1. Trafo raudsüdamiku põhiroll
(1)Tõhusa madala{0}}reluktantsusega magnetahela moodustamine:See on raudsüdamiku põhifunktsioon. Kui vahelduvvool voolab läbi primaarmähise, tekitab see vahelduva magnetvoo. Rauasüdamik tagab kergesti magnetiseeritava tee, mis suurendab oluliselt magnetvälja tugevust ja piirab suurema osa voost (põhivoost) selle suure-läbilaskvusega tee sisse, ühendades selle tõhusalt sekundaarmähisega. Ilma raudsüdamikuta lekiks õhku suur hulk voogu (kus magnetiline vastumeelsus on väga kõrge), mille tulemuseks on väga madal energiaülekande efektiivsus.
(2)Elektromagnetilise induktsiooni efektiivsuse suurendamine:Tänu raudsüdamiku olemasolule saab mähises sama ergutusvoolu (-koormusvooluta) all tekitada palju tugevama magnetvälja. See tähendab, et energia ülekandmiseks piisava voo genereerimiseks väheneb oluliselt vajalik pöörete arv ja ergutusvool, mis parandab oluliselt trafo efektiivsust ja vähendab nii suurust kui ka tootmiskulusid.
(3)Struktuuritoetuse pakkumine:Rauasüdamik toimib trafo mehaanilise karkassina, toetades primaar- ja sekundaarmähiseid, säilitades nende asendi stabiilsuse ja taludes töö käigus tekkida võivaid elektromagnetilisi jõude (näiteks lühise ajal tekkivaid tohutuid elektrodünaamilisi jõude).
2. Põhimaterjalide jõudlusnõuded
(1) Kõrge magnetiline läbilaskvus: see on kõige olulisem omadus. Kõrge magnetiline läbilaskvus tähendab, et materjali saab kergesti magnetiseerida, võimaldades tekitada tugeva magnetilise induktsiooni väga väikese magnetvälja tugevusega, vähendades seeläbi ergastusvoolu ja parandades efektiivsust.
(2) Kõrge elektritakistus: kui südamik on vahelduvas magnetväljas, indutseeritakse sees pöörisvoolud. Pöörisvoolud põhjustavad energiakadu (pöörisvoolukadu) ja kuumenemist. Kõrge elektritakistus võib tõhusalt piirata pöörisvoolude teket ja vähendada seda osa kadust.
(3) Madal koertsitiivsus: koertsitiivsus mõõdab, kui raske on materjali demagnetiseerida. Madal koertsitiivsus tähendab, et hüstereesiahel on kitsas ja järsk, muutes magnetiseerimise ja demagnetiseerimise lihtsamaks ning tulemuseks on madal hüstereesikadu. Hüstereesi kadu on veel üks peamine energiakadu tüüp tuumas.
(4) Kõrge küllastusega magnetinduktsioon: kõrge küllastusega magnetinduktsioon tähendab, et südamiku küllastumine tugevate magnetväljade korral on väiksem, mis võimaldab trafosid kompaktsemalt konstrueerida (edastavad sama võimsust väiksema ristlõikepindalaga) või annavad sama mahu piires rohkem võimsust.
3. Põhimaterjalide valik
(1)Peamised materjalid: silikoonteras (elektriteras)
See on praegu jõutrafodes kõige laialdasemalt kasutatav ja küpsem südamikumaterjal.
Koostis:Lisage puhtale rauale 2,5% ~ 4,5% räni.
Räni lisamise funktsioonid:
- - Suurendab märkimisväärselt eritakistust: räni lisamine suurendab raua eritakistust mitu korda, vähendades oluliselt pöörisvoolukadusid.- Aitab vähendada koertsitiivsust: räni võib maha suruda lisandite, nagu süsinik ja lämmastik, kahjulikke mõjusid, puhastades ja suurendades terad, vähendades seeläbi hüstereesi kadu
- - Leevendab vananemist: räni aeglustab raua vananemist (magnetiliste omaduste halvenemine aja jooksul).
Protsessi vorm:Räniteraslehed valtsitakse lamineeritud kujul, lehtede vahele kantakse isolatsioonikiht. See lamineeritud struktuur piirab veelgi pöörisvoolusid iga õhukese lehe suhtes, suurendades oluliselt takistust mööda pöörisvooluteed, mis on pöörisvoolukadude vähendamise peamine disainifunktsioon.
(2)Täiustatud materjalid: Amorfsed sulamid
Omadused:Äärmiselt-kiire jahutamise tehnikat kasutades jahutatakse sulametall nii kiiresti, et aatomitel ei ole aega korrastuda kristallilises struktuuris, moodustades klaasitaolise-amorfse struktuuri.
Eelised:
- - Äärmiselt kõrge eritakistus: umbes 2–3 korda suurem kui räniteras, mille tulemuseks on väga väike pöörisvoolukadu.
- - Väga madal koertsitiivsus: ka hüstereesikadu on minimaalne.
Üldine tulemus:Amorfse sulamist südamikuga trafode koormuskaod (rauakaod) on 60% - 80% väiksemad kui samade spetsifikatsioonidega räniterasest trafodel, mistõttu on energiasäästuefekt äärmiselt oluline.
Puudused:
- - Madalam küllastusmagnetvoo tihedus: ligikaudu 80% räniterasest, mis võib anda sama jõutrafo veidi suurema mõõtme ja kaalu.
- - Kõva ja rabe materjal: raske töödelda, lõigata ja tuulutada.
- - Kõrgem hind: materjal ja tootmisprotsess on kallimad kui räniteras.
Rakendused:Eriti sobilik pikkade tühikäiguaegade ja madala koormusega stsenaariumide jaoks, nagu maapiirkondade võrgud ja jaotustrafod hajutatud elektritootmiseks, kus energiasäästueelis{0}}võib tasuda trafo elutsükli jooksul alginvesteeringu.
