Laminerte kjerner i silisiumstål for strømtransformatorer: spesifikasjoner og utvalg
Sep 16, 2025
Legg igjen en beskjed
Hvorfor silisiumstålstrimler for strømtransformatorkjerner
Silisiumstål kombinerer en høy metningsflukstetthet på omtrent 2,0 T (20 000 gauss) med gode magnetoelektriske egenskaper, lave materialkostnader og egnethet for masseproduksjon. Disse egenskapene gjør det til det mest brukte kjernematerialet for strømtransformatorer, distribusjonstransformatorer og reaktorer i kraftelektronikkindustrien. Materialet er relativt ufølsomt for mekanisk påkjenning sammenlignet med mer sprø magnetiske legeringer, noe som forenkler kjernedannelse og håndtering.
Materialvalg etter søknad
Riktig karakter avhenger av komponentens plikt:
Små motorer, reaktorer og releer: rent jern eller lav-silisiumstålplate.
Store motorer: høy-silisium varmvalset-plate eller ikke--orientert kaldvalset-ark.
Transformatorer og strømtransformatorer: korn-orientert kald-silisiumstålplate, som gir det laveste kjernetapet og høyest permeabilitet langs rulleretningen.
Strimmeltykkelse og driftsfrekvens
Strimmeltykkelse velges i henhold til frekvens fordi virvelstrømstapet øker med kvadratet av frekvens og strimmeltykkelse. For linje-frekvensdrift ved 50/60 Hz er en stripetykkelse på 0,2 til 0,35 mm vanlig. Ved 400 Hz foretrekkes en tykkelse på ca. 0,1 mm. Tynnere strimler reduserer virvelstrømstap, men øker material- og prosesskostnadene.
Volt-Ampere-karakteristikk og nøyaktighet
For en strømtransformatorkjerne indikerer volt-amperekarakteristikken ved en definert eksitasjonsstrøm hvor mye spenning kjernen kan støtte før metning. I tabellen nedenfor er verdien målt ved 1 A eksitasjonsstrømutgang. En høyere volt-ampereverdi ved en gitt kjernestørrelse betyr at kjernen kan opprettholde linearitet til en høyere sekundær belastning, noe som støtter nøyaktighetsklassene definert i IEC 61869-2.
Kjernespesifikasjonstabell
Tabell 1 viser standardstørrelser med effektivt tverrsnittsareal, vekt, volt-amperekarakteristikk og magnetisk kretslengde.
| Størrelse d*D*B (mm) | Tverrsnitt (mm2) | Vekt (g) | Volt-ampere (mV) ved 1 A | Magnetisk bane (mm) |
|---|---|---|---|---|
| 184*226*60 | 1260 | 7096 | 7.6 | 643.7 |
| 52.5*90.5*64 | 1216 | 2388 | 27.2 | 224.5 |
| 57*89*58 | 928 | 1861 | 17.3 | 229.2 |
| 55*81*68 | 884 | 1651 | 29.3 | 213.5 |
| 59*89*53 | 795 | 1616 | 19.8 | 232.4 |
| 55*87*40 | 640 | 1248 | 19.8 | 222.9 |
| 60*88*40 | 560 | 1139 | 13.8 | 232.4 |
| 41*72*25 | 387.5 | 602 | 14.1 | 177.4 |
| 62*82*30 | 300 | 593 | 8.8 | 226.1 |
| 24*35*10 | 55 | 45 | 3.1 | 92.6 |
Egendefinerte størrelser produseres ved å justere strimmelbredden, byggehøyden og viklingsspenningen for å møte forholdet og belastningskravene til instrumenttransformatorspesifikasjonen. HS-koden for slike laminerte kjerner er 8504909090.
Rustforebygging ved passivering
Silisiumstålkjerner er beskyttet av en kjemisk passiveringsbehandling basert på en redoksreaksjon. Et sterkt reduksjonsmiddel reduserer metallioner i løsning og legger en tett metallfilm på overflaten av kjernen. Den faste beskyttelsesfilmen fester seg godt, kan ikke fortynnes, reagerer ikke lett med urenheter i luften og gir lang levetid i fuktige omgivelser.
Ofte stilte spørsmål
Hvorfor brukes kornorientert-silisiumstål til strømtransformatorkjerner?
Korn-orientert kald-valset stål har lavere kjernetap og høyere permeabilitet langs rulleretningen, noe som gir den lave magnetiseringsstrømmen og høye lineariteten som kreves for nøyaktig strømtransformasjon.
Hvilken stripetykkelse bør brukes ved 400 Hz?
Ved 400 Hz velges typisk en stripetykkelse på ca. 0,1 mm for å begrense virvelstrømstap, mens 0,2-0,35 mm er vanlig for 50/60 Hz-drift.
Hva forteller volt-ampere-karakteristikken designeren?
Den viser den maksimale sekundære spenningen kjernen kan utvikle ved en gitt eksitasjonsstrøm før metning, som bestemmer nøyaktighetsgrensefaktoren og tillatt belastning for strømtransformatoren.
Hva er metningsflukstettheten til silisiumstål?
Silisiumstål metter ved omtrent 2,0 T (20 000 gauss), som er høyere enn ferritt, amorfe eller nanokrystallinske materialer og er hovedårsaken til at det fortsatt er standarden for strømtransformatorkjerner.
Hvordan forhindres rust på laminerte silisiumstålkjerner?
En passiveringsbehandling legger en tett metallfilm på kjerneoverflaten, forsegler den mot fuktighet og luft samtidig som belegget holdes tynt nok til ikke å påvirke den magnetiske kretsen.
Kan én kjernestørrelse dekke forskjellige strømtransformatorforhold?
Ja. Forholdet er satt av antall sekundære omdreininger, så en gitt kjernestørrelse kan tjene flere forhold så lenge volt-amperekarakteristikk og magnetisk banelengde oppfyller kravene til nøyaktighet og belastning.