Лассифікація ядер за застосуванням: високочастотна, низькочастотна та котушка
Високочастотна ядра: серцевище-порошки та ядра з фериту
У високочастотних трансформаторах використовуються феритові сердечники. Це керамічні магнітні матеріали з кристалічною структурою шпінелі, що складаються з оксиду заліза в поєднанні з іншими сполуками двовалентних металів, такими як kFe₂O₄ (деkявляє собою інші метали). Поширені метали включають марганець (MN), цинк (Zn), нікель (Ni), магній (мг) та мідь (Cu).
Поширені комбінації включають:
Серія марганцю-цинку (MNZN)
Нікель-цинкова (NiZn) серія
Магнієво-цинкова (MgZn) серія
Ці матеріали мають високу магнітну проникність і високий імпеданс, з робочим діапазоном частот від 1 кГц до понад 200 кГц.
Низькочастотні ядра: кремнієві сталеві аркуші (ламінування)
Листи кремнієвої сталі зазвичай використовуються в низькочастотних трансформаторах і класифікуються за процесом виробництва на:
A:Відпалений (чорні простирадла)
N:Не зафіксовані (білі аркуші)
За формою вони далі поділяються на тип EI, тип UI, тип C і тип O.
Силіконові сталеві аркуші O-Type:
Їх часто використовують у трансформаторів з високою потужністю завдяки їх відмінній ізоляції, ефективному тепловому дисипації та зменшеному магнітному витоку. Вони підходять для трансформаторів з рейтингами потужності, що перевищує 500–1000 Вт.
Кремнієві сталеві листи типу CD:
Листи типу CD складаються з двох серцевин С-подібної форми. Трансформатори, виготовлені з цими сердечниками, можуть досягти більшої вихідної потужності зі збільшеною висотою вікна, враховуючи ту саму площу поперечного перерізу. Котушки можуть бути розподілені на дві обмотки, зменшуючи середню довжину витка та втрати міді. Розміщення симетричних обмоток на окремих бобінах також забезпечує повну симетрію.
Силіконові сталеві листи типу ED:
Листи ED-типу виготовляються з чотирьох С-подібних ядер, внаслідок чого трансформатори, які ширші та більш плоскі, ніж трансформатори типу CD того ж рейтингу потужності. Котушки встановлюються всередині кремнієвого сталевого ядра, зменшуючи магнітний витік та зовнішні перешкоди. Однак усі котушки намотуються на одному бобіні, що призводить до більш товстого бобіну, довшої середньої довжини повороту та збільшення втрати міді.
Ядра типу C:
Ядро C-типу пропонують чудові продуктивність, що дозволяє компактним, легким та ефективним трансформаторам. З точки зору виробництва, ці ядра використовують менше компонентів і є дуже універсальними, що призводить до ефективного виробництва. Однак їх виробництво включає складні процеси та спеціалізоване обладнання, що призводить до більш високих витрат.
В основному ми використовуємо листову кремнієву сталь типу EI
Силіконовий сталевий лист типу EI, також відомий як сталевий листовий тип або японський тип, пропонує кілька переваг:
Спільний каркас котушки:Первинні та вторинні обмотки мають єдину рамку котушки, що призводить до високого коефіцієнта використання вікна (км: співвідношення чистої області поперечного перерізу міді до зони вікна).
Захисний корпус:Сталевий лист утворює захисну оболонку навколо обмоток, захищаючи їх від механічних пошкоджень.
Краще розсіювання тепла:Сердеки EI мають велику площу поверхні для розсіювання тепла та мінімального витоку магнітного поля.
Однак ядра типу EI мають деякі недоліки:
Вища індуктивність витоку: первинна та вторинна обмотки демонструють відносно високу індуктивність витоку.
Збільшення зовнішніх перешкод: вони більш сприйнятливі до зовнішнього перешкод магнітного поля.
Більш високе споживання міді: Через довше середню довжину повороту обмотки потрібно більше мідного дроту для однакової кількості поворотів та зони поперечного перерізу.
Загальна товщина кремнієвих сталевих листів
Загально використовувані товщини для кремнієвих сталевих листів:
{{0}}. 2 0 мм, 0,35 мм, 0,50 мм
Методи складання
Силіконові сталеві аркуші можна зібрати за допомогою двох методів:
Переплетений метод:
Фрагменти E та I почергово складаються з обох сторін, а їхні отвори розташовані в шаховому порядку.
Цей спосіб більш складний, але забезпечує менші зазори між листами, зменшуючи магнітний опір і збільшуючи магнітний потік.
Він зазвичай використовується в силових трансформаторах для підвищення ефективності.
Метод укладання прикладів:
Деталі E та I укладають окремо, залишаючи проміжки між ними.
Ці зазори зазвичай регулюються паперовими прокладками, щоб запобігти насиченню, спричиненому постійним струмом.
Цей метод часто використовується в додатках, де присутні струми постійного струму.
Загальні матеріали, які ми використовуємо. Матеріали, які ми часто використовуємо для силіконової сталі, включають:
Z-11,H-18,H-50,H-14
Серед них кремнієва сталь Z-11 має найкращі характеристики.
Як правило, специфікації матеріалу вказуються, як показано на супровідній схемі.
Основні типи:Три основні категорії (як показано на діаграмі)
- Ядро TOROID (кільцеподібне ядро)
Виготовляється шляхом укладання O-подібних шарів або намотування листів силіконової сталі в круглу форму.
Цей тип сердечника є особливо складним для намотування котушок через його структуру.
- Стрижня (стрижневе ядро)
Циліндрична форма, призначена для конкретних застосувань, де потрібно компактне стрижневе ядро.
- Барабанне ядро (барабанна форма)
Сформований як барабан, пропонуючи унікальні характеристики, придатні для різних конструкцій трансформаторів.
На діаграмі сірі ділянки являють собою відпалені ядра, що вказує на ядра, які пройшли термічну обробку для посилення їх магнітних властивостей.