I nuclei di trasformatore comunemente usati sono generalmente realizzati in fogli di acciaio al silicio. L'acciaio al silicio è una lega di acciaio contenente silicio (noto anche come "xī" in cinese), con un contenuto di silicio che va da 0. 8% al 4,8%. L'uso dell'acciaio al silicio per i nuclei di trasformatore è perché l'acciaio silicio stesso è un materiale ferromagnetico con forte permeabilità magnetica. Nelle bobine energizzate, può generare un'intensità di induzione magnetica maggiore, riducendo così il volume del trasformatore.
Come sappiamo, i trasformatori effettivi operano in condizioni attuali alternate. La perdita di potenza si verifica non solo nella resistenza delle bobine, ma anche nel nucleo sotto la magnetizzazione di corrente alternata. La perdita di potenza nel nucleo è comunemente chiamata "perdita di ferro", causata da due fattori: "perdita di isteresi" e "perdita di corrente elevatore".
La perdita di isteresi è la perdita di ferro generata nel nucleo durante il processo di magnetizzazione a causa dell'isteresi magnetica. L'entità di questa perdita è proporzionale all'area racchiusa dal ciclo di isteresi del materiale. L'acciaio al silicio ha un circuito di isteresi stretto, quindi l'utilizzo per i nuclei del trasformatore provoca una minore perdita di isteresi, riducendo significativamente la generazione di calore.
Dati questi vantaggi dell'acciaio al silicio, perché un blocco solido di acciaio al silicio non è usato per i nuclei invece di elaborarlo in fogli? Questo perché i nuclei laminati possono ridurre un altro tipo di perdita di ferro-"perdita di corrente parassita".
Quando opera un trasformatore, la corrente alternata nelle bobine genera un flusso magnetico alternato. Questo flusso che cambia induce correnti nel nucleo. Queste correnti indotte circolano nei piani perpendicolari alla direzione del flusso magnetico, da cui il termine "correnti parassite". La perdita di corrente di parassita provoca anche il riscaldamento del nucleo. Per ridurre al minimo la perdita di corrente di vortù, i nuclei del trasformatore sono costruiti impilando fogli di acciaio al silicio isolati. Ciò crea percorsi di corrente stretti con aree trasversali più piccole, aumentando la resistenza lungo i percorsi di corrente parassita. Inoltre, il silicio in acciaio aumenta la resistività del materiale, riducendo ulteriormente le correnti parassite.
I nuclei di trasformatore in genere usano 0. Fogli in acciaio silicio a freddo di 35 mm tagliati in strisce rettangolari e impilate in forme "日" (ri) o "口" (kou). In teoria, fogli più sottili e strisce più strette ridurrebbero meglio le correnti parassite, riducendo le perdite e l'aumento della temperatura risparmiando materiale. Tuttavia, in pratica, la produzione di core deve bilanciare questi benefici da un aumento dei costi del lavoro e una ridotta sezione trasversale di base effettiva. Pertanto, vengono scelte dimensioni ottimali in base a requisiti specifici.
I trasformatori operano sul principio dell'induzione elettromagnetica. Due avvolgimenti-un primario e una ferita secondaria attorno a un nucleo di ferro chiuso. Quando viene applicata una tensione CA all'ovvolgitura primaria, alternando i flussi di corrente, generando una forza magnetomotiva. Questo produce un flusso principale alternato nel nucleo.
Per quanto riguarda la trasformazione della tensione, la legge di Lenz spiega che il flusso della corrente indotta si oppone al cambiamento nel flusso originale. Quando il flusso primario aumenta, l'avvolgimento secondario genera un flusso opposto, risultando in una tensione alternata di livello inferiore. Pertanto, il nucleo funge da circuito magnetico del trasformatore.
Fogli in acciaio al silicio
L'acciaio di silicio dell'elettricista 薄板 (fogli sottili) è comunemente noto come "xi gāng piàn" o fogli di acciaio al silicio. Questi contengono 0. 8% –4,8% di silicio e sono prodotti tramite rotolamento caldo o freddo. Con spessori inferiori a 1 mm, formano una categoria indipendente grazie alle loro applicazioni specializzate nell'ingegneria elettrica. Le fogli di acciaio al silicio presentano eccellenti proprietà elettromagnetiche, rendendole indispensabili in energia, telecomunicazioni e industrie di strumentazione.
(1) Classificazione dei fogli di acciaio al silicio
A. Contenuto di silicio:
Fogli a basso contenuto di silicio (meno o uguali al 2,8% Si): utilizzati per i motori a causa della loro resistenza meccanica.
Fogli ad alto contenuto di silicio (2,8% –4,8% Si): fragili ma magneticamente superiori, usati per i nuclei del trasformatore.
B. Processo di produzione:
A caldo: Essere gradualmente fuori a favore di varietà laminato a freddo.
Laminato a freddo:
Oriente al grano: per trasformatori e applicazioni ad alta efficienza.
Non orientato al grano: per motori e dispositivi per scopi generali.
(2) Indicatori di prestazione
A. Bassa perdita di ferro: La metrica di qualità primaria, con perdita più bassa che indica materiale di livello superiore.
B. Alta induzione magnetica: Riduce le dimensioni del nucleo e l'utilizzo del materiale.
C. Fattore di impilamento elevato: Raggiunto attraverso superfici lisce e uniformi.
D. Buona stampato: Critico per piccoli nuclei motori.
E. Isolamento e saldabilità superficiale: Garantisce prestazioni affidabili.
F. Resistenza all'invecchiamento magnetico.
G. Ricotto e sottaceto: Post-elaborazione standard per la consegna.
(一) fogli di acciaio al silicio elettrico a calore (GB 5212-85)
Realizzati in lega di ferro in silicio a bassa carbonio, questi fogli sono rotti a caldo<1mm thickness. Divided into low-silicon (≤2.8%) and high-silicon (≤4.8%) grades.
(2) fogli di acciaio al silicio elettrico a freddo (GB 2521-88)
Prodotto tramite rotolamento a freddo con 0. 8% –4,8% di contenuto di silicio. Disponibile in tipi di tipi di grano (per trasformatori) e non orientato al grano (per motori). Offrire una riduzione del 10% -25% di peso/volume rispetto ai fogli a calore.
(3) Fogli d'acciaio al silicio ad altezza per la casa (GBH 46002-90)
Indicato da "JDR" (Jia Dian RI). Classificato da Iron Loss (EG, JDr {{0}} per una perdita di 5,40w/kg a spessore di 0,50 mm). Utilizzato in piccoli motori per elettrodomestici come fan e lavatrici.
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