Насичення сердечника трансформатора

Трансформатори з тороїдальними сердечниками набагато більш чутливі до насичення матеріалу сердечника, що є прямим результатом їх конструкції, більш наближається до ідеальної. Незалежно від того, чи є трансформатор силовим або низькочастотних, використовуваним в звуковому тракті, сердечники потужних трансформаторів зазвичай виготовляються з кременистої електротехнічної сталі з орієнтованими зернами (GOSS), яка має ту перевагу, що в напрямку, що збігається з площиною зерен, щільність магнітного потоку може мати більш високі значення. Традиційні трансформатори, в яких сердечники набрані зі звичайних Ш-образних пластин, позбавлені цього переваги, так в таких сердечниках завжди існують області, в яких вектор магнітного потоку спрямований перпендикулярно площині зерна. Для тороїдальних сердечників вектор магнітного потоку завжди паралельний площині зерна, тому ці сердечники можуть працювати при таких значеннях щільності потоку, які значно ближче за своєю величиною до насичення. А це, в свою чергу, дозволяє зменшувати розміри трансформатора, так як робота при більш високих значеннях магнітного потоку дозволяє використовувати сердечник меншого розміру. Відповідно, процес насичення тороїдальних сердечників відбувається більш різко, тоді як подібний перехід для звичайних Ш-образних сердечників відбувається більш плавно.

Мал. 6.10 Осцилограми струму і напруги на накопичувальному конденсаторі при струмі навантаження 88 мА. Верхня осциллограмма (Сh. 1): форма струму (амплітудне значення Ipk = 340 мА). Нижня осциллограмма (Сh. 2): напруга пульсацій (подвійне амплітудне значення напруги Vpk-pk = 13 В)

Насичення сердечника трансформатора вкрай небажано, так як при цьому відбувається інтенсивне розсіювання магнітного потоку поза сердечника, що викликає наведення струмів індукції в близько розташованих ланцюгах. Ще гірше те, що насичення виникає періодично (з частотою 100 або 120 Гц), тому викликає сплески перешкод, частоти яких поширюються і на звукових частотах і в радіочастотний діапазон. Більш різкий перехід в режим насичення сприяє появі більшої частки вищих гармонік в. Зрозуміло, не можна забувати і про те, що насичення сердечника призводить до його перегріву, аж до його фізичного руйнування.

Мал. 6.11 Спектральний склад струму пульсацій накопичувального конденсатора