Warum verwenden Leistungstransformatoren Siliziumstahlbleche für den Kern?

Was ist „Siliziumstahl“? Was sind seine Eigenschaften?

Siliziumstahl ist eigentlich ein Siliziumstahl mit einem Siliziumgehalt von 0.8 - 4,8 %. Es zeichnet sich durch eine hohe Permeabilität, niedrige Koerzitivfeldstärke und einen hohen spezifischen Widerstand aus, was zu geringen Hysterese- und Wirbelstromverlusten führt. Es wird hauptsächlich als magnetisches Material in Motoren, Transformatoren, Elektrogeräten und elektrischen Instrumenten verwendet.

Warum „Siliziumstahl“ als Transformatorkern wählen?

Die Verwendung von Siliziumstahl als Transformatorkern basiert in erster Linie auf den Eigenschaften von Siliziumstahl selbst: Es handelt sich um einen magnetischen Werkstoff mit einer sehr hohen Permeabilität. Dadurch entsteht eine höhere magnetische Induktion in der Stromspule, wodurch die Größe des Transformators reduziert werden kann.

Darüber hinaus ist der Hystereseverlust des Transformatorkerns gering, was den Erwärmungsgrad stark reduzieren kann.

Tatsächlich liegt der Leistungsverlust des Transformators nicht nur im Spulenwiderstand, sondern auch im Eisenkern. Normalerweise bezeichnen wir den Leistungsverlust im Eisenkern als „Eisenverlust“. Der Eisenverlust wird aus zwei Gründen verursacht: zum einen durch „Hystereseverlust“ und zum anderen durch „Wirbelstromverlust“.

Unter Hystereseverlust versteht man den Eisenverlust im Magnetisierungsprozess aufgrund des Hysteresephänomens. Der Verlust ist proportional zur Fläche, die von der Hystereseschleife des Materials umschlossen wird. Da die Hystereselinie von Siliziumstahl schmaler ist, ist der Hystereseverlust des als Transformator verwendeten Kerns geringer, was den Grad der Wärmeerzeugung erheblich reduzieren kann.

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