Qual è la funzione del nucleo di ferro all'interno del trasformatore a bassa frequenza?

1. Costruire il circuito magnetico e condurre flusso magnetico

Il nucleo di ferro è il vettore principale del circuito magnetico nel trasformatore a bassa frequenza, responsabile della concentrazione e della guida del campo magnetico per formare un circuito di flusso magnetico chiuso.

(1) Conduzione del flusso magnetico
Il nucleo di ferro conduce in modo efficiente le linee magnetiche di forza generate dall'avvolgimento attraverso elevati materiali di permeabilità magnetica, migliora la resistenza del campo magnetico e migliora quindi l'efficienza della trasmissione di potenza.

(2) Riduzione della perdita magnetica
Il design strutturale del nucleo di ferro (come la forma dell'anello e C) può ridurre al minimo lo spazio d'aria nel circuito magnetico e ridurre la perdita magnetica. Ad esempio, il nucleo di ferro ad anello non ha uno spazio d'aria, una perdita magnetica estremamente bassa e un basso rumore elettrico, che è adatto per scenari ad alta precisione.

2. Riduzione della perdita di energia
Il materiale e il processo del nucleo di ferro influenzano direttamente l'efficienza e il aumento della temperatura del trasformatore:

(1) Ridurre la perdita di corrente parassita
Le fogli di acciaio al silicio bloccano il percorso di corrente parassita attraverso il processo di laminazione dello strato di isolamento superficiale, riducendo così la perdita di corrente parassita. Ad esempio, la ferita del nucleo di ferro ad anello con striscia in acciaio silicio a freddo può ottimizzare ulteriormente il circuito magnetico e ridurre la corrente parassita laterale.

(2) sopprimere la perdita di isteresi
L'anello di isteresi di fogli di acciaio silicio ad alta permeabilità è più stretto e la perdita di energia durante la magnetizzazione e la smagnetizzazione è più piccola.

(3) Ottimizzazione della dissipazione del calore
La progettazione strutturale del nucleo (come il layout del dissipatore di calore) combinato con la conduttività termica del materiale può migliorare l'efficienza della dissipazione del calore e prevenire il degrado delle prestazioni o la vita ridotta a causa dell'aumento della temperatura.

3. Supporto di supporto meccanico e stabilità

Il nucleo non è solo il nucleo del circuito magnetico, ma anche lo scheletro fisico del trasformatore:

(1) Supporto meccanico
Il nucleo fornisce un supporto rigido per la bobina di avvolgimento per garantire la stabilità della bobina sotto l'azione della forza elettromagnetica. Ad esempio, la struttura laminata della lamiera in acciaio silicio laminata può migliorare la resistenza meccanica e prevenire la deformazione.

(2) Shock anti-elettromagnetico
Sotto i transitori elettromagnetici (come sovratensione a bassa frequenza e distorsioni CC), il core assorbe parte dell'energia attraverso le proprietà del materiale, riducendo il danno all'avvolgimento causato dall'impatto. Ad esempio, le caratteristiche di saturazione non lineare della lamiera in acciaio al silicio possono limitare l'improvviso cambiamento del flusso magnetico ed evitare un'eccessiva vibrazione del nucleo.

4. Adattamento alle esigenze speciali degli scenari a bassa frequenza

La gamma di frequenza operativa di Trasformatori a bassa frequenza (0 ~ 400Hz) richiede che il nucleo abbia un design mirato in termini di materiale, forma e processo:

(1) ottimizzazione della permeabilità a bassa frequenza

La permeabilità magnetica dei fogli di acciaio al silicio in bande a bassa frequenza (come la frequenza industriale a 50Hz) è migliore di quella della ferrite, che è adatta alla trasmissione ad alta potenza. Ad esempio, il nucleo del trasformatore di frequenza industriale deve avere una sufficiente area trasversale per trasportare un flusso magnetico a bassa frequenza.

(2) Saldo di costo e volume

In scenari a bassa frequenza, il rapporto potenza-volume dei nuclei di lamiera di silicio è migliore. Ad esempio, sotto la stessa potenza, i nuclei in tela in acciaio silicio ad alte prestazioni possono ridurre il volume di oltre il 30%, riducendo la quantità di filo di rame e costi di produzione.

(3) Resistenza alla distorsione DC

Nelle distorsioni DC (come gli scenari di corrente indotta geomagnetica), le caratteristiche di saturazione del nucleo devono essere migliorate attraverso la selezione del materiale (come l'acciaio ad alto contenuto di silicio) e la progettazione strutturale (come la regolazione del gap dell'aria) per migliorare la tolleranza.

5. Parametri che influenzano le prestazioni complete del trasformatore

La selezione e la progettazione del core sono direttamente correlati agli indicatori chiave del trasformatore:

(1) Efficienza e aumento della temperatura

I nuclei ad alte prestazioni (come l'acciaio al silicio lagolato a freddo) possono aumentare l'efficienza a oltre il 95%, riducendo al contempo un aumento della temperatura del 20%~ 30%.

(2) volume e peso

Il nucleo toroidale ha un'elevata efficienza del circuito magnetico ed è di circa il 40% di volume e più leggero del 25% rispetto al nucleo di tipo E, rendendolo adatto per apparecchiature compatte.

(3) Controllo del rumore

I nuclei a basso percorso (come il tipo C e il toroidale) possono ridurre il rumore magnetostrittivo, facendo correre il trasformatore a