Chức năng của lõi sắt bên trong máy biến áp tần số thấp là gì?

1. Xây dựng mạch từ tính và thông lượng từ tính

Lõi sắt là chất mang chính của mạch từ tính trong máy biến áp tần số thấp, chịu trách nhiệm tập trung và hướng dẫn từ trường để tạo thành một vòng thông lượng từ kín.

(1) Dây dẫn thông lượng từ tính
Lõi sắt một cách hiệu quả các đường từ của lực được tạo ra bởi cuộn dây thông qua các vật liệu thấm từ tính cao, tăng cường cường độ từ trường và do đó cải thiện hiệu quả của truyền năng lượng.

(2) Giảm rò rỉ từ tính
Thiết kế kết cấu của lõi sắt (như hình vòng và hình C) có thể giảm thiểu khe hở không khí trong mạch từ tính và giảm rò rỉ từ tính. Ví dụ, lõi sắt vòng không có khe hở không khí, rò rỉ từ tính cực thấp và tiếng ồn điện thấp, phù hợp cho các kịch bản chính xác cao.

2. Giảm mất năng lượng
Vật liệu và quá trình của lõi sắt ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và nhiệt độ của máy biến áp:

(1) Giảm tổn thất dòng điện xoáy
Các tấm thép silicon chặn đường dẫn dòng xoáy qua quá trình dán lớp cách nhiệt bề mặt, do đó làm giảm tổn thất dòng điện xoáy. Ví dụ, vết thương lõi sắt vòng với dải thép silicon cuộn lạnh có thể tối ưu hóa mạch từ và giảm dòng điện xoáy bên.

(2) ngăn chặn sự mất trễ
Vòng lặp trễ của các tấm thép silicon có độ thấm cao hẹp hơn và mất năng lượng trong quá trình từ hóa và khử từ nhỏ hơn.

(3) Tối ưu hóa tản nhiệt
Thiết kế kết cấu của lõi (như bố cục của tản nhiệt) kết hợp với độ dẫn nhiệt của vật liệu có thể cải thiện hiệu quả tản nhiệt và ngăn chặn sự suy giảm hiệu suất hoặc rút ngắn tuổi thọ do tăng nhiệt độ.

3. Hỗ trợ cấu trúc cơ học và sự ổn định

Lõi không chỉ là lõi của mạch từ tính, mà còn cả bộ xương vật lý của máy biến áp:

(1) Hỗ trợ cơ học
Lõi cung cấp hỗ trợ cứng nhắc cho cuộn dây quanh co để đảm bảo sự ổn định của cuộn dây dưới tác động của lực điện từ. Ví dụ, cấu trúc nhiều lớp của tấm thép silicon nhiều lớp có thể tăng cường cường độ cơ học và ngăn ngừa biến dạng.

(2) Sốc chống quang điện
Dưới các quá độ điện từ (như quá áp tần số thấp và độ lệch DC), lõi hấp thụ một phần năng lượng thông qua các tính chất vật liệu, làm giảm thiệt hại cho cuộn dây gây ra bởi tác động. Ví dụ, các đặc tính bão hòa phi tuyến của tấm thép silicon có thể hạn chế sự thay đổi đột ngột của thông lượng từ tính và tránh rung quá mức của lõi.

4. Thích nghi với các nhu cầu đặc biệt của các kịch bản tần số thấp

Dải tần số hoạt động của Máy biến áp tần số thấp (0 ~ 400Hz) yêu cầu lõi đã nhắm mục tiêu thiết kế về vật liệu, hình dạng và quy trình:

(1) Tối ưu hóa tính thấm tần số thấp

Độ thấm từ của các tấm thép silicon trong các dải tần số thấp (như tần số công nghiệp 50Hz) tốt hơn so với ferrite, phù hợp để truyền công suất cao. Ví dụ, lõi của máy biến áp tần số công nghiệp cần có đủ diện tích mặt cắt ngang để mang thông lượng từ tính tần số thấp.

(2) Cân bằng chi phí và khối lượng

Trong các kịch bản tần số thấp, tỷ lệ năng lượng trên thể tích của lõi tấm thép silicon tốt hơn. Ví dụ, dưới cùng một công suất, lõi thép silicon hiệu suất cao có thể làm giảm khối lượng hơn 30%, giảm lượng dây đồng và chi phí sản xuất.

(3) Khả năng chống sai lệch DC

Trong các kịch bản sai lệch DC (chẳng hạn như dòng điện từ địa từ), các đặc điểm bão hòa của lõi cần được tăng cường thông qua lựa chọn vật liệu (như thép hàm lượng silicon cao) và thiết kế kết cấu (như điều chỉnh khoảng cách không khí) để tăng cường khả năng chịu đựng.

5. Các tham số ảnh hưởng đến hiệu suất toàn diện của máy biến áp

Việc lựa chọn và thiết kế của lõi có liên quan trực tiếp đến các chỉ số chính của máy biến áp:

(1) Hiệu quả và nhiệt độ tăng

Các lõi hiệu suất cao (như thép silicon cuộn lạnh) có thể tăng hiệu quả lên hơn 95%, trong khi giảm nhiệt độ tăng 20%~ 30%.

(2) Khối lượng và trọng lượng

Lõi hình xuyến có hiệu suất mạch từ cao và có khối lượng nhỏ hơn khoảng 40% và trọng lượng nhẹ hơn 25% so với lõi loại điện tử, làm cho nó phù hợp với thiết bị nhỏ gọn.

(3) Kiểm soát tiếng ồn

Các lõi rò rỉ thấp (như loại C và hình xuyến) có thể làm giảm nhiễu từ tính, làm cho máy biến áp chạy yên tĩnh hơn