Detaylı Açıklama: Transformatör Silisli Çelik Sacları

Transformatör temel olarak bir demir çekirdek ve iletkenlerden oluşur. Demir çekirdek, başlıca silisyumlu çelik sacların lamine edilmesiyle üretilir. Silisyumlu çelik saclar, %0,8 ila %4,8 oranında silisyum içeren ve yüksek manyetik geçirgenliğe sahip çelik saclardır. Bir transformatörde silisyumlu çelik saclar yüksek manyetik indüksiyon yoğunluğu oluşturabilir ve performansları transformatörün boyutunu belirler.

Silisyumlu Çelik Saclar Transformatörün Güç Kaybını Belirler

Transformatör çalışırken güç kayıpları oluşur. Başlıca iki tür kayıp vardır: bobinlerin direncinden kaynaklanan bakır kayıpları ve silisyumlu çelik saclardaki demir kayıpları, kısaca “demir kayıpları” olarak adlandırılır. Silisyumlu çelik saclardaki demir kayıplarının iki nedeni vardır: “histerezis kaybı” ve “girdap akımı kaybı”.

Histerezis kaybı, manyetik histerezisin varlığı nedeniyle çekirdeğin mıknatıslanma süreci sırasında oluşan demir kaybıdır. Bu kaybın büyüklüğü, malzemenin histerezis döngüsü tarafından çevrelenen alanla doğru orantılıdır. Silisyumlu çeliğin dar bir histerezis döngüsü vardır, bu da transformatör çekirdeğinde daha düşük histerezis kayıplarına neden olur ve ısı oluşumunu önemli ölçüde azaltır.

Transformatör Histerezis Eğrisi (Şekil 1)

Girdap akımı kaybı, manyetik akı yönüne dik bir düzlemde dolaşan çekirdekte oluşan indüklenmiş akımlardan kaynaklanır. Aynı zamanda çekirdeğin ısınmasının da nedenidir. Bu kaybı azaltmak için, silisyumlu çelik saclar lamine edilerek girdap akımı yolundaki direnç artırılır.

Transformatör Girdap Akımı Kaybı (Şekil 2)

Silisyumlu Çelik Sacların Manyetik Akı Oluşturması ve Gerilim Yükseltme/Düşürmeyi Etkilemesi

Silisyumlu çelik saclar transformatörün güç kaybını belirler. Yukarıda belirtildiği gibi, boyutları ve şekilleri güç kaybını etkileyen önemli faktörlerdir. Teorik olarak, silisyumlu çelik saclar ne kadar ince ve birleştirilen şeritler ne kadar dar olursa etki o kadar iyi olur. Ancak, lamine etkinliği ve etkili kesit alanı da dikkate alınmalıdır. Genel olarak, transformatör çekirdekleri 0,35 mm kalınlığında “E” şeklinde veya “O” şeklinde soğuk haddelenmiş silisyumlu çelik saclar kullanır.

Transformatör Çekirdek Laminasyonu (Şekil 3)

Transformatörler elektromanyetik indüksiyon prensibine göre yapılır. Kapalı bir demir çekirdek üzerine birincil sargı ve ikincil sargı olmak üzere iki sargı sarılır. Birincil sargı bir AC güç kaynağına bağlandığında, içinden alternatif bir akım geçer ve bir manyetomotor kuvvet (MMK) oluşturur. Bu MMK’nin etkisi altında, demir çekirdekte alternatif bir manyetik akı oluşur.

Lenz yasasına göre, indüklenen akımın oluşturduğu manyetik akı, orijinal manyetik akıdaki değişime karşı koyar. İndüklenen akım arttıkça, oluşan manyetik akı orijinal manyetik akının tersi yönünde olur ve bu da ikincil sargıda daha düşük seviyeli bir alternatif gerilim oluşmasına neden olur. Bu nedenle, demir çekirdek transformatörün manyetik devre kısmıdır ve bu, gerilim yükseltme/düşürme prensibini açıklar.

Silisyumlu Çelik Sac Seçimi için Performans Göstergeleri:

A. Düşük Demir Kaybı: En önemli kalite göstergesidir. Dünya çapındaki ülkeler, kaliteleri sınıflandırmak için demir kaybı değerlerini kullanır; demir kaybı ne kadar düşükse, kalite o kadar yüksek ve kalite o kadar iyidir.

B. Yüksek Manyetik İndüksiyon Yoğunluğu: Aynı manyetik alan altında daha yüksek manyetik indüksiyona ulaşan silisyumlu çelik saclar, daha küçük ve daha hafif motor veya transformatör çekirdekleriyle sonuçlanarak silisyumlu çelik sac, bakır tel ve yalıtım malzemelerinden tasarruf sağlar.

C. Yüksek İstifleme Faktörü. Silisyumlu çelik saclar pürüzsüz, düz ve düzgün bir kalınlığa sahiptir, bu da çekirdek üretimi için istifleme katsayısını iyileştirir.

D. İyi Damgalama Özellikleri. Bu, küçük ve mikro motorlar için çekirdek üretiminde daha da önemlidir.

E. Yüzeyin yalıtım filmine iyi yapışması ve kaynaklanabilirliği.

F. Manyetik Yaşlanma.
G. Silisyumlu çelik saclar tavlama ve dekapaj işlemlerinden sonra teslim edilmelidir.