ترانسفورماتورهای برقتجهیزات الکتریکی ساخته شده بر اساس اصل القاء الکترومغناطیسی هستند ، بنابراین ، ترانسفورماتورهای برق باید حداقل توانایی استفاده کارآمد از هسته آهن و سیم پیچ القاء الکترومغناطیسی را داشته باشند.
قسمت های اصلی یک ترانسفورماتور قدرت هسته آهن ، سیم پیچ ، عایق ، پوشش و اجزای لازم و غیره است. به دلیل تفاوت در ظرفیت و ولتاژ ، ساختار هسته آهن ، سیم پیچ ، عایق ، پوشش و اجزای لازم ترانسفورماتورهای قدرت نیز می تواند متفاوت باشد.
هسته آهنی
ترانسفورماتورها می توانند با القای تغییرات در شار مغناطیسی در هسته آهن در طول زمان در سیم پیچ های چرخش های مختلف ، ولتاژهای مختلفی را تغییر دهند ولتاژهای مختلفی تولید می شوند (یا ولتاژهای مختلف را می توان با ضربه زدن به چرخش های مختلف در یک سیم پیچ به دست آورد).
نوار فلزی برقی دانه
به منظور القاء ولتاژ متناسب با تعداد چرخش در سیم پیچ های مختلف ، شار مغناطیسی این دو سیم پیچ باید برابر باشد. این امر به هسته ای ساخته شده از ماده ای با نفوذپذیری مغناطیسی بالا در داخل سیم پیچ ها نیاز دارد ، تا بتواند تمام شار مغناطیسی موجود در هسته را با دو سیم پیچ در هم بچیند و با یک سیم پیچ ، اتصال شار مغناطیسی را به حداقل برساند.
مواد با نفوذپذیری مغناطیسی مختلف به چرخش آمپر مختلف نیاز دارند تا بزرگی یکسان شار مغناطیسی را ایجاد کنند. یعنی مواد با نفوذپذیری مغناطیسی بالاتر به چرخش آمپر کمتری نیاز دارند تا همان شار مغناطیسی را تولید کنند ، در حالی که مواد با نفوذپذیری مغناطیسی کمتری نیاز به چرخش آمپر بیشتری دارند.
با توجه به نفوذپذیری زیاد مغناطیسی مواد فرومغناطیسی ، در مراحل اولیه توسعه ترانسفورماتور ، از ورق های آهن معمولی به عنوان ماده اصلی استفاده شد و بعداً ورق های فولادی مغناطیسی نورد گرم برای تولید هسته ترانسفورماتور تهیه شد. در دهه 1940 ، شرکتهای متالورژی ورق های فلزی مغناطیسی با گرایش سرد را توسعه دادند و به تدریج ورق های فولادی مغناطیسی گرم را جایگزین کردند. پس از دهه 1970 ، ورق های فولادی مغناطیسی نفوذپذیری بالا (HI-B) تهیه شد که دارای ضرر واحد پایین تر و چرخش آمپر تحریک آمپر نسبت به ورق های فولادی مغناطیسی گرا است. در دهه 1980 ، ورق های استیل مغناطیسی با ضرر کمتری با پالایش دامنه های مغناطیسی از طریق تابش لیزر یا روشهای تورفتگی مکانیکی ایجاد شد.
عملکرد اصلی ورق های فولادی مغناطیسی از بین رفتن در واحد جرم و نفوذپذیری مغناطیسی مواد است. در مقایسه با ورق های فولادی مغناطیسی داغ در گذشته ، تلفات ورق فولادی مغناطیسی با دانه نورد سرد بسیار کاهش یافته است. بنابراین در حال حاضر ، از درجه های مختلفی از ورق های فولادی مغناطیسی دانه گرا به عنوان مواد هسته آهن در ترانسفورماتورهای برق استفاده می شود. فقط در برخی از تولید ترانسفورماتورهای توزیع ، از آلیاژهای آمورف به عنوان ماده مغناطیسی برای هسته آهن برای کاهش تلفات بدون بار استفاده می شود.
ویژگی ها و کاربردهای مختلف مواد مغناطیسی نرم در جدول زیر نشان داده شده است ، که نشان می دهد نوار فلزی الکتریکی جهت دار دارای از بین رفتن آهن کم ، چگالی شار مغناطیسی اشباع بالا و قیمت نسبتاً پایین است ، بنابراین به طور گسترده ای در آن استفاده می شودترانسفورماتورهای برق.
| مواد | فرکانس قابل استفاده | القاء اشباع/T | هدف اصلی |
| نوار فلزی برقی گرا | 50 ~ صدها هرتز | 2.03 | ترانسفورماتور برق |
| نوار فولادی الکتریکی غیر گرا | 50 ~ صدها هرتز | 2.0~2.18 | موتور الکتریکی ، ترانسفورماتور کوچک ، راکتور پوسته |
| آلیاژ پرمندور | 50 ~ صدها هرتز | 2.35 | دستگاه الکترونیکی |
| آلیاژ پومو | 50 ~ 1000Hz | 1.6 | ترانسفورماتور ارتباطی ، القاء متقابل ، سر مغناطیسی |
| آلیاژ آمورف مبتنی بر آهن | 50 ~ صدها | 1.6 | اجزای الکترونیکی ، القاء متقابل ، ترانسفورماتور کوچک |
| فریت مغناطیسی نرم | 16kHz ~ 1MHz | 0.51 | ترانسفورماتور فرکانس بالا ، سیم پیچ سلف |
| هسته مغناطیسی پودر آهن فشرده | 10kHz ~ 100MHz | 0.6-1.0 | اجزای الکترونیکی |
