แกนหม้อแปลงที่ใช้กันทั่วไปมักทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอน เหล็กซิลิกอนเป็นเหล็กชนิดหนึ่งที่ทำจากซิลิกอน (ซิลิกอนเรียกอีกอย่างว่าซิลิกอน) และมีปริมาณซิลิกอนอยู่ที่ 0.8 ถึง 4.8% แกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าทำจากเหล็กซิลิกอนเนื่องจากเหล็กซิลิกอนเองเป็นวัสดุแม่เหล็กที่มีการซึมผ่านของแม่เหล็กอย่างแรง
เรารู้ว่าหม้อแปลงจริงทำงานในสถานะ AC เสมอ และการสูญเสียพลังงานไม่เพียงแต่ในความต้านทานของขดลวดเท่านั้น แต่ยังอยู่ในแกนเหล็กภายใต้การทำให้เป็นแม่เหล็กของกระแสสลับ การสูญเสียพลังงานในแกนเหล็กมักเรียกว่า "การสูญเสียธาตุเหล็ก" การสูญเสียธาตุเหล็กเกิดจากสองสาเหตุ สาเหตุหนึ่งคือ "การสูญเสียฮิสเทรีซิส" และอีกประการคือ "การสูญเสียกระแสน้ำวน"
การสูญเสียฮิสเทรีซิสคือการสูญเสียธาตุเหล็กที่เกิดจากปรากฏการณ์ฮิสเทรีซิสระหว่างกระบวนการทำให้เป็นแม่เหล็กของแกนเหล็ก ขนาดของการสูญเสียนี้เป็นสัดส่วนกับขนาดของพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยวงฮิสเทรีซิสของวัสดุ วงแหวนฮิสเทรีซิสของเหล็กซิลิกอนนั้นแคบ และการสูญเสียฮิสเทรีซิสของแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้ามีขนาดเล็ก ซึ่งสามารถลดระดับการสร้างความร้อนได้อย่างมาก
เนื่องจากเหล็กซิลิกอนมีข้อดีข้างต้น เหตุใดจึงไม่ใช้เหล็กซิลิกอนทั้งชิ้นเป็นแกนเหล็ก แต่ยังแปรรูปเป็นเกล็ดด้วย เนื่องจากแกนเศษสามารถลดการสูญเสียธาตุเหล็กได้อีกประเภทหนึ่ง นั่นคือ "การสูญเสียกระแสวน"

เมื่อหม้อแปลงทำงาน จะมีกระแสสลับในคอยล์ และฟลักซ์แม่เหล็กที่มันผลิตขึ้นนั้นเป็นกระแสสลับแน่นอน ฟลักซ์แม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงนี้ทำให้เกิดกระแสในแกนเหล็ก กระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในแกนเหล็กจะไหลเวียนอยู่ในระนาบตั้งฉากกับทิศทางของฟลักซ์แม่เหล็ก ดังนั้นจึงเรียกว่ากระแสไหลวน
การสูญเสียกระแสน้ำวนยังทำให้แกนกลางร้อนขึ้น เพื่อลดการสูญเสียของกระแสเอ็ดดี้ แกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนที่หุ้มฉนวนซึ่งกันและกัน เพื่อให้กระแสไหลวนผ่านหน้าตัดเล็กๆ ในวงแคบและยาวเพื่อเพิ่มความต้านทาน บนเส้นทางกระแสน้ำวน ในเวลาเดียวกัน ซิลิกอนในเหล็กซิลิกอนทำให้ความต้านทานของวัสดุเพิ่มขึ้นซึ่งยังทำหน้าที่ลดกระแสน้ำวน

สำหรับแกนเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยทั่วไปจะใช้แผ่นเหล็กซิลิกอนรีดเย็นที่มีความหนา 0.35 มม. ตามขนาดของแกนเหล็กที่ต้องการ มันถูกหั่นเป็นชิ้นยาว แล้วทับซ้อนกันเป็นรูปร่าง "วัน" หรือรูปร่าง "ปาก" ในทางทฤษฎี เพื่อลดกระแสวน ยิ่งความหนาของแผ่นเหล็กซิลิกอนและแผ่นประกบแคบลง ยิ่งมีผลดี ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดการสูญเสียของกระแสน้ำวนและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดวัสดุที่ใช้สำหรับแผ่นเหล็กซิลิกอนอีกด้วย
แต่แท้จริงแล้วเมื่อทำแกนเหล็กแผ่นเหล็กซิลิกอน มันไม่ได้มาจากปัจจัยที่เอื้ออำนวยที่กล่าวข้างต้นเท่านั้น เพราะการผลิตแกนเหล็กจะเพิ่มชั่วโมงการทำงานอย่างมาก และลดหน้าตัดขวางของแกนเหล็กที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้นเมื่อใช้เหล็กแผ่นซิลิกอนทำแกนหม้อแปลง เราต้องเริ่มจากสถานการณ์เฉพาะ ชั่งน้ำหนักข้อดีข้อเสีย และเลือกขนาดที่ดีที่สุด
หม้อแปลงไฟฟ้าสร้างขึ้นตามหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า มีขดลวดสองอัน ขดลวดปฐมภูมิ และขดลวดทุติยภูมิ พันที่ขาแกนปิด เมื่อขดลวดปฐมภูมิเป็นเท็จกับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ มีกระแสสลับในกลุ่ม Rao ดั้งเดิมและมีการสร้างศักย์แม่เหล็กและฟลักซ์แม่เหล็กหลักที่สลับกันจะถูกสร้างขึ้นในแกนเหล็กภายใต้การกระทำของศักย์แม่เหล็ก

เหตุใดจึงสามารถเพิ่มและป้องกันได้? มันต้องอธิบายด้วยกฎของเลนซ์ ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากกระแสเหนี่ยวนำจะขัดขวางการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กแบบวงกลมเสมอ เมื่อฟลักซ์แม่เหล็กเดิมเพิ่มขึ้น ฟลักซ์แม่เหล็กที่เกิดจากกระแสเหนี่ยวนำจะตรงข้ามกับฟลักซ์แม่เหล็กเดิม นั่นคือ ที่สอง ฟลักซ์แม่เหล็กเหนี่ยวนำที่เกิดจากขดลวดจะตรงข้ามกับฟลักซ์แม่เหล็กหลักที่เกิดจากขดลวดปฐมภูมิ ดังนั้น แรงดันไฟฟ้าสลับระดับต่ำปรากฏในขดลวดทุติยภูมิ ดังนั้นแกนเหล็กจึงเป็นส่วนวงจรแม่เหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้า

แผ่นเหล็กซิลิกอน

แผ่นเหล็กซิลิกอนสำหรับใช้ไฟฟ้าเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นแผ่นเหล็กซิลิกอนหรือแผ่นเหล็กซิลิกอน ตามชื่อที่บ่งบอก มันคือเหล็กซิลิกอนไฟฟ้าที่มีปริมาณซิลิกอนสูงถึง 0.8%-4.8% ซึ่งทำจากการรีดร้อนและเย็น โดยทั่วไปความหนาจะต่ำกว่า 1 มม. จึงเรียกว่าแผ่นบาง ในความหมายกว้าง ๆ แผ่นเหล็กซิลิกอนอยู่ในประเภทแผ่นและเป็นสาขาที่เป็นอิสระเนื่องจากมีวัตถุประสงค์พิเศษ แผ่นเหล็กซิลิกอนสำหรับการใช้ไฟฟ้ามีคุณสมบัติทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และเป็นวัสดุแม่เหล็กที่สำคัญและขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมพลังงานไฟฟ้า โทรคมนาคม และเครื่องมือวัด

(1) การจำแนกประเภทแผ่นเหล็กซิลิกอน
ก. แผ่นเหล็กซิลิกอนสามารถแบ่งออกเป็นซิลิกอนต่ำและซิลิกอนสูงตามปริมาณซิลิกอน เวเฟอร์ซิลิกอนต่ำมีซิลิกอนน้อยกว่า 2.8% ซึ่งมีความแข็งแรงทางกลบางอย่าง และใช้เป็นหลักในการผลิตมอเตอร์ หรือที่เรียกกันทั่วไปว่ามอเตอร์เหล็กซิลิคอน สำหรับการผลิตแกนหม้อแปลงหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าแผ่นเหล็กซิลิคอนหม้อแปลงไฟฟ้า การใช้งานจริงไม่มีขอบเขตที่เข้มงวดระหว่างทั้งสอง และแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนสูงมักใช้ในการผลิตมอเตอร์ขนาดใหญ่
ข. ตามเทคโนโลยีการผลิตและการแปรรูป สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การรีดร้อนและการรีดเย็น และการรีดเย็นสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: แบบไม่เน้นและเชิง แผ่นรีดเย็นมีความหนาสม่ำเสมอ พื้นผิวคุณภาพดี และมีสมบัติทางแม่เหล็กสูง ดังนั้นด้วยการพัฒนาอุตสาหกรรม แผ่นรีดร้อนจึงมักจะถูกแทนที่ด้วยแผ่นรีดเย็น "เปลี่ยนความร้อนเป็นความเย็น")
(2) ดัชนีประสิทธิภาพของแผ่นเหล็กซิลิกอน
ก. การสูญเสียธาตุเหล็กต่ำ ตัวบ่งชี้คุณภาพที่สำคัญที่สุด ทุกประเทศในโลกแบ่งเกรดตามมูลค่าการสูญเสียธาตุเหล็ก ยิ่งการสูญเสียธาตุเหล็กต่ำ เกรดยิ่งสูง และคุณภาพยิ่งสูงขึ้น
B ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กสูง ภายใต้สนามแม่เหล็กเดียวกัน สามารถรับแผ่นเหล็กซิลิกอนที่มีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่สูงกว่าได้ และปริมาตรและน้ำหนักของมอเตอร์หรือแกนเหล็กของหม้อแปลงที่ทำโดยมันค่อนข้างเล็ก ซึ่งสามารถประหยัดแผ่นเหล็กซิลิกอน ลวดทองแดง และวัสดุฉนวนได้ .
C ค่าสัมประสิทธิ์การซ้อนสูง พื้นผิวของแผ่นเหล็กซิลิกอนมีความหนาเรียบ แบนและสม่ำเสมอ และค่าสัมประสิทธิ์การซ้อนของแกนเหล็กจะดีขึ้น
ง. เจาะได้ดี สิ่งนี้สำคัญยิ่งกว่าสำหรับการผลิตแกนมอเตอร์ขนาดเล็ก
E. พื้นผิวมีการยึดเกาะที่ดีและสามารถเชื่อมกับฟิล์มฉนวนได้
เอฟ Magnetic aging G. แผ่นเหล็กซิลิกอนจะถูกส่งหลังจากการอบอ่อนและการดอง

(1) แผ่นเหล็กซิลิกอนรีดร้อนสำหรับใช้ไฟฟ้า (GB5212-85) แผ่นเหล็กซิลิกอนรีดร้อนสำหรับใช้ไฟฟ้า ทำจากโลหะผสมเฟอร์โรซิลิคอนชนิดอ่อนที่มีการสูญเสียคาร์บอนต่ำและรีดร้อนเป็นแผ่นที่มีความหนา น้อยกว่า 1 มม. แผ่นเหล็กซิลิกอนรีดร้อนสำหรับใช้ไฟฟ้าเรียกอีกอย่างว่าแผ่นเหล็กซิลิกอนรีดร้อน แผ่นเหล็กซิลิกอนรีดร้อนสามารถแบ่งออกเป็นแผ่นเหล็กซิลิกอนต่ำ (Si≤2.8%) และแผ่นเหล็กซิลิกอนสูง (Si≤4.8%) ตามปริมาณซิลิกอน
(2) เหล็กแผ่นซิลิกอนรีดเย็นด้วยไฟฟ้า (GB2521-88) ทำจากเหล็กซิลิคอนไฟฟ้าที่มีซิลิกอน 0.8% -4.8% และรีดเย็น เหล็กแผ่นซิลิกอนรีดเย็นแบ่งออกเป็นสองประเภท: แถบเหล็กที่ปราศจากเมล็ดพืชและแผ่นเหล็กที่เน้นเมล็ดพืช แถบเหล็กไฟฟ้ารีดเย็นมีลักษณะของพื้นผิวเรียบ ความหนาสม่ำเสมอ ค่าสัมประสิทธิ์การซ้อนสูง ประสิทธิภาพการเจาะที่ดี มีการเหนี่ยวนำแม่เหล็กสูงกว่าและการสูญเสียเหล็กต่ำกว่าเหล็กแผ่นรีดร้อนไฟฟ้า การใช้แถบเย็นแทนแถบร้อนในการผลิตมอเตอร์หรือหม้อแปลงไฟฟ้า สามารถลดน้ำหนักและปริมาตรได้ 0%-25%
หากใช้แถบรีดเย็นประสิทธิภาพจะดีกว่า การใช้แทนแถบรีดร้อนหรือแถบรีดเย็นเกรดต่ำสามารถลดการใช้พลังงานของหม้อแปลงไฟฟ้าได้ 45% -50% และประสิทธิภาพการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้ามีความน่าเชื่อถือมากขึ้น ใช้ในการผลิตมอเตอร์และหม้อแปลงไฟฟ้า โดยทั่วไป แถบรีดเย็นแนวเกรนจะใช้เป็นสถานะของมอเตอร์หรือหม้อแปลงเชื่อม ฯลฯ แถบรีดเย็นแนวเกรนใช้เป็นแกนเหล็กสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง หม้อแปลงพัลส์ แอมพลิฟายเออร์แม่เหล็ก และอื่นๆ ข้อกำหนดและขนาดของแผ่นเหล็ก: ความหนา 0.35, 0.50, 0.65 มม. ความกว้าง 800-1000 มม. และความยาว ≤2.0ม.

(3) แผ่นเหล็กซิลิกอนรีดร้อนสำหรับเครื่องใช้ในครัวเรือน (GBH46002-90) เกรดของแผ่นเหล็กซิลิกอนแผ่นรีดร้อนสำหรับเครื่องใช้ในครัวเรือน แสดงโดย J (บ้าน) D (ไฟฟ้า) R (รีดร้อน) คือ JDR ตัวเลขหลัง JDR คือค่าการสูญเสียเหล็ก*100 และตัวเลขหลังเส้นแนวนอนคือความหนาของแผ่นเหล็ก (มม.)*100 ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพทางแม่เหล็กไฟฟ้าของแผ่นเหล็กซิลิกอนรีดร้อนสำหรับเครื่องใช้ในครัวเรือนอาจลดลงเล็กน้อย และค่าการสูญเสียธาตุเหล็กขั้นต่ำ (P15/50) คือ 5.40W/กก. มักจะจัดส่งโดยไม่ต้องซัก มอเตอร์เฟืองท้ายที่ใช้ในเครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ เช่น พัดลม เครื่องซักผ้า เครื่องดูดฝุ่น เครื่องดูดควัน เป็นต้น