Perché i trasformatori utilizzano lamiere di acciaio al silicio come nuclei?

Usato comunementenuclei del trasformatoresono generalmente costituitilamiere di acciaio al silicio. L'acciaio al silicio è un tipo di acciaio contenente silicio (il silicio è anche chiamato silicio) e il suo contenuto di silicio varia da 0,8 a 4,8%. L'acciaio al silicio viene utilizzato come nucleo del trasformatore perché l'acciaio al silicio stesso è un materiale magnetico con forte permeabilità magnetica. Nella bobina eccitata può produrre una maggiore intensità di induzione magnetica, riducendo così le dimensioni del trasformatore.

Sappiamo che il trasformatore vero e proprio funziona sempre nello stato AC e la perdita di potenza non è solo nella resistenza della bobina, ma anche nel nucleo di ferro magnetizzato dalla corrente alternata. La perdita di potenza nel nucleo di ferro viene solitamente chiamata "perdita di ferro". La perdita di ferro è causata da due ragioni, una è la "perdita per isteresi" e l'altra è la "perdita di correnti parassite".

La perdita per isteresi è la perdita di ferro causata dal fenomeno dell'isteresi durante il processo di magnetizzazione del nucleo di ferro. L'entità di questa perdita è proporzionale all'area circondata dal ciclo di isteresi del materiale. Il ciclo di isteresi dell'acciaio al silicio è stretto e la perdita di isteresi del nucleo di un trasformatore in acciaio al silicio è piccola, il che può ridurre notevolmente la generazione di calore.

Poiché l'acciaio al silicio presenta i vantaggi di cui sopra, perché non utilizzare un intero pezzo di acciaio al silicio come nucleo di ferro ma trasformarlo in fogli?

Questo perché il nucleo lamellare può ridurre un altro tipo di perdita di ferro: la "perdita di correnti parassite". Quando il trasformatore è in funzione, nella bobina è presente corrente alternata e il flusso magnetico da esso generato è ovviamente alternato. Questo cambiamento del flusso magnetico produce una corrente indotta nel nucleo di ferro. La corrente indotta generata nel nucleo di ferro circola in un piano perpendicolare alla direzione del flusso magnetico, per questo viene chiamata corrente parassita. Anche le perdite di correnti parassite riscaldano il nucleo. Per ridurre le perdite per correnti parassite, il nucleo del trasformatore è impilato con fogli di acciaio al silicio isolati l'uno dall'altro, in modo che le correnti parassite passino attraverso una sezione trasversale più piccola in un circuito lungo e stretto per aumentare la resistenza sul circuito. percorsi di correnti parassite; allo stesso tempo, il silicio nell'acciaio al silicio rende anche la maggiore resistività del materiale gioca un ruolo nella riduzione delle correnti parassite.

Per il nucleo di ferro del trasformatore, viene generalmente utilizzata lamiera di acciaio al silicio laminata a freddo di 00,35 mm di spessore. Viene tagliato in pezzi lunghi a seconda della dimensione desiderata dell'anima di ferro, e poi sovrapposto a forma di "giorno" o di "bocca". Logicamente parlando, per ridurre le correnti parassite, più sottili sono le lamiere di acciaio al silicio e più strette le strisce giuntate, migliore è l'effetto. Ciò non solo riduce le perdite per correnti parassite e l'aumento della temperatura, ma consente anche di risparmiare materiale per le lamiere di acciaio al silicio. Ma quando si producono effettivamente anime in acciaio al silicio. Non si basa solo sui fattori favorevoli sopra menzionati, perché realizzare il nucleo di ferro in questo modo aumenterà notevolmente le ore di lavoro e ridurrà anche la sezione trasversale effettiva del nucleo di ferro. Pertanto, quando si utilizzano lamiere di acciaio al silicio per realizzare i nuclei dei trasformatori, è necessario partire dalla situazione specifica, valutare i pro e i contro e scegliere la dimensione appropriata.