مقدمه ای بر مواد هسته های ترانسفورماتور

مقدمه ای بر مواد هسته ترانسفورماتور

هسته ترانسفورماتور از ورق های فولادی سیلیکونی تشکیل شده است. برای کاهش اتلاف توان (تولید گرما) درون هسته، با چیدن ورق های فولادی سیلیکونی با ضخامت 0.23 تا 0.5 میلی متر ساخته می شود. ورق های فولادی سیلیکونی مورد استفاده در ترانسفورماتورها دارای محتوای سیلیکون بسیار بالایی هستند. دو طرف هر ورق با لاک عایق پوشانده شده است که ورق های روی هم را از یکدیگر جدا می کند. ضخامت این لاک عایق تنها چند میکرومتر (μm) است.

ورق های فولادی نورد سرد امروزه به طور گسترده در ترانسفورماتورهای قدرت استفاده می شوند. در مقایسه با ورق های فولادی نورد گرم مورد استفاده در گذشته، وزن و ابعاد ترانسفورماتور را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند. این به این دلیل است که ورق‌های فولادی نورد سرد، نفوذپذیری مغناطیسی بسیار بالایی را هنگام مغناطیسی شدن در جهت نورد از خود نشان می‌دهند.

ورق های فولادی سیلیکونی از دسته مواد مغناطیسی نرم هستند. مواد مغناطیسی دارای ناهمسانگردی و ویژگی های متمایز مختلفی هستند. این بدان معناست که آنها یک یا چند جهت با خواص مغناطیسی برتر دارند. وقتی در امتداد این جهات تا حد اشباع مغناطیسی شود، انرژی مورد نیاز حداقل است. بنابراین، این جهات 'محورهای آسان مغناطیسی' نامیده می شوند. انرژی مورد نیاز برای اشباع مواد در جهات دیگر بیشتر از محورهای آسان است. در نتیجه، هنگام استفاده از مواد مغناطیسی مختلف، توجه به جهت مغناطیسی خاص آنها بسیار مهم است. مواد مغناطیسی مختلف مزایای مشخصی را در عملکرد مغناطیسی خود نشان می دهند.

ورق های فولادی سیلیکونی یکی از مواد کلیدی برای ساخت ترانسفورماتور هستند و عملکرد آنها مستقیماً بر عملکرد کلی و ابعاد هندسی ترانسفورماتور تأثیر می گذارد. ابتدا باید خصوصیات ورق های فولادی سیلیکونی به وضوح مشخص شود و سپس قطر اندام هسته، سطح مقطع و سطح مقطع یوغ تعیین شود. مشخصات نهایی هسته پس از اتمام محاسبات سیم پیچی مشخص می شود.

ورق های فولادی سیلیکونی مورد استفاده در هسته ها شامل انواع نورد گرم (مانند DR315-50، DR290-50) و نورد سرد می باشد. اولی عملکرد ضعیف‌تر و تلفات ویژه بالاتر (اتلاف در واحد) دارد، در حالی که دومی عملکرد بهتر و تلفات ویژه کمتری را ارائه می‌دهد، که آن را به انتخاب ترجیحی برای ترانسفورماتورهای کم تلفات تبدیل می‌کند. ترانسفورماتورهای مدرن کم تلفات از ورق های فولادی سیلیکونی نورد سرد با کیفیت بالا و دانه گرا استفاده می کنند.