastavenie vzduchovej medzery), aby sa zvýšila tolerancia.

5. Parametre, ktoré ovplyvňujú komplexný výkon transformátora

Výber a návrh jadra priamo súvisia s kľúčovými ukazovateľmi transformátora:

(1) Účinnosť a zvýšenie teploty

Vysoko výkonné jadrá (ako napríklad kremíková oceľ valcovaná za studena) môžu zvýšiť účinnosť na viac ako 95%, pričom sa zníži zvýšenie teploty o 20%~ 30%.

(2) Objem a hmotnosť

Toroidné jadro má vysokú účinnosť magnetického obvodu a je o 40% menší objem a hmotnosť o 25% ľahšia ako jadro typu E, vďaka čomu je vhodné pre kompaktné vybavenie.

(3) Ovládanie hluku

Jadrá s nízkym únikom (ako je typ C a Toroidal) môžu znížiť magnetostriktívny hluk, vďaka čomu je transformátor upokojený