Was ist der Kernverlust eines Transformators?

Der Kern spielt in elektrischen Geräten wie Transformatoren und Motoren eine entscheidende Rolle, und der Kernverlust ist ein wichtiger Faktor, der die Leistung und Effizienz dieser Geräte beeinflusst. Das Verständnis der Zusammensetzung des Kernverlusts und seiner Einflussfaktoren hat weitreichende Bedeutung für das optimale Design, den effizienten Betrieb und die Energieeinsparung der Geräte.

Inhalt

● Hystereseverlust

Hystereseverluste sind hauptsächlich auf die Materialeigenschaften von Siliziumstahlblechen zurückzuführen. Verschiedene Siliziumstahlbleche weisen unterschiedliche Hystereseschleifen auf, und die von der Hystereseschleife umschlossene Fläche spiegelt direkt die Größe des Hystereseverlusts wider. Bei hochwertigen Siliziumstahlblechen sind die Hystereseschleifen relativ schmal, wodurch der Hystereseverlust gering ist. Während der Kernverarbeitung können Vorgänge wie Biegen und Fallenlassen die Gitterstruktur im Inneren der Siliziumstahlbleche verzerren, wodurch sich ihre magnetischen Eigenschaften verändern und der Hystereseverlust erhöht wird.

Wenn beispielsweise bei der Herstellung eines Transformatorkerns die Siliziumstahlbleche zu stark gebogen werden, wird die lokale Anordnung der magnetischen Domänen gestört. Dies verstärkt das Hysterese-Phänomen und erhöht den Hystereseverlust weiter, was wiederum den Gesamtwirkungsgrad des Transformators beeinträchtigt. Insbesondere in Anwendungsszenarien mit häufig wechselnder Magnetfeldrichtung, wie beispielsweise beim Betrieb von Leistungstransformatoren im Stromnetz, ist der Einfluss des Hystereseverlusts auf den Wirkungsgrad der Energieumwandlung deutlicher spürbar.

● Wirbelstromverlust

Wirbelstromverluste hängen eng mit der Oberflächenbeschaffenheit und Dicke der Siliziumstahlbleche zusammen. Bei großen Graten vergrößert sich die Kontaktfläche zwischen den Blechen, wodurch sich leichter Wirbelströme bilden und die Wirbelstromverluste steigen. Eine schlechte Isolierung zwischen den Blechen führt zudem dazu, dass Wirbelströme zwischen den Blechen fließen, anstatt effektiv innerhalb eines Blechs eingeschlossen zu bleiben, was die Wirbelstromverluste ebenfalls erhöht. Sind die Siliziumstahlbleche zudem zu dick, bilden sich innerhalb der Bleche größere Wirbelstromkreisläufe. Denn laut Formel für Wirbelstromverluste ist dieser proportional zum Quadrat der Blechdicke.

Wenn beispielsweise im Motorkern die verwendeten Siliziumstahlbleche starke Grate aufweisen und ihre Dicke den zulässigen Bereich überschreitet, entsteht während des Motorbetriebs aufgrund von Wirbelstromverlusten übermäßige Wärme. Dies verringert nicht nur den Wirkungsgrad des Motors, sondern kann durch Überhitzung auch dessen Isolationsleistung und Lebensdauer beeinträchtigen. Bei Geräten, die mit hohen Frequenzen arbeiten, ist dieser Einfluss noch deutlicher.

● Zusätzlicher Kernverlust

Die Produktstruktur hat einen erheblichen Einfluss auf die zusätzlichen Verluste im Kern, beispielsweise die geraden und schrägen Verbindungsmethoden des Kerns. Die gerade Verbindungsstruktur ist relativ einfach, verursacht jedoch relativ große Änderungen des magnetischen Widerstands an den Verbindungsstellen, was zu lokalen Magnetfeldverzerrungen und somit zu zusätzlichen Verlusten führt. Die schräge Verbindung kann die Magnetfeldverteilung bis zu einem gewissen Grad verbessern und zusätzliche Verluste reduzieren. Auch die Qualität der Siliziumstahlbleche während der Verarbeitung ist entscheidend. Bei geringer Verarbeitungspräzision und großen Maßabweichungen oder unebener Oberfläche ist die Magnetfeldverteilung nach der Kernmontage ungleichmäßig, was die zusätzlichen Verluste erhöht.

Bei einigen Transformatoren mit Sonderstrukturen oder elektrischen Geräten mit extrem hohen Anforderungen an die Effizienz sind die Optimierung der Produktstruktur und die strenge Kontrolle der Verarbeitungsqualität der Siliziumstahlbleche die wichtigsten Maßnahmen zur Reduzierung der zusätzlichen Kernverluste, was in direktem Zusammenhang mit der Leistungsverbesserung und der Energieeffizienz der Geräte steht.

Zusammenfassend

Der Kernverlust setzt sich aus Hystereseverlust, Wirbelstromverlust und zusätzlichem Kernverlust zusammen. Seine Größe wird durch verschiedene Faktoren wie das Material der Siliziumstahlbleche, Verarbeitungsverfahren und die Produktstruktur beeinflusst. Ein tiefes Verständnis des Kernverlusts hilft bei der Konstruktion, Herstellung und im Betrieb elektrischer Geräte, den Kernverlust durch eine sinnvolle Auswahl von Siliziumstahlblechen, Optimierung der Verarbeitungsverfahren und Verbesserung der Produktstruktur effektiv zu reduzieren. Dadurch werden die Gesamtleistung und Betriebseffizienz der Geräte verbessert und Energiesparziele erreicht. Dies entspricht dem Bedarf der modernen Industrie an effizienten und zuverlässigen elektrischen Geräten.

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LuShan, Europäische Sommerzeit.1975ist ein chinesischer professioneller Hersteller, der sich seit 49 Jahren auf Leistungstransformatoren und Reaktoren spezialisiert hat. Führende Produkte sind Einphasentransformator, Dreiphasentransformator IsolierungTransformator, elektrischer Transformator, Verteiltransformator, Abwärts- und Aufwärtstransformator, Niederspannungstransformator, Hochspannungstransformator, Steuertransformator, Ringkerntransformator, R-Kern-Transformator;Gleichstrominduktoren, Wechselstromreaktoren, Filterreaktoren, Netz- und Lastreaktoren, Drosseln, Filterreaktoren und Zwischen- und Hochfrequenzprodukte.

Unsere Kraft Transformatoren und Reaktoren werden in zehn Anwendungsbereichen häufig eingesetzt: Schnellverkehr, Baumaschinen, erneuerbare Energien, intelligente Fertigung, medizinische Geräte, Explosionsschutz in Kohlebergwerken, Erregersysteme, Vakuumsintern (Öfen), zentrale Klimaanlagen.

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