Quelle est la fonction du noyau de fer à l'intérieur du transformateur à basse fréquence?

1. Construire un circuit magnétique et conduisant un flux magnétique

Le noyau de fer est la porteuse principale du circuit magnétique dans le transformateur à basse fréquence, responsable de la concentration et du guidage du champ magnétique pour former une boucle de flux magnétique fermée.

(1) conduction de flux magnétique
Le noyau de fer conduit efficacement les lignes de force magnétiques générées par l'enroulement à travers des matériaux de perméabilité magnétique élevés, améliore la résistance du champ magnétique et améliore ainsi l'efficacité de la transmission de puissance.

(2) Réduire les fuites magnétiques
La conception structurelle du noyau de fer (telles que le cycle et la forme C) peut minimiser l'espace d'air dans le circuit magnétique et réduire les fuites magnétiques. Par exemple, le noyau en fer à anneaux n'a pas d'espace d'air, de fuite magnétique extrêmement faible et de bruit électrique faible, qui convient aux scénarios de haute précision.

2. Réduire la perte d'énergie
Le matériau et le processus du noyau de fer affectent directement l'efficacité et l'élévation de la température du transformateur:

(1) Réduire la perte de courant de Foucault
Les feuilles d'acier en silicium bloquent le chemin du courant de Foucault à travers le processus de laminage de la couche d'isolation de surface, réduisant ainsi la perte de courant de Foucault. Par exemple, la plaie du noyau en fer à anneau avec une bande d'acier en silicium à froid peut optimiser davantage le circuit magnétique et réduire le courant de Foucault latéral.

(2) supprimer la perte d'hystérésis
La boucle d'hystérésis des feuilles d'acier en silicium à haute perméabilité est plus étroite et la perte d'énergie pendant la magnétisation et la démagnétisation est plus petite.

(3) Optimisation de dissipation de chaleur
La conception structurelle du noyau (comme la disposition du dissipateur de chaleur) combinée à la conductivité thermique du matériau peut améliorer l'efficacité de la dissipation thermique et empêcher la dégradation des performances ou la durée de vie raccourcie en raison de l'élévation de la température.

3. Structure et stabilité mécaniques de support

Le noyau n'est pas seulement le noyau du circuit magnétique, mais aussi le squelette physique du transformateur:

(1) Support mécanique
Le noyau fournit un support rigide à la bobine de bobinage pour assurer la stabilité de la bobine sous l'action de la force électromagnétique. Par exemple, la structure laminée de la feuille d'acier en silicium laminé peut améliorer la résistance mécanique et empêcher la déformation.

(2) choc anti-électromagnétique
Dans les transitoires électromagnétiques (tels que la surtension à basse fréquence et le biais DC), le noyau absorbe une partie de l'énergie à travers les propriétés des matériaux, réduisant les dommages à l'enroulement causés par l'impact. Par exemple, les caractéristiques de saturation non linéaire de la feuille d'acier en silicium peuvent limiter le changement soudain du flux magnétique et éviter une vibration excessive du noyau.

4. Adaptation aux besoins spéciaux des scénarios à basse fréquence

La gamme de fréquences de fonctionnement de transformateurs à basse fréquence (0 ~ 400Hz) nécessite que le noyau ait une conception ciblée en termes de matériau, de forme et de processus:

(1) Optimisation de perméabilité à basse fréquence

La perméabilité magnétique des feuilles d'acier en silicium dans les bandes à basse fréquence (comme la fréquence industrielle à 50 Hz) est meilleure que celle de la ferrite, qui convient à une transmission haute puissance. Par exemple, le cœur du transformateur de fréquence industriel doit avoir une zone transversale suffisante pour transporter un flux magnétique à basse fréquence.

(2) Solde des coûts et du volume

Dans les scénarios à basse fréquence, le rapport puissance / volume des noyaux en tôle d'acier en silicium est meilleur. Par exemple, sous la même puissance, les noyaux en tôle en acier en silicium haute performance peuvent réduire le volume de plus de 30%, ce qui réduit la quantité de fil de cuivre et les coûts de fabrication.

(3) Résistance au biais CC

Dans les scénarios de biais DC (tels que le courant géomagnétique induit), les caractéristiques de saturation du noyau doivent être améliorées grâce à la sélection des matériaux (comme l'acier à forte teneur en silicium) et la conception structurelle (comme l'ajustement de l'espace d'air) pour améliorer la tolérance.

5. Paramètres qui affectent les performances complètes du transformateur

La sélection et la conception du noyau sont directement liées aux indicateurs clés du transformateur:

(1) l'efficacité et l'élévation de la température

Les noyaux à haute performance (comme l'acier au silicium au froid) peuvent augmenter l'efficacité à plus de 95%, tout en réduisant la température augmente de 20% ~ 30%.

(2) volume et poids

Le noyau toroïdal a une efficacité de circuit magnétique élevé et est environ 40% de volume plus petit et 25% de poids plus léger que le noyau de type électronique, ce qui le rend adapté à un équipement compact.

(3) Contrôle du bruit

Les noyaux à faible fuite (comme le type C et le toroïdal) peuvent réduire le bruit magnétostrictif, ce qui fait fonctionner le transformateur plus calme