แกนหม้อแปลงไฟฟ้าแรงต่ำ

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าจากวงจรหนึ่งไปอีกวงจรหนึ่ง ใช้ในงานอุตสาหกรรม พาณิชยกรรม และที่อยู่อาศัยต่างๆ

สามารถจำแนกได้หลายประเภทตามวัสดุหลักและการกำหนดค่าการเชื่อมต่อ ชนิดที่พบบ่อยที่สุดคือหม้อแปลงแกนเฟอร์ไรต์ สามารถออกแบบให้มีรูปทรง ขนาด และประเภทได้หลากหลายเพื่อให้ตรงกับความต้องการใช้งาน

การซึมผ่านของแม่เหล็กเป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้า และมีผลกระทบต่อการสูญเสียพลังงานหรือไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นในแกนกลาง ตัวอย่างเช่น แกนเหล็กแข็งมีความสามารถในการซึมผ่านได้สูงมาก มักจับคู่กับองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อลดการสูญเสียในแกนกลางและให้ประสิทธิภาพที่ดี

ความหนาแน่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าก็เป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบหม้อแปลงไฟฟ้าเช่นกัน ขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุแกนซึ่งอาจเป็นเหล็กอสัณฐานหรือเหล็กแข็ง

แกนอสัณฐาน มีการสูญเสียน้อยมาก ทำให้เหมาะสำหรับการจ่ายไฟที่มีประสิทธิภาพ อีกทั้งยังมีสมรรถนะและความปลอดภัยที่ดีมากที่อุณหภูมิสูงอีกด้วย

กระแสแม่เหล็กเป็นสาเหตุหลักของการสูญเสียในแกนหม้อแปลง และสามารถลดลงได้อีกโดยการปรับปรุงการออกแบบ วิธีที่พบบ่อยที่สุดในการทำเช่นนี้คือการลดปริมาณกระแสหมุนเวียน (กระแสไหลวน) ภายในแกนเหล็กเอง และโดยการปรับปรุงการเชื่อมต่อแม่เหล็กระหว่างขดลวดทั้งสอง

การสูญเสียปัจจุบันของ Eddy

วิธีที่สำคัญที่สุดในการลดกระแสเอ็ดดี้คือการนำขดลวดทั้งสองมาอยู่ใกล้กันมาก และโดยการเพิ่มการเชื่อมต่อแม่เหล็ก โครงสร้างประเภทนี้เรียกว่าการก่อสร้างขดลวดแบบศูนย์กลาง มีข้อได้เปรียบในการยอมให้เส้นแรงแม่เหล็กเกือบทั้งหมดผ่านขดลวดทั้งสองในคราวเดียว

อย่างไรก็ตาม ยังมีข้อเสียที่ทำให้เกิดการสูญเสียทางแม่เหล็กเพิ่มขึ้นอย่างมาก เนื่องจากการสัมผัสที่เพิ่มขึ้นระหว่างขดลวดทั้งสองส่งผลให้เส้นทางฝืนสนามแม่เหล็กสูงขึ้น

การสูญเสียเหล่านี้สามารถลดลงได้อีกโดยทำให้แน่ใจว่าเส้นทางฝืนสำหรับฟลักซ์แม่เหล็กไม่ถูกขัดขวางโดยวัสดุภายนอกใดๆ สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการสร้างแกนประเภทเปลือก โดยที่ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิพันอยู่บนแขนขาตรงกลางหรือขาของหม้อแปลงไฟฟ้าซึ่งมีพื้นที่หน้าตัดเป็นสองเท่าของแขนขาด้านนอกที่มีการออกแบบเดียวกัน

Leakage Flux ถือเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่งของคอร์ประเภทนี้และแก้ไขได้ด้วยการจัดวางขดลวดที่ขาแต่ละข้างเพื่อให้ฟลักซ์แม่เหล็กที่ไหลเวียนรอบขาของขาแต่ละข้างมีเส้นทางปิดเพื่อไหลรอบทั้งสองด้านออกนอกขดลวดก่อนกลับ ไปที่ขดลวดตรงกลาง สิ่งนี้ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กมีประสิทธิภาพมากขึ้น และอาจส่งผลให้ประสิทธิภาพโดยรวมดีขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างหม้อแปลงประเภทอื่น

นอกเหนือจากการลดฟลักซ์การรั่วไหลแล้ว แกนชนิดเปลือกยังสามารถช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยปล่อยให้ฮาร์โมนิกสามตัวไหลเวียนในขาของขดลวดด้วยเส้นทางฝืนต่ำที่มีประสิทธิภาพดังที่แสดงไว้ข้างต้น ซึ่งช่วยให้สามารถดูดซับความผิดเพี้ยนของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายถึงเป็นกลางที่เห็นในโครงสร้างหม้อแปลงประเภทอื่นๆ ได้