Βασική δομή του μετασχηματιστή ισχύος -- σιδήρου πυρήνα i

Μετασχηματιστές ισχύοςΕίναι ηλεκτρικός εξοπλισμός που κατασκευάζεται με βάση την αρχή της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, επομένως, οι μετασχηματιστές ισχύος θα πρέπει να έχουν τουλάχιστον την ικανότητα να χρησιμοποιούν αποτελεσματικά τον πυρήνα του σιδήρου και την περιέλιξη της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Τα κύρια μέρη ενός μετασχηματιστή ισχύος είναι ο πυρήνας σιδήρου, η περιέλιξη, η μόνωση, το περίβλημα και τα απαραίτητα εξαρτήματα κλπ. Λόγω των διαφορών ικανότητας και τάσης, η δομή του πυρήνα του σιδήρου, η περιέλιξη, η μόνωση, το περίβλημα και τα απαραίτητα συστατικά των μετασχηματιστών ισχύος μπορεί επίσης να είναι διαφορετικά.

Σιδερένιος πυρήνας
Οι μετασχηματιστές μπορούν να μετατρέψουν διαφορετικές τάσεις προκαλώντας αλλαγές στη μαγνητική ροή μέσα στον πυρήνα του σιδήρου με την πάροδο του χρόνου σε περιελίξεις διαφορετικών στροφών διαφορετικές τάσεις θα πρέπει να δημιουργηθούν (ή διαφορετικές τάσεις μπορούν να ληφθούν με την αξιοποίηση διαφορετικών στροφών σε μία περιέλιξη).

Η ηλεκτρική λωρίδα με προσανατολισμένη σε κόκκους
Προκειμένου να προκαλέσει τάση ανάλογη προς τον αριθμό των στροφών σε διαφορετικές περιελίξεις, η μαγνητική ροή των δύο περιελίξεων πρέπει να είναι ίση. Αυτό απαιτεί έναν πυρήνα κατασκευασμένο από υλικό με υψηλή μαγνητική διαπερατότητα μέσα στις περιελίξεις, έτσι ώστε να γίνει όλη η μαγνητική ροή στο συμπληρωματικό πυρήνα με τις δύο περιελίξεις και να ελαχιστοποιήσει τη μαγνητική ροή με μόνο μία περιέλιξη.

Τα υλικά με διαφορετικές μαγνητικές διαπερατότητες απαιτούν διαφορετικές στροφές αμπερών για να παράγουν το ίδιο μέγεθος μαγνητικής ροής. Δηλαδή, τα υλικά με υψηλότερη μαγνητική διαπερατότητα απαιτούν λιγότερες στροφές αμπερών για να παράγουν την ίδια μαγνητική ροή, ενώ τα υλικά με χαμηλότερη μαγνητική διαπερατότητα απαιτούν περισσότερες στροφές αμπερών.

Λόγω της υψηλής μαγνητικής διαπερατότητας των σιδηρομαγνητικών υλικών, στα πρώτα στάδια της ανάπτυξης μετασχηματιστή, χρησιμοποιήθηκαν συνηθισμένα φύλλα σιδήρου ως υλικό πυρήνα και αργότερα αναπτύχθηκαν μαγνητικοί χαλύβδινοι φύλλοι με θερμό έλικα για την κατασκευή του πυρήνα του μετασχηματιστή. Στη δεκαετία του 1940, οι μεταλλουργικές επιχειρήσεις ανέπτυξαν φύλλα μαγνητικού χάλυβα προσανατολισμένου ψυγείου, αντικαθιστώντας σταδιακά τα φύλλα μαγνητικού χάλυβα θερμότητας. Μετά τη δεκαετία του 1970, αναπτύχθηκαν υψηλής διαπερατότητας μαγνητικού χάλυβα (HI-B), τα οποία έχουν χαμηλότερες απώλειες μονάδων και στροφές αμπερών διέγερσης από τα συνηθισμένα φύλλα μαγνητικού χάλυβα προσανατολισμένων σε κόκκους. Στη δεκαετία του 1980, τα φύλλα μαγνητικού χάλυβα με χαμηλότερες απώλειες αναπτύχθηκαν με τη διύλιση των μαγνητικών περιοχών μέσω της ακτινοβολίας λέιζερ ή των μεθόδων μηχανικής εσοχής.

Η κύρια λειτουργία των φύλλων μαγνητικού χάλυβα είναι η απώλεια ανά μονάδα μάζας και η μαγνητική διαπερατότητα του υλικού. Σε σύγκριση με τα θερμά φύλλα μαγνητικού χάλυβα στο παρελθόν, οι απώλειες του φύλλου μαγνητικού χάλυβα που προσανατολίζονται με κρύο έλασης μειώθηκαν σημαντικά. Έτσι, επί του παρόντος, διάφοροι βαθμοί μαγνητικών φύλλων από σιτηρά χρησιμοποιούνται ως υλικά πυρήνα σιδήρου σε μετασχηματιστές ισχύος. Μόνο σε κάποια παραγωγή μετασχηματιστών διανομής, τα άμορφα κράματα χρησιμοποιούνται ως μαγνητικό υλικό για τον πυρήνα σιδήρου για να μειωθούν οι απώλειες χωρίς φορτίο.

Τα χαρακτηριστικά και οι εφαρμογές διαφόρων μαλακών μαγνητικών υλικών παρουσιάζονται στον παρακάτω πίνακα, γεγονός που δείχνει ότι η προσανατολισμένη ηλεκτρική χαλύβδινη λωρίδα έχει χαμηλή απώλεια σιδήρου, υψηλής κορεσμένης πυκνότητας μαγνητικής ροής και σχετικά χαμηλότερη τιμή, επομένως χρησιμοποιείται ευρέως σεΜετασχηματιστές ισχύος.