Кремниевая сталь в трансформаторах

Основными компонентами трансформатора являются железный сердечник и обмотки. Сердечник в основном изготовлен из ламинированных листов кремнистой стали. При содержании кремния от 0,8% до 4,8% они обладают сильной магнитной проницаемостью.

Предварительно-нарезанные листы кремнистой стали

При работе трансформатора возникают потери при передаче электроэнергии. Существует два основных типа потерь: одни — потери в меди, возникающие из-за сопротивления обмоток; и другие потери в железе, которые возникают в листах кремнистой стали. Сами потери в железе вызваны двумя основными явлениями: потерями на гистерезис и потерями на вихревые токи.

 

кривая гистерезиса трансформатора

Гистерезисные потери — это потери в железе, возникающие из-за явления гистерезиса в процессе намагничивания железного сердечника. Величина этих потерь прямо пропорциональна площади, ограниченной петлей гистерезиса материала. Кремниевая сталь имеет узкую петлю гистерезиса, поэтому ее использование в сердечнике трансформатора приводит к меньшим потерям на гистерезис.

 

Потери вихревого тока трансформатора-

Потери вихревых токов вызваны циркулирующими токами, индуцируемыми в материале сердечника переменным магнитным потоком. Эти токи текут в плоскостях, перпендикулярных магнитному потоку, и также приводят к выделению тепла. Чтобы уменьшить эти потери, железный сердечник изготовлен из ламинированных листов кремнистой стали, что увеличивает сопротивление на пути вихревых токов.

 

 

Листы кремниевой стали определяют потери мощности трансформатора. Как упоминалось выше, их размер и форма являются важными факторами, влияющими на потери мощности. Теоретически, чем тоньше листы кремнистой стали и уже ламинированные полосы, тем лучше эффект. Однако необходимо также учитывать эффективность ламинирования и эффективное поперечное-сечение. Обычно в сердечниках трансформаторов используются холоднокатаные-листы кремнистой стали, часто в форме буквы «E» или «I», стандартной толщиной 0,35 мм.

Сердечник для масляных трансформаторов

Трансформаторы работают по принципу электромагнитной индукции. Две обмотки, первичная и вторичная, намотаны на замкнутый железный сердечник. При подаче переменного напряжения на первичную обмотку через нее течет переменный ток, создавая магнитодвижущую силу (МДС). Эта МДС пропускает переменный основной магнитный поток через сердечник из кремнистой стали.

Согласно закону Ленца, магнитный поток, создаваемый индуцированным током, будет противодействовать изменению первоначального магнитного потока. При увеличении первичного магнитного потока магнитный поток, создаваемый индуцированным током, противодействует ему, и во вторичной обмотке появляется переменное напряжение более низкого-уровня.

А. Низкие потери железа.Это наиболее важный показатель качества. Мировые стандарты классифицируют марки, главным образом, на основе значений потерь в железе. Чем ниже потери в железе, тем выше марка и тем лучше качество.

Б. Высокая магнитная индукция.Листы кремниевой стали, которые могут обеспечить более высокую магнитную индукцию в том же магнитном поле, позволят получить сердечники трансформатора меньшего размера и более легкие. Это, в свою очередь, позволяет экономить кремниевую сталь, медную проволоку и изоляционные материалы.

C. Высокий коэффициент суммирования.Гладкие, плоские поверхности и равномерная толщина листов кремнистой стали улучшают плотность упаковки сердечника. Это приводит к увеличению эффективности использования пространства и магнитных характеристик.

Цех резки кремниевой стали VKE

D. Хорошая ударная техника.Это свойство особенно важно для изготовления сердечников, используемых в малых и микродвигателях.

E. Хорошая адгезия и свариваемость поверхностного изоляционного покрытия.Прочное изолирующее покрытие, которое хорошо прилипает и обеспечивает надежную сварку, имеет важное значение для сборки сердечника и его производительности.

F. Устойчивость к магнитному старению.Материал должен сохранять стабильные магнитные свойства во времени и при эксплуатационных нагрузках.

G. Требуемые условия поставки.Листы кремнистой стали должны поставляться после процессов отжига и травления, чтобы обеспечить оптимальные магнитные и механические свойства.