Die Rolle des Transformatorkerns

Das TatsächlicheTransformatorDer Kern arbeitet unter Wechselstrombedingungen und Leistungsverlust tritt nicht nur im Widerstand der Spule, sondern auch im durch Wechselstrom magnetisierten Kern auf. Der Leistungsverlust im Eisenkern wird üblicherweise als „Eisenverlust“ bezeichnet. Eisenverlust wird aus zwei Gründen verursacht: zum einen durch „Hystereseverlust“ und zum anderen durch „Wirbelstromverlust“. Der Hystereseverlust ist der Eisenverlust, der durch das Hysteresephänomen während des Magnetisierungsprozesses des Eisenkerns verursacht wird. Die Größe dieses Verlusts ist proportional zur Fläche, die von der Hystereseschleife des Materials umgeben wird. Die Hystereseschleife von Siliziumstahl ist schmal und der Hystereseverlust des Kerns eines Transformators aus Siliziumstahl ist gering, was die Wärmeerzeugung erheblich reduzieren kann.

Da Siliziumstahl die oben genannten Vorteile bietet, warum nicht ein ganzes Stück Siliziumstahl als Eisenkern verwenden, sondern zu Blechen verarbeiten? Dies liegt daran, dass der Blechkern eine andere Art von Eisenverlust reduzieren kann – den „Wirbelstromverlust“.

Wenn der Transformator arbeitet, fließt in der Spule Wechselstrom, und der magnetische Fluss, den er erzeugt, ist natürlich alternierend. Dieser sich ändernde magnetische Fluss erzeugt einen induzierten Strom im Eisenkern. Der im Eisenkern erzeugte induzierte Strom zirkuliert in einer Ebene senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses und wird daher Wirbelstrom genannt. Wirbelstromverluste erwärmen auch den Kern.

Um Wirbelstromverluste zu reduzieren, ist der Kern desTransformatorist aus voneinander isolierten Siliziumstahlblechen gestapelt, so dass die Wirbelströme in einem langen und schmalen Stromkreis einen kleineren Querschnitt durchlaufen, um den Widerstand auf den Wirbelstrompfaden zu erhöhen; Gleichzeitig trägt das Silizium im Siliziumstahl dazu bei, dass der erhöhte spezifische Widerstand des Materials auch zur Reduzierung von Wirbelströmen beiträgt.