Dlaczego żelazny rdzeń transformatora powinien być uziemiony? Odpowiedzi udzieliła najlepsza fabryka transformatorów w Chinach

Powszechnie stosowany transformator rdzeńs są generalnie wykonane z arkuszy stali krzemowej. Stal krzemowa jest rodzajem stali zawierającej krzem (krzem jest również nazywany krzemem), a jej zawartość krzemu wynosi od 0.8 do 4.8%. Stal krzemowa jest używana jako żelazo rdzeń transformatora, ponieważ sama stal krzemowa jest substancją magnetyczną o silnej przenikalności magnetycznej. W cewce pod napięciem może generować duże natężenie indukcji magnetycznej, zmniejszając w ten sposób objętość transformatora.

Wiemy, że rzeczywisty transformator zawsze działa w stanie AC i mocy od jest nie tylko w rezystancji cewki, ale także w żelazo rdzeń namagnesowany prądem przemiennym. Moc od w żelaznym rdzeniu jest zwykle nazywany „utratą żelaza”. Utrata żelaza jest spowodowana dwoma przyczynami, jedna to „utrata histerezy”, a druga to „utrata prądów wirowych”.

Utrata histerezy to utrata żelaza spowodowana histerezą podczas procesu magnesowania żelaznego rdzenia. Wielkość tej straty jest proporcjonalna do powierzchni otoczonej pętlą histerezy materiału. Pętla histerezy stali krzemowej jest wąska i mała, a utrata histerezy żelaznego rdzenia transformatora jest niewielka, co może znacznie zmniejszyć wytwarzanie ciepła.

Ponieważ stal krzemowa ma powyższe zalety, dlaczego nie użyć całego kawałka stali krzemowej jako żelaznego rdzenia, ale także przetworzyć go na arkusz?

Dzieje się tak dlatego, że rdzeń z blachy żelaznej może zmniejszyć inny rodzaj utraty żelaza – „stratę prądów wirowych”. Kiedy transformator pracuje, w cewce płynie prąd przemienny, a wytwarzany przez niego strumień magnetyczny jest oczywiście zmienny. Ten zmienny strumień magnetyczny indukuje prąd w rdzeniu. Prąd indukowany generowany w żelaznym rdzeniu krąży w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku strumienia magnetycznego, dlatego nazywany jest prądem wirowym. Straty prądów wirowych również nagrzewają rdzeń. Aby zmniejszyć straty prądów wirowych, żelazny rdzeń transformatora jest ułożony w stos z arkuszami stali krzemowej izolowanymi od siebie, tak że prąd wirowy przechodzi przez mniejszy przekrój w wąskim i długim obwodzie, aby zwiększyć opór ścieżki prądów wirowych; jednocześnie krzem w stali krzemowej powoduje, że zwiększona rezystywność materiału zmniejsza również prądy wirowe.

Jako żelazny rdzeń transformatora wybiera się na ogół blachy ze stali krzemowej walcowane na zimno o grubości 0.35 mm. W zależności od wielkości wymaganego żelaznego rdzenia jest on cięty na długie kawałki, a następnie nakładany na kształt „dnia” lub „usta”. Teoretycznie rzecz biorąc, aby zredukować prądy wirowe, im cieńsza jest blacha ze stali krzemowej i im węższe splatane paski, tym lepszy efekt. To nie tylko zmniejsza straty prądów wirowych i wzrost temperatury, ale także oszczędza materiał używany do blach ze stali krzemowej. Ale w rzeczywistości podczas wykonywania rdzenia z blachy ze stali krzemowej. Nie tylko wychodząc od wyżej wymienionych korzystnych czynników, ponieważ wykonanie rdzenia żelaznego w ten sposób znacznie zwiększy roboczogodziny, a także zmniejszy efektywny przekrój poprzeczny rdzenia żelaznego. Dlatego przy użyciu blach ze stali krzemowej do wykonania rdzeni transformatorów należy wyjść od konkretnej sytuacji, rozważyć zalety i wady oraz wybrać najlepszy rozmiar.