การทำความเข้าใจหม้อแปลงต้องเริ่มต้นด้วยคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับแผ่นเหล็กซิลิกอนของหม้อแปลง!

Oct 15, 2024

ฝากข้อความ

แกนเหล็กหม้อแปลงที่ใช้กันทั่วไปมักทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอน เหล็กซิลิคอนเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่มีซิลิคอน (ซิลิคอนเรียกอีกอย่างว่าซิลิคอน) ปริมาณซิลิคอนอยู่ระหว่าง 0.8% ถึง 4.8% เหล็กซิลิคอนถูกใช้เป็นแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้า เนื่องจากเหล็กซิลิกอนเองเป็นวัสดุแม่เหล็กที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง ในขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้า สามารถสร้างความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กได้ค่อนข้างมาก ซึ่งช่วยลดปริมาตรของหม้อแปลงไฟฟ้า

The form of dry-type transformer


เรารู้ว่าหม้อแปลงไฟฟ้าจริงทำงานในสถานะกระแสสลับเสมอ การสูญเสียพลังงานไม่เพียงแต่เกิดขึ้นกับความต้านทานของขดลวดเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นกับแกนเหล็กที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กโดยกระแสสลับด้วย โดยทั่วไปการสูญเสียพลังงานในแกนเหล็กเรียกว่า "การสูญเสียธาตุเหล็ก" การสูญเสียธาตุเหล็กเกิดจากสองสาเหตุ หนึ่งคือ "การสูญเสียฮิสเทรีซิส" และอีกประการหนึ่งคือ "การสูญเสียกระแสลมหมุนวน"
การสูญเสียฮิสเทรีซิสคือการสูญเสียธาตุเหล็กที่เกิดขึ้นในแกนเหล็กระหว่างกระบวนการดึงดูดเนื่องจากการมีอยู่ของปรากฏการณ์ฮิสเทรีซิส ขนาดของการสูญเสียนี้เป็นสัดส่วนกับพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงฮิสเทรีซีสของวัสดุ ห่วงฮิสเทรีซีสของเหล็กซิลิคอนนั้นแคบ การใช้มันเป็นแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้ามีการสูญเสียฮิสเทรีซีสค่อนข้างน้อย ซึ่งสามารถลดระดับความร้อนได้อย่างมาก
เนื่องจากเหล็กซิลิกอนมีข้อดีข้างต้น ทำไมไม่ใช้เหล็กซิลิกอนทั้งชิ้นเป็นแกนเหล็ก แต่แปรรูปเป็นแผ่นล่ะ เนื่องจากแกนเหล็กแผ่นสามารถลดการสูญเสียธาตุเหล็กประเภทอื่นได้ - "การสูญเสียกระแสไหลวน"
เมื่อหม้อแปลงทำงานจะมีกระแสสลับอยู่ในขดลวด แน่นอนว่าฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นนั้นสลับกัน ฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงไปนี้จะสร้างกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำในแกนเหล็ก กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในแกนเหล็กจะไหลเวียนเป็นวงในระนาบที่ตั้งฉากกับทิศทางฟลักซ์แม่เหล็ก ดังนั้นจึงเรียกว่ากระแสไหลวน
การสูญเสียกระแสเอ็ดดี้ยังทำให้แกนเหล็กร้อนขึ้นด้วย เพื่อลดการสูญเสียกระแสไหลวน แกนเหล็กของหม้อแปลงทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนหุ้มฉนวนวางซ้อนกันเพื่อให้กระแสไหลผ่านหน้าตัดที่ค่อนข้างเล็กในวงจรยาวและแคบเพื่อเพิ่ม แนวต้านบนเส้นทางกระแสน้ำวน ในเวลาเดียวกัน ซิลิคอนในเหล็กซิลิกอนจะเพิ่มความต้านทานของวัสดุ และยังมีบทบาทในการลดกระแสไหลวนอีกด้วย
สำหรับการทำแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยทั่วไปจะเลือกเหล็กแผ่นซิลิกอนรีดเย็นที่มีความหนา 0.35 มม. แกนเหล็กจะถูกตัดเป็นเส้นยาวตามขนาดที่ต้องการ จากนั้นจึงเรียงซ้อนกันเป็นรูป "日" หรือ "口" ตามทฤษฎีแล้ว เพื่อลดกระแสไหลวน ยิ่งแผ่นเหล็กซิลิกอนบางลงและแถบที่ต่อประกบให้แคบลง ผลที่ได้ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดการสูญเสียกระแสไหลวนและลดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น แต่ยังช่วยประหยัดวัสดุของแผ่นเหล็กซิลิกอนอีกด้วย

Development prospects of dry-type transformers


แต่ในการผลิตแกนเหล็กแผ่นเหล็กซิลิกอนจริงนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่กล่าวมาข้างต้นเท่านั้น เพราะการทำแกนเหล็กในลักษณะนี้จะช่วยเพิ่มชั่วโมงการทำงานได้อย่างมากและยังช่วยลดหน้าตัดที่มีประสิทธิภาพของแกนเหล็กด้วย ดังนั้นในการทำแกนเหล็กหม้อแปลงไฟฟ้าด้วยแผ่นเหล็กซิลิกอนเราควรเริ่มจากสถานการณ์เฉพาะ ชั่งน้ำหนักข้อดีข้อเสีย และเลือกขนาดที่ดีที่สุด
หม้อแปลงไฟฟ้าทำขึ้นตามหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า บนเสาแกนเหล็กแบบปิด มีขดลวดสองเส้น ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับกับขดลวดปฐมภูมิ มีกระแสสลับไหลอยู่ในขดลวดปฐมภูมิและเกิดศักย์แม่เหล็กขึ้น ภายใต้การกระทำของศักย์แม่เหล็ก จะเกิดฟลักซ์แม่เหล็กหลักสลับกันในแกนเหล็ก
แผ่นเหล็กซิลิกอนไฟฟ้าเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นแผ่นเหล็กซิลิกอนหรือแผ่นเหล็กซิลิกอน ตามชื่อที่แนะนำ มันเป็นเหล็กซิลิกอนไฟฟ้าที่มีปริมาณซิลิกอนสูงถึง 0.8% - 4.8% ซึ่งทำโดยการรีดร้อนและเย็น โดยทั่วไปความหนาจะน้อยกว่า 1 มม. จึงเรียกว่าแผ่นบาง ในความหมายกว้าง ๆ แผ่นเหล็กซิลิกอนอยู่ในประเภทแผ่นและเป็นสาขาอิสระเนื่องจากมีการใช้งานพิเศษ แผ่นเหล็กซิลิกอนไฟฟ้ามีคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมและเป็นวัสดุแม่เหล็กที่สำคัญซึ่งขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมพลังงาน โทรคมนาคม และเครื่องมือ