Qual é a função do núcleo de ferro dentro do transformador de baixa frequência?

1. Construindo circuito magnético e fluxo magnético conduzindo

O núcleo de ferro é o principal transportador do circuito magnético no transformador de baixa frequência, responsável por concentrar e guiar o campo magnético para formar um loop de fluxo magnético fechado.

(1) Condução de fluxo magnético
O núcleo de ferro conduz com eficiência as linhas magnéticas de força geradas pelo enrolamento através de altos materiais de permeabilidade magnética, aumenta a força do campo magnético e, assim, melhora a eficiência da transmissão de energia.

(2) redução de vazamento magnético
O projeto estrutural do núcleo de ferro (como anel e forma C) pode minimizar o espaço de ar no circuito magnético e reduzir o vazamento magnético. Por exemplo, o núcleo de ferro anel não possui espaço de ar, vazamento magnético extremamente baixo e baixo ruído elétrico, adequado para cenários de alta precisão.

2. Reduzindo a perda de energia
O material e o processo do núcleo de ferro afetam diretamente a eficiência e o aumento da temperatura do transformador:

(1) Reduzindo a perda de corrente de Foucaco
As folhas de aço de silício bloqueiam o caminho de corrente de Foucault através do processo de laminação da camada de isolamento de superfície, reduzindo assim a perda de corrente de Foucault. Por exemplo, o núcleo de ferro do anel com a tira de aço de silício enrolada a frio pode otimizar ainda mais o circuito magnético e reduzir a corrente lateral do redemoinho.

(2) suprimir a perda de histerese
O loop de histerese das folhas de aço de silício de alta permeabilidade é mais estreito, e a perda de energia durante a magnetização e a desmagnetização é menor.

(3) otimização de dissipação de calor
O projeto estrutural do núcleo (como o layout do dissipador de calor) combinado com a condutividade térmica do material pode melhorar a eficiência da dissipação de calor e impedir a degradação do desempenho ou a vida útil reduzida devido ao aumento da temperatura.

3. Apoiar a estrutura mecânica e a estabilidade

O núcleo não é apenas o núcleo do circuito magnético, mas também o esqueleto físico do transformador:

(1) Suporte mecânico
O núcleo fornece suporte rígido à bobina de enrolamento para garantir a estabilidade da bobina sob a ação da força eletromagnética. Por exemplo, a estrutura laminada da folha de aço de silício laminada pode melhorar a resistência mecânica e impedir a deformação.

(2) choque anti-eletromagnético
Sob transientes eletromagnéticos (como sobretensão de baixa frequência e viés de CC), o núcleo absorve parte da energia através das propriedades do material, reduzindo o dano ao enrolamento causado pelo impacto. Por exemplo, as características de saturação não linear da folha de aço de silício podem limitar a mudança repentina do fluxo magnético e evitar a vibração excessiva do núcleo.

4. Adaptação às necessidades especiais de cenários de baixa frequência

A faixa de frequência operacional de Transformadores de baixa frequência (0 ~ 400Hz) exige que o núcleo tenha o design direcionado em termos de material, forma e processo:

(1) Otimização de permeabilidade de baixa frequência

A permeabilidade magnética das folhas de aço de silício em faixas de baixa frequência (como a frequência industrial de 50Hz) é melhor que a da ferrita, que é adequada para a transmissão de alta potência. Por exemplo, o núcleo do transformador de frequência industrial precisa ter uma área transversal suficiente para transportar fluxo magnético de baixa frequência.

(2) saldo de custo e volume

Em cenários de baixa frequência, a proporção de potência / volume dos núcleos de chapas de aço de silício é melhor. Por exemplo, sob a mesma potência, os núcleos de folha de aço de silício de alto desempenho podem reduzir o volume em mais de 30%, reduzindo a quantidade de fios de cobre e os custos de fabricação.

(3) resistência ao viés dc

Em cenários de viés de CC (como corrente induzida por geomagnética), as características de saturação do núcleo precisam ser aprimoradas através da seleção de material (como o aço de alto teor de silício) e o projeto estrutural (como ajuste do espaço de ar) para aumentar a tolerância.

5. Parâmetros que afetam o desempenho abrangente do transformador

A seleção e o design do núcleo estão diretamente relacionados aos principais indicadores do transformador:

(1) Eficiência e aumento da temperatura

Os núcleos de alto desempenho (como o aço de silício laminados a frio) podem aumentar a eficiência para mais de 95%, enquanto a redução da temperatura aumentou em 20%~ 30%.

(2) volume e peso

O núcleo toroidal possui uma alta eficiência do circuito magnético e é cerca de 40% menor em volume e 25% mais leve do que o núcleo do tipo E, tornando-o adequado para equipamentos compactos.

(3) Controle de ruído

Núcleos de lakage baixa (como C-Type e Toroidal) podem reduzir o ruído magnetostrritivo, tornando o transformador a execução mais silenciosa