Transformator kernen vormen de magnetische ruggengraat van elektrische transformatoren. Ze bieden een pad met lage weerstand voor magnetische flux, waardoor een efficiënte energieoverdracht tussen primaire en secundaire wikkelingen mogelijk is. Zonder een goed ontworpen kern zou een transformator last hebben van overmatige energieverliezen, oververhitting en slechte spanningsregeling.
De primaire functie van de kern is het concentreren en geleiden van de magnetische flux, zodat elektromagnetische inductie efficiënt kan plaatsvinden. Het kernontwerp heeft rechtstreeks invloed op de efficiëntie, het geluidsniveau, de omvang, de kosten en de betrouwbaarheid van de transformator. Voor zowel oliegevulde als droge transformatoren speelt de kwaliteit van de kern een cruciale rol in de algehele prestaties.
Wanneer er wisselstroom door de primaire wikkeling vloeit, ontstaat er een veranderend magnetisch veld in de transformatorkern. Dit magnetische veld induceert een spanning in de secundaire wikkeling volgens de elektromagnetische inductiewet van Faraday. De kern zorgt ervoor dat het grootste deel van de magnetische flux die in de primaire wikkeling wordt gegenereerd, wordt gekoppeld aan de secundaire wikkeling.
Een goed ontworpen kern minimaliseert magnetische lekkage en vermindert kernverliezen, waaronder hysteresisverlies en wervelstroomverlies. Deze verliezen zetten elektrische energie om in warmte, waardoor het verminderen ervan de efficiëntie verbetert en de levensduur van de transformator verlengt.
Transformatorkernen zijn doorgaans gemaakt van ferromagnetische materialen die een hoge magnetische permeabiliteit en lage kernverliezen bieden. De meest voorkomende materialen zijn siliciumstaal, amorf metaal en ferriet, afhankelijk van de toepassing en het frequentiebereik.
Korrelgeoriënteerd siliciumstaal is vooral populair in stroom- en droge transformatoren omdat het uitstekende magnetische eigenschappen biedt in een voorkeursrolrichting, waardoor hysteresisverliezen worden verminderd.
Kernverliezen zijn energieverliezen die optreden in de transformatorkern wanneer deze wordt bekrachtigd, ongeacht de belasting. Deze verliezen worden vaak nullastverliezen genoemd en zijn een sleutelfactor in de regelgeving op het gebied van energie-efficiëntie.
Hysteresisverlies treedt op wanneer de magnetische domeinen in het kernmateriaal bij elke wisselstroomcyclus opnieuw worden uitgelijnd. Materiaalen met smalle hysteresislussen, zoals korrelgericht siliciumstaal en amorf metaal, helpen dit verlies te minimaliseren.
Wervelstromen zijn circulatiestromen die in het kernmateriaal worden geïnduceerd. Deze stromen genereren warmte en verspillen energie. Om wervelstroomverlies te verminderen, worden transformatorkernen gebouwd met behulp van dunne gelamineerde platen die van elkaar zijn geïsoleerd.
Transformatorkernen worden vervaardigd in verschillende standaardconfiguraties, die elk specifieke mechanische en elektrische voordelen bieden, afhankelijk van de toepassing, het vermogen en de ruimtebeperkingen.
Bij transformatoren van het kerntype omringen de wikkelingen een aanzienlijk deel van de kern. Het magnetische circuit bestaat uit twee verticale poten en bovenste en onderste jukken. Dit ontwerp wordt veel gebruikt in distributie- en stroomtransformatoren.
Transformatoren van het shell-type hebben wikkelingen die door de kern worden omsloten, wat een betere mechanische bescherming en een lagere lekstroom biedt. Dit ontwerp wordt vaak gebruikt in toepassingen die een hogere kortsluitsterkte vereisen.
Ringkernen zijn ringvormig en bieden een uitstekende magnetische koppeling met een zeer lage lekflux. Ze zijn compact en efficiënt, maar moeilijker en duurder om op te winden.
De constructie van de transformatorkern omvat het stapelen of wikkelen van dunne lagen magnetisch staal. Deze lamellen zijn geïsoleerd om wervelstromen te verminderen en geassembleerd om een gesloten magnetisch circuit te vormen.
Precisiesnijden, getrapte verbindingen en geoptimaliseerde stapelpatronen worden vaak gebruikt om luchtspleten te verkleinen en de magnetiseringsstroom te minimaliseren. Hoogwaardige constructie verbetert direct de efficiëntie en vermindert hoorbaar geluid.
Droge transformatorkernen zijn speciaal ontworpen om te werken zonder vloeistofisolatie. Omdat koeling wordt bereikt door lucht of geforceerde ventilatie, moet de kern worden geoptimaliseerd om verliezen en warmteontwikkeling te verminderen.
Droge kernen maken vaak gebruik van hoogwaardig korrelgeoriënteerd siliciumstaal of amorfe legeringen om lagere nullastverliezen te bereiken. Mechanische stijfheid is ook van cruciaal belang om trillingen en hoorbaar gezoem te verminderen.
| Material | Kern verlies | Kosten | Typisch gebruik |
| Korrelgeoriënteerd siliciumstaal | Laag | Middelmatig | Standaard droge transformatoren |
| Amorf metaal | Zeer laag | Hoog | Energiezuinige ontwerpen |
| Ferriet | Laag at High Frequency | Laag | Elektronische transformatoren |
Transformatorkernruis wordt voornamelijk veroorzaakt door magnetostrictie, wat de lichte uitzetting en samentrekking van het kernmateriaal is als het magnetische veld verandert. Deze trilling kan een hoorbaar gezoem veroorzaken.
Droge transformatorkernen worden vaak zorgvuldig vastgeklemd en verbonden om trillingen te verminderen. Geavanceerde kernverbindingsontwerpen en hoogwaardig staal helpen ook het geluidsniveau in commerciële en residentiële installaties te minimaliseren.
Veel landen hanteren strikte energie-efficiëntienormen voor transformatoren, die rechtstreeks van invloed zijn op de kernmateriaal- en ontwerpkeuzes. Lagere kernverliezen vertalen zich in lagere bedrijfskosten en een lagere impact op het milieu.
Het selecteren van een hoogefficiënte transformatorkern is vooral belangrijk voor droge transformatoren die worden gebruikt in gebouwen, datacenters en industriële faciliteiten die continu in bedrijf zijn.
Transformatorkernen van het droge type worden veel gebruikt in toepassingen waar veiligheid, netheid en brandwerendheid van cruciaal belang zijn. Deze omvatten commerciële gebouwen, ziekenhuizen, scholen en ondergrondse installaties.
Hun kernen zijn ontworpen om betrouwbaar te werken in omgevingen waar met olie gevulde transformatoren mogelijk niet geschikt zijn, waardoor droge transformatoren een voorkeurskeuze zijn voor binnen- en gevoelige locaties.
Transformatorkernen vereisen over het algemeen minimaal onderhoud, maar een goede installatie en omgevingscontrole zijn essentieel. Overmatig stof, vocht of trillingen kunnen de kernprestaties na verloop van tijd verslechteren.
Regelmatige inspecties, thermische monitoring en geluidscontroles kunnen helpen bij het identificeren van vroege tekenen van kerngerelateerde problemen, waardoor een lange levensduur en een betrouwbare werking van de transformator worden gegarandeerd.
Bij het kiezen van de juiste transformatorkern gaat het om het balanceren van efficiëntie, kosten, omvang en toepassingsvereisten. Voor droge transformatoren zijn verliesarme materialen en een robuust mechanisch ontwerp bijzonder belangrijk.
Door kerntypen, materialen en constructiemethoden te begrijpen, kunnen ingenieurs en kopers transformatorkernen selecteren die optimale prestaties, een lager energieverbruik en betrouwbaarheid op de lange termijn leveren.
+86-523 8891 6699 
+86-523 8891 8266 
info@tl-core.com 
Nr. 1, derde industrieterrein, Liangxu Street, Taizhou City, Jiangsu, China Auteursrecht © 2024 Taizhou Tianli ijzeren kern Manufacturing Co., Ltd. Alle rechten voorbehouden.
中文简体
Home