فهرست مطالب
جنس انواع هسته ترانس
هسته ترانسفورماتورها بسته به کاربرد ترانسفورماتور از جنسهای مختلف ساخته میشود. یک دستهبندی از جنس هسته ترانس در ادامه آمده است.
-
فلزات جامد
هسته ترانس ، به ویژه هسته های ورق سیلیس که در مدار استفاده می شوند، دارای نفوذپذیری بالا مغناطیسی و همچنین مقاومت الکتریکی هستند. هنگامی که در مدار استفاده می شود، آن ها تمایل دارند برای سطوح انتقال بالاتر از فرکانس های اصلی کار کنند. برای فرکانس هایی که تمایل دارند حتی بالاتر از حد مجاز، از جمله فرکانس های فرکانس VHF (فرکانس بسیار بالا)، ورق سیلیس توسط فریت ها جایگزین شود که مواد سرامیکی مغناطیسی غیر مغناطیسی هستند.
-
-
آهن
-
از هسته آهنی در آهن رباهای الکتریکی جریان مستقیم و برخی موتورهای الکتریکی استفاده میشود. در عمل برای کاهش مقاومت آهن در برابر مغناطیسی شدن، آن را گرمادیده میکنند که به آن آهن نرم میگوییم. آهن میتواند تا ۲ تسلا میدان مغناطیسی را بدون اشباع شدن تحمل کند. از آنجایی که آهن یک رسانای الکتریکی است، در کاربردهای AC مانند ترانسفورماتورها، سلفها و موتورهای AC اگر از آهن “یک تکه” استفاده شود، تلفات زیادی به واسطه جریانهای گردابی در آن ایجاد میشود. برای جلوگیری از این تلفات، در این کاربردها از آهن ورقه ورقه شده یا پودر آهن و یا مواد نارسانا مانند فریتها استفاده میشود.
-
-
آهن ورقه ورقه شده
-
همانطور که گفته شد برای کاهش تلفات ناشی از جریانهای گردابی در کاربردهای AC بهجای آهن یک تکه از آهن ورقه ورقه شده استفاده میگردد. با اضافه کردن کمی سیلیکون به آهن، مقاومت آن در برابر جریانهای گردابی بیشتر نیز میشود. بر روی ورقهها نیز یک لایه نازک عایق الکتریکی وجود دارد. این ورقه ورقه کردن باعث میشود که جریان گردابی مجبور به عبور از سطح مقطع نازک یک ورقه باشد که مقاومت بالایی دارد و چون تلفات جریان گردابی با مجذور جریان آن رابطه مستقیم دارد، مقدار این تلفات بسیار کاهش مییابد.
-
-
آلیاژهای آهن
-
از آلیاژهای دیگر آهن که ترکیبات مختلفی از آهن و نیکل هستند نیز برای ساخت هستههای مغناطیسی استفاده میشود. هرکدام از این آلیاژها ویژگیهای خاصی دارد که در کاربردی خاص مورد استفاده قرار میگیرد. فلزات شیشه ای (glassy metal) که به آنها non-crystalline هم گفته میشود، ظاهری شبیه شیشه دارند و ترکیبی از فلزاتی مانند آهن، نیکل و کبالت هستند که بهخاطر تلفات جریان گردابی کم و هسته هیسترزیس کوچک در ساخت ترانس های فرکانس بالا با بازده زیاد مورد استفاده قرار گرفتهاند. در شکل زیر نمونهای از این آلیاژ را مشاهده می کنید.
-
-
پودر فلزات
-
این نوع هستهها از خردههای فلزات تشکیل میشوند که با چسب به هم متصل و فشرده شدهاند. هرچه این خردهها فشردهتر باشند، ضریب نفوذپذیری و جریان گردابی هسته بیشتر است. برای کاهش جریان گردابی، سطح خردههای فلزات را با یک عایق الکتریکی میپوشانند تا جریان گردابی به یک ذره فلز محدود شود. چسب بین ذرات در دمای بالا تخریب شده و باعث تغییر در مشخصات هسته میشود. دمایی که چسب تحمل میکند به جنس آن بستگی دارد، به عنوان مثال چسب از نوع اپوکسی تحمل دمای ۱۲۵ درجه سانتی گراد را دارد. جنس خردههای فلز، مشخصات مغناطیسی هسته را مشخص میکند. در ادامه برخی از مواد تشکیل دهنده خردهها و مشخصات آنها را بررسی میکنیم. این هستهها معمولاً به شکل ترویید در بازار موجود هستند. رنگ این هستهها معرف نوع ماده بهکار رفته در آنها است.
-
-
آهن
-
ارزانترین نوع هسته پودر فلز، هستههای پودر آهن هستند که نسبت به هستههای دیگر ابعاد بزرگ تری دارند. این هستهها در چگالی شاری بین ۱ تا ۱.۵ تسلا به اشباع میروند. بهخاطر تلفات بالای هیسترزیس و جریان گردابی، از هستههای پودر آهن در فرکانسهای پایینتر استفاده میشوند (زیر ۱۰۰۰kHz). سلف فیلتر خروجی، چکهای مد دیفرانسلی و اصلاح ضریب توان و ترانسفورماتورهای پالس و ضریب توان از نمونه کاربرهای این هستهها هستند.
-
هسته های ترودیکال
طیف وسیعی از مواد برای استفاده در هسته ترانس از جمله ورق سیلیس ، پرمالوئید پیچ خورده، آهن پودر یا فریت ها در دسترس هستند. این هسته ترانس می توانند در ساختار دایره ای باشند، بقیه ترانسفورماتور در اطراف حلقه هسته ترانس ساخته شده است؛ فقدان باز شدن در حلقه هسته ترانس به معنای عدم شکاف هوا است یا می تواند نوار طولی مواد باشد. مزیت استفاده از یک نوار به عنوان یک نتیجه از مرزهای دانه مناسب به درستی کاهش می یابد. با هسته ترانس، سیم پیچ ها عموما در اطراف هسته ترانس به هم متصل می شوند و سطح را به طور کامل پوشش می دهند. هسته های ترودیکال در کار با همان نوع بار انرژی از هسته ترانس ورق سیلیس کارآیی بیش تری دارند و می توانند کوچ کتر، سبک تر و با یک میدان مغناطیسی پایین تر ساخته شوند. با این حال، سیم پیچ ها برای گره های توریدی گران تر هستند.
فریتها ترکیباتی از اکسید آهن، روی، منگنز (یا نیکل) هستند. این مواد ضریب نفوذپذیری بالایی دارند. از آنجاییکه از نظر الکتریکی تقریباً نارسانا هستند، تلفات جریان گردابی آنها ناچیز است و در نتیجه در کاربردهای فرکانس بالا مورد استفاده قرار میگیرند. چگالی شار اشباع این هستهها حدود ۰.۳ تسلا است. در سلفها و ترانسورماتورهای RF و منابع تغذیه سوئیچینگ از این نوع هستهها استفاده میشود. هستههای فریت در اشکال مختلف در بازار موجود است.
-
هسته های هوا
در برخی از برنامه های کاربردی، می توان بدون ایجاد یک هسته ترانس به راحتی با قرار دادن پیچ در محدوده مناسب، امکان پذیر شد. هوايي که فضا را پر مي کند که هسته ترانس آن مي شود، مدار مغناطيسي اصلي است که از دست دادن رنج نمي برد. ویژگی اصلی این هستهها نبود تلفات هسته و پدیده اشباع است. بنابراین در کاربردهایی که نیاز به بالا رفتن چگالی شار است یا فرکانس بسیار بالا میباشد از هسته هوا استفاده میشود. مقدار اندکتانس ساخته شده توسط سیمپیچ با هسته هوا بسیار کمتر از سیمپیچ با هسته مغناطیسی است.
انواع هسته ترانس از نظر شکل
هستههای از جنس ورقه آهن معمولاً به شکل UI، EI و EE موجود هستند. هستههای پودر فلزات به شکل ترویید(حلقوی) یافت میشوند. هستههای فریت اشکال متنوعتری دارند که شامل EE، UU، RM، ETD، EFD، پلانار و … میشوند.
انواع هسته ترانس از نظر ابعاد
هرچه توان انتقالی هسته بزرگتر باشد، ابعاد آن نیز باید بزرگتر باشد. بنابراین هستهها را علاوه بر اشکال مختلف، در ابعاد مختلف نیز میسازند. به عنوان مثال هسته فریت UU در سایزهای U۱۲۰، U۹۳، U۸۰ و … موجود است. عددی که جلوی نام هسته وجود دارد معمولا به اندازه یکی از ابعاد آن هسته اشاره میکند. مثلاً هسته U۱۲۰ دارای پهنایی به اندازه ۱۲۰ میلیمتر است.
برای کسب اطلاعات محصولات گروه بازرگانی نوید با شماره های مندرج در وب سایت تماس بگیرید.