Giải Thích Chi Tiết: Tấm Thép Silic Máy Biến Áp

Máy biến áp chủ yếu bao gồm lõi sắt và dây dẫn. Lõi sắt được làm chủ yếu từ các lá thép silic cán mỏng. Thép silic là loại thép có hàm lượng silic từ 0,8% đến 4,8%, có độ từ thẩm cao. Trong máy biến áp, thép silic có thể tạo ra cường độ cảm ứng từ lớn, và hiệu suất của nó quyết định kích thước của máy biến áp.

Thép silic quyết định tổn hao công suất của máy biến áp.

Khi máy biến áp hoạt động, nó sinh ra tổn hao công suất. Có hai loại tổn hao chính: tổn hao đồng do điện trở của cuộn dây và tổn hao sắt trong các lá thép silic, gọi tắt là “tổn hao sắt”. Có hai nguyên nhân gây ra tổn hao sắt trong thép silic: “tổn hao từ trễ” và “tổn hao dòng điện xoáy”.

Tổn hao từ trễ là tổn hao sắt sinh ra trong quá trình từ hóa lõi sắt do sự tồn tại của hiện tượng từ trễ. Độ lớn của tổn hao này tỷ lệ thuận với diện tích của vòng từ trễ của vật liệu. Thép silic có vòng từ trễ hẹp, dẫn đến tổn hao từ trễ trong lõi máy biến áp thấp hơn, giúp giảm đáng kể sự sinh nhiệt.

Đường cong từ trễ của máy biến áp (Hình 1)

Tổn hao dòng điện xoáy là do dòng điện cảm ứng sinh ra trong lõi sắt, chạy theo mặt phẳng vuông góc với hướng từ thông. Đây cũng là nguyên nhân gây nóng lõi. Để giảm tổn hao này, các lá thép silic được cán mỏng để tăng điện trở trên đường đi của dòng điện xoáy.

Tổn hao dòng điện xoáy trong máy biến áp (Hình 2)

Cách thép silic tạo ra từ thông và ảnh hưởng đến việc tăng và giảm điện áp

Các lá thép silic quyết định tổn hao công suất của máy biến áp. Như đã đề cập ở trên, kích thước và hình dạng của chúng là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tổn hao công suất. Về mặt lý thuyết, thép silic càng mỏng và các dải ghép càng hẹp thì hiệu quả càng tốt. Tuy nhiên, cũng phải xem xét hiệu suất và tiết diện hiệu dụng của việc cán mỏng. Thông thường, lõi máy biến áp sử dụng thép silic cán nguội dày 0,35mm hình chữ “日” hoặc chữ “口”.

Lõi máy biến áp cán mỏng (Hình 3)

Máy biến áp được chế tạo dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Hai cuộn dây, cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, được quấn trên một lõi sắt kín. Khi cuộn sơ cấp được nối với nguồn điện xoay chiều, dòng điện xoay chiều chạy qua nó, tạo ra một sức từ động (MOF). Dưới tác động của MOF này, một từ thông xoay chiều được sinh ra trong lõi sắt.

Theo định luật Lenz, từ thông do dòng điện cảm ứng sinh ra chống lại sự biến thiên của từ thông ban đầu. Khi dòng điện cảm ứng tăng lên, từ thông sinh ra ngược chiều với từ thông ban đầu, dẫn đến một điện áp xoay chiều cấp thấp hơn trong cuộn thứ cấp. Do đó, lõi sắt là phần mạch từ của máy biến áp, điều này giải thích nguyên lý tăng và giảm điện áp của nó.

Các chỉ số hiệu suất để lựa chọn thép silic:

A. Tổn hao sắt thấp: Chỉ số chất lượng quan trọng nhất. Các nước trên thế giới sử dụng giá trị tổn hao sắt để phân loại cấp; tổn hao sắt càng thấp, cấp càng cao và chất lượng càng tốt.

B. Cường độ cảm ứng từ cao: Thép silic đạt được cảm ứng từ cao hơn trong cùng một từ trường sẽ làm cho lõi động cơ hoặc máy biến áp nhỏ hơn và nhẹ hơn, tiết kiệm thép silic, dây đồng và vật liệu cách điện.

C. Hệ số xếp chồng cao. Thép silic có bề mặt nhẵn, phẳng và độ dày đồng đều, giúp cải thiện hệ số xếp chồng cho việc chế tạo lõi.

D. Tính dập tốt. Điều này càng quan trọng hơn đối với việc chế tạo lõi cho động cơ nhỏ và siêu nhỏ.

E. Độ bám dính và khả năng hàn tốt của bề mặt với màng cách điện.

F. Lão hóa từ.
G. Thép silic phải được giao sau khi ủ và tẩy rỉ.