توابع اصلی هسته های ترانسفورماتور

وظایف اصلی هسته های ترانسفورماتور:

از آنجایی که ترانسفورماتورها همیشه تحت جریان متناوب (AC) کار می کنند، تلفات توان نه تنها در مقاومت سیم پیچ ها، بلکه در هسته به دلیل مغناطیس شدن توسط جریان متناوب رخ می دهد. هسته ترانسفورماتور از دو بخش تشکیل شده است: اندام های هسته (یا ستون های هسته) و یوغ ها. سیم پیچ ها (سیم پیچ ها) بر روی اندام های هسته نصب می شوند، در حالی که یوغ ها برای تکمیل مدار مغناطیسی استفاده می شوند. برای کاهش هیسترزیس و تلفات جریان گردابی در هسته، معمولاً با چیدن ورق‌های فولادی سیلیکونی طبق قوانین خاص مونتاژ می‌شود. این ورق ها حاوی حدود 5 درصد سیلیکون، ضخامت 0.35 تا 0.50 میلی متر هستند و از دو طرف با لاک عایق به ضخامت 0.01 تا 0.13 میلی متر پوشانده می شوند.

تلفات هیسترزیس اتلاف آهنی است که در طی فرآیند مغناطیسی به دلیل پدیده هیسترزیس مغناطیسی ایجاد می شود. بزرگی این تلفات متناسب با ناحیه محصور شده توسط حلقه پسماند ماده است. از آنجایی که فولاد سیلیکونی دارای یک حلقه پسماند باریک است، استفاده از آن برای هسته ترانسفورماتور منجر به تلفات نسبتاً کمی پسماند می شود که به طور قابل توجهی درجه حرارت را کاهش می دهد. علاوه بر این، ساختار لایه‌ای (ورق) هسته کمک می‌کند تا نوع دیگری از اتلاف آهن - اتلاف جریان گردابی - به حداقل برسد. هنگامی که ترانسفورماتور در حال کار است، جریان متناوب در سیم پیچ ها به طور طبیعی یک شار مغناطیسی متناوب ایجاد می کند. این شار مغناطیسی در حال تغییر، جریانی را در هسته القا می کند. این جریان القایی در صفحات عمود بر جهت شار مغناطیسی به گردش در می آید، از این رو 'جریان گردابی' نامیده می شود. تلفات جریان گردابی همچنین باعث گرم شدن هسته می شود. برای کاهش تلفات جریان گردابی، هسته ترانسفورماتور با استفاده از ورق های فولادی سیلیکونی عایق بندی شده دو طرفه می شود. این جریان‌های گردابی را مجبور می‌کند از مسیرهای باریک و کشیده با سطح مقطع کوچک‌تر عبور کنند، در نتیجه مقاومت الکتریکی در طول مسیر جریان گردابی افزایش می‌یابد. در عین حال، محتوای سیلیکون موجود در فولاد، مقاومت ماده را افزایش می‌دهد، که همچنین باعث کاهش جریان‌های گردابی می‌شود.