یک ترانسفورماتور قدرت الکتریکی شامل سیم‌پیچ‌های اولیه، ثانویه و گاهی اوقات ثالث میشود. پیوند شار بین این سیم‌پیچ‌ها، ترانسفورماتور را هدایت می‌کند. برای پیوند موثر شار، یک مسیر مغناطیسی با مقاومت مغناطیسی کم در ترانسفورماتور ارائه شده است. این مسیر معمولاً در هسته شناخته میشود. به طور کلی هسته از مواد مختلفی مثل فولاد سیلیکون، فریت و غیره ساخته شده‌است.
ترانس هسته فریت چیست؟
ترانسفورماتور های هسته فریت، نوع خاصی از ترانس ها هستند، که از هسته های فریتی برای انتقال و تبدیل انرژی الکتریکی استفاده می کنند. هسته فریت از مواد مغناطیسی با خصوصیات خاص تشکیل شده است. این نوع تکنولوژی ها تاثیر به خصوصی در عملکرد و کارایی ماشین دارد.
هسته فریت از موادی مانند؛ فریت، کدوریت یا آهن سیلیسیوم به وجود می آیند، که خصوصیات مغناطیسی و الکتریکی مناسبی به ترانس می بخشند. این سری از تکنولوژی ها به خوبی از پس محافظت از مدار های جریان بر می آیند.
استفاده از هسته فریت در ترانسفورماتور ها باعث افزایش کارایی، کاهش هدر رفت انرژی، کاهش اندازه و وزن دستگاه و نویز های الکترومغناطیسی می شود.
ترانسفورماتور های هسته فریت به عنوان یک گزینه مناسب برای انتقال و تبدیل انرژی الکتریکی در برنامه هایی که نیاز به کارایی بالا و کاهش هدر رفت های انرژی دارند، مورد استفاده قرار می گیرند.
ترانسفورماتورهای هسته فریت
فریت ها ترکیبات سرامیکی غیر رسانا هستند که از نظر ماهیت فرومغناطیسی هستند. هنگامی که سیم پیچ ترانسفورماتورها از فریت ها ساخته می شوند، به آنها ترانسفورماتورهای نوع فریت گفته می شود. هسته های فریت در ترانسفورماتورها از اکسیدهای آهن ساخته شده اند و با ترکیبات روی، نیکل و منگنز ترکیب می شوند. این ترکیبات از فشار بسیار کمی برخوردار هستند و به عنوان فریت نرم شناخته می شوند.
فریت ها به دلیل خاصیت مکانیکی و الکتریکی، نسبت به سایر ترانسفورماتورهای هسته مغناطیسی دارای چندین مزیت هستند. اینها شامل مقاومت جریان بالا و نیز تلفات جریان گردابی کم در دامنه فرکانس وسیع و نفوذپذیری بالا هستند. همه این خصوصیات ترانسفورماتورهای هسته فریت را برای انواع ترانسفورماتور با فرکانس بالا، سلف های قابل تنظیم، ترانسفورماتورهای باند پهن و مدارهای با فرکانس بالا از 10 کیلوهرتز تا 50 مگاهرتز ایده آل می کند.
امروزه هسته های فریت در انواع مواد و ترکیبات هندسی در دسترس هستند
انواع مختلف ترانسفورماتورهای هسته فریت
ترانسفورماتورهای هسته فریت اساساً به دو نوع متمایز می شوند:
- فریت منیزیم منگنز (MnZn): فرمول شیمیایی (MnaZn (1-a) Fe2O4) است. این هسته ها از سطح اشباع بالاتر و همچنین نفوذپذیری بالاتری نسبت به NiZn برخوردار هستند. هسته‌های MnZn برای کاربردهایی با فرکانس کاری کمتر از 5MHz ایده آل هستند. امپدانس این هسته ها آنها را برای سلف های حداکثر 70 مگاهرتز ایده آل می کند.
- فریت نیکل روی (NiZn): فرمول شیمیایی NiaZn (1-a) Fe2O4 است. این هسته ها مقاومت بالاتری نسبت به MnZn دارند و در کاربردهایی مورد استفاده قرار می گیرند که فرکانس ها از 2MHz تا چند صد مگاهرتز است. NiZn برای سلفهای بالای 70 مگاهرتز ایده آل محسوب میشود. این هسته ها حساس به دما هستند و دمای کوری کم (زیر 500 درجه سانتیگراد) دارند.
مواد فریت خواص مغناطیسی خود را در دمای کوری (نقطه کوری دمایی که در بالاتر از آن ماده ی فرو مغناطیسی، حالت مغناطیسی خود را از دست می دهد) معینی از دست می دهند. از این رو باید ضمن انتخاب هسته های فریت برای ترانسفورماتور خود، این واقعیت را در نظر گرفت.
مزایای و دلایل محبوبیت ترانسفورماتورهای هسته فریت چیست؟
ترانسفورماتور هسته فریت دارای لیست عظیمی از مزایا می باشد، که این ترانسفورماتورها را برای استفاده در طیف گسترده ای از کاربردهای الکتریکی ایده آل می کند. در زیر برخی از
مزایای اصلی ترانس های هسته فریت :
- نفوذ پذیری بالا: این یکی از بزرگترین مزایای استفاده از ترانسفورماتورهای هسته فریت است. آنها نفوذ پذیری عالی دارند.
- عدم وجود جریان های گردابی: فریت به دلیل هدایت الکتریکی کم و نفوذ پذیری زیاد شناخته شده است. بنابراین، از جریان های گردابی توسط این دو ویژگی مفید هسته فریت جلوگیری می شود. در فرکانس های بالا، هسته فریت قابلیت ارائه عملکرد عالی را دارد. این همراه با عدم وجود جریان های گردابی باعث می شود هسته فریت برای ترانسفورماتورهای با فرکانس بالاتر بسیار مناسب باشد.
- وادارندگی مغناطیسی بالاتر: دو نوع هسته فریت وجود دارد. هسته فریت نرم و هسته فریت سخت، در مقایسه با هسته های فریت سخت، هسته های فریت نرم از وادارندگی بالاتری برخوردار هستند. این امر آنها را برای ساخت آهن ربا ایده آل می کند. علاوه بر این، هسته های فریت نرم دارای خاصیت سودمند دیگری در تغییر جهت مغناطیسی و نیز با از دست دادن هیسترزیس ناچیز هستند.
مزایای دیگر ترانسفورماتورهای هسته فریت
- مقادیر Q بالا
- فاکتور هیسترزیس پایین
- حساسیت به DC کم است
- اعوجاج سیگنال کم
اینها دلایلی است که ترانسفورماتورهای هسته فریت در تعدادی از کاربردهای صنعت برق بسیار ترجیح داده میشوند. آنها قادر به ارائه عملکرد مداوم در طیف گسترده ای از شرایط هستند. آیا قصد دارید ترانسفورماتور هسته فریت را برای کاربردهای الکتریکی خود تهیه کنید؟ همیشه توصیه می شود قبل از خرید این ترانسفورماتور با متخصصان مشورت کنید، زیرا می توانند به شما در تصمیم گیری انتخاب مناسب ترین هسته فریت کمک کنند.
ساخت ترانس هسته فریت
ترانسفورماتور های هسته فریت یک دستگاه الکتریکی است، که از یک هسته فریتی برای انتقال و تبدیل انرژی الکتریکی استفاده می کند. این دستگاه قدرتمند، سلامت جریان را حفظ می نماید. همچنین میزان آسیب های الکتریکی موجود را به حداقل می رساند.
این ماشین بدون هیچ ایجاد کوچک ترین تعالی به بررسی و ارزیابی جریانات می پردازد. ساخت آن، شرایط و قوانین خاصی دارد. فرآیند تولید ترانسفورماتور های فریتی تا حدودی متفاوت از نمونه اولیه محصول است. در زیر صفر تا صد آن را توضیح می دهیم؛
- انتخاب مواد: ابتدا باید مواد مورد نیاز برای ساخت هسته فریت تهیه شود. مواد معمولاً شامل؛ فریت، کدوریت یا آهن سیلیسیوم هستند. این دسته از متریال ها دارای خصوصیات مغناطیسی مناسب می باشند.
- طراحی هسته: هسته فریت باید بر اساس نیاز های ولتاژ، جریان و فرکانس مورد نظر در اندازه و شکل مناسبی طراحی گردد. ابعاد و شکل هسته باید به گونه ای باشد، که انتقال انرژی بهینه و بدون اتلاف صورت گیرد.
- قرار دادن هسته: هسته فریت به صورت لفافه های مختلف یا قطعات جداگانه درون ترانسفورمر قرار دهید. این قطعات مسیر انتقال انرژی بهینه تعیین می نمایند.
- اتصالات الکتریکی: پس از نصب هسته، باید اتصالات الکتریکی مختلف برای ورودی و خروجی انرژی به ترانسفورماتور های هسته فریت اضافه شود. این اتصالات باید به طور دقیق و ایمن انجام شود.
- آزمایش و تنظیم: پس از ساخت ترانسفورمر با هسته فریت، آن را آزمایش کنید و تنظیمات لازم را برای انطباق با نیاز های مشتری انجام دهید. این مرحله شامل؛ تست های عیب یابی، اندازه گیری ولتاژ و جریان، و تنظیمات دیگر است.
آیا هسته های فریت در اشکال مختلف موجودند ؟
بله، در دسترس هستند. ترانسفورماتورهای هسته فریت به شکل‌های زیر طبقه‌بندی میشوند:
- هسته های EI: این هسته ها دارای سیم پیچ ساده ای هستند و مونتاژ آن آسان است. در هسته های EI از سلف های قدرت و مخابراتی و در ترانسفورماتورهای باند پهن، مبدل و اینورتر استفاده می شوند.
- هسته های ETD: این هسته ها دارای یک سمت مرکزی با حداقل مقاومت در برابر سیم پیچ هستند. ابعاد این هسته های ETD می تواند برای راندمان ترانسفورماتور قدرت بهینه شود. این هسته ها برای ترانسفورماتورهای قدرت و همچنین سلف ها ایده آل هستند.
- هسته های EFD: هسته های EFD دارای بخش های مقطعی هستند که آنها را برای ترانسفورماتورهای جمع و جور و همچنین کاربردهای مختلف سلف و ترانسفورماتور ایده آل می کند.
- هسته های EER: هسته ها دارای یک مرکز گرد هستند که در مقایسه با پست مرکز مربع، طول مسیر سیم پیچ را کوتاه تر می کند.
