1. Transformatora dzelzs kodola galvenā loma
(1)Efektīvas zemas{0}}pretestības magnētiskās ķēdes izveidošana:Šī ir dzelzs serdes pamatfunkcija. Kad maiņstrāva plūst caur primāro tinumu, tā rada mainīgu magnētisko plūsmu. Dzelzs kodols nodrošina viegli magnetizējamu ceļu, ievērojami uzlabojot magnētiskā lauka stiprumu un ierobežojot lielāko daļu plūsmas (galvenās plūsmas) šajā augstas -caurlaidības ceļā, efektīvi savienojot to ar sekundāro tinumu. Bez dzelzs kodola liels daudzums plūsmas noplūstu gaisā (kur magnētiskā pretestība ir ļoti augsta), kā rezultātā enerģijas pārneses efektivitāte būtu ļoti zema.
(2)Elektromagnētiskās indukcijas efektivitātes uzlabošana:Dzelzs serdeņa klātbūtnes dēļ tinumā ar tādu pašu ierosmes strāvu (bez-slodzes strāva) var tikt radīts daudz spēcīgāks magnētiskais lauks. Tas nozīmē, ka, lai radītu pietiekamu plūsmu enerģijas pārnešanai, tiek ievērojami samazināts nepieciešamais apgriezienu skaits un ierosmes strāva, ievērojami uzlabojot transformatora efektivitāti un samazinot gan izmēru, gan ražošanas izmaksas.
(3)Sniegt strukturālu atbalstu:Dzelzs kodols darbojas kā transformatora mehāniskais karkass, kas atbalsta primāro un sekundāro tinumu, saglabā to stāvokļa stabilitāti un iztur elektromagnētiskos spēkus, kas var rasties darbības laikā (piemēram, masveida elektrodinamiskos spēkus īssavienojuma laikā).
2. Veiktspējas prasības pamatmateriāliem
(1) Augsta magnētiskā caurlaidība: šī ir vissvarīgākā īpašība. Augsta magnētiskā caurlaidība nozīmē, ka materiālu var viegli magnetizēt, ļaujot radīt spēcīgu magnētisko indukciju ar ļoti mazu magnētiskā lauka stiprumu, tādējādi samazinot ierosmes strāvu un uzlabojot efektivitāti.
(2) Augsta elektriskā pretestība: kad kodols atrodas mainīgā magnētiskajā laukā, iekšpusē tiek izraisītas virpuļstrāvas. Virpuļstrāvas izraisa enerģijas zudumus (virpuļstrāvas zudumus) un uzsildīšanu. Augsta elektriskā pretestība var efektīvi ierobežot virpuļstrāvas rašanos un samazināt šo zudumu daļu.
(3) Zema koercivitāte: koercivitāte mēra, cik grūti ir demagnetizēt materiālu. Zema koercivitāte nozīmē, ka histerēzes cilpa ir šaura un stāva, padarot magnetizāciju un demagnetizāciju vieglāku un radot zemus histerēzes zudumus. Histerēzes zudums ir vēl viens galvenais enerģijas zuduma veids kodolā.
(4) Augsta piesātinājuma magnētiskā indukcija: liela piesātinājuma magnētiskā indukcija nozīmē, ka ir mazāka iespēja, ka kodols piesātinās spēcīgu magnētisko lauku ietekmē, ļaujot transformatorus konstruēt kompaktāk (raida tādu pašu jaudu ar mazāku šķērsgriezuma laukumu) vai izvadīt lielāku jaudu tajā pašā tilpumā.
3. Pamatmateriālu izvēle
(1)Galvenie materiāli: silīcija tērauds (elektriskais tērauds)
Šobrīd tas ir visplašāk izmantotais un nobriedušais serdeņa materiāls jaudas transformatoros.
Sastāvs:Pievienojiet 2,5% ~ 4,5% silīcija tīram dzelzs.
Silīcija pievienošanas funkcijas:
- - Ievērojami palielina pretestību: silīcija pievienošana vairākas reizes palielina dzelzs pretestību, ievērojami samazinot virpuļstrāvas zudumus.- Palīdz samazināt koercivitāti: silīcijs var nomākt piemaisījumu, piemēram, oglekļa un slāpekļa, nelabvēlīgo ietekmi, attīrot un palielinot graudus, tādējādi samazinot histerēzes zudumus.
- - Samazina novecošanos: silīcijs palēnina dzelzs novecošanos (laika gaitā pasliktinās magnētiskās īpašības).
Procesa forma:Silīcija tērauda loksnes tiek velmētas laminētā veidā, starp loksnēm uzklājot izolācijas pārklājumu. Šī laminētā struktūra vēl vairāk ierobežo virpuļstrāvas katrā plānā loksnē, būtiski palielinot pretestību virpuļstrāvas ceļā, kas ir galvenā dizaina iezīme virpuļstrāvas zudumu samazināšanai.
(2)Uzlaboti materiāli: Amorfie sakausējumi
Raksturlielumi:Izmantojot īpaši ātrās dzesēšanas metodes, izkausētais metāls tiek atdzesēts tik ātri, ka atomiem nav laika sakārtoties sakārtotā kristāliskā struktūrā, veidojot stiklam līdzīgu amorfu struktūru.
Priekšrocības:
- - Īpaši augsta pretestība: aptuveni 2–3 reizes lielāka nekā silīcija tēraudam, kā rezultātā ir ļoti zemi virpuļstrāvas zudumi.
- - Ļoti zema koercivitāte: arī histerēzes zudums ir minimāls.
Kopējais rezultāts:Amorfo sakausējumu serdeņu transformatoru bezslodzes zudumi (dzelzs zudumi) ir par 60% - 80% mazāki nekā tādu pašu specifikāciju silīcija tērauda transformatoriem, padarot enerģijas-taupīšanas efektu ārkārtīgi nozīmīgu.
Trūkumi:
- - Zemāks piesātinājuma magnētiskās plūsmas blīvums: aptuveni 80% no silīcija tērauda, kā rezultātā vienam un tam pašam jaudas transformatoram var būt nedaudz lielāks izmērs un svars.
- - Ciets un trausls materiāls: grūti apstrādājams, griežams un vējināms.
- - Augstākas izmaksas: materiāls un ražošanas process ir dārgāki nekā silīcija tērauds.
Lietojumprogrammas:Īpaši piemērots scenārijiem ar ilgu dīkstāves laiku un zemu slodzes līmeni, piemēram, lauku tīkliem un sadales transformatoriem sadalītai elektroenerģijas ražošanai, kur enerģijas taupīšanas priekšrocības{0}}var atgūt sākotnējos ieguldījumus transformatora dzīves cikla laikā.
