変圧器の全体構造において、鉄心は磁気回路コアの役割を果たし、低磁気抵抗の閉路を形成して一次巻線と二次巻線間の磁束結合を最大化し、効率的なエネルギー変換を実現します。鉄心の品質は、無負荷損失、励磁電流、ノイズレベル、さらには変圧器全体の寿命に直接影響します。-したがって、変圧器の製造や貿易に従事する専門家にとって、鉄心の材料特性、構造形状、製造プロセスを深く理解することは、実用上非常に重要です。
鉄心は通常、透磁率の高い軟磁性材料で作られており、その中でも冷間圧延方向性珪素鋼板が最も広く使用されています。{0}特殊な圧延工程により圧延方向に粒子を選択的に配列することにより、極めて低いヒステリシス損失と磁化方向の高い飽和磁束密度を実現した材料です。鉄心内部の渦電流損を低減するには、珪素鋼板の表面を絶縁層で被覆し、薄板を積層して渦電流を単板範囲内に抑えることで、交流磁界により板間に生じる渦電流損を大幅に低減します。近年、ケイ素鋼板に加えて、アモルファス合金材料が高効率かつ省エネルギーの変圧器に広く使用されるようになってきています。{4}アモルファス合金鉄心は、溶融金属を毎秒数百万度の速度で急速に冷却することによって作られます。その原子配列は、長距離の無秩序と短距離の秩序を備えたガラス状の構造であり、狭いヒステリシス ループと極めて低い保磁力を備えています。-したがって、従来の珪素鋼板と比較して無負荷損失を60%～80%低減できます。{11}}ただし、アモルファス合金は飽和磁束密度が低く、機械的応力に敏感であるため、鉄心の構造設計と製造プロセスに高い要件が課せられます。
トランスコアは構造形態の観点から主に積層コアとコイルコアの2つに分類されます。積層鉄心は珪素鋼板を所定の形状に切断し、1枚ずつ積層して製造されます。通常はコアコラムと鉄ヨークが分離された構造を採用しており、巻線組立や絶縁処理に便利です。接合部の磁気抵抗と励磁電流を低減するために、最新の積層技術では一般にステップオーバーラップまたは斜め接合設計が採用されており、接合部での磁束のスムーズな移行が可能になります。積層鉄心の製造プロセスは成熟しており、さまざまな容量レベルの変圧器、特に大容量の電源変圧器に適しています。一方、コイル状鉄心は、ケイ素鋼の連続したストリップを閉じた円形または長方形の断面に巻くことによって形成され、コーナージョイントを必要としません。-。磁気回路が連続的かつ完全であるため、積層構造に比べて鉄損や騒音が低くなります。コイル状鉄心は主に中小型の配電変圧器、特に三次元三角形コイル状鉄心構造で使用されます。- 3 本の鉄心列は正三角形に配置されており、対称的な磁気回路、三相バランス、より高い機械的強度とより低い無負荷電流を備えています。-。ただし、鉄心を巻くための設備投資は比較的高く、巻線は密閉鉄心に直接巻く必要があるため、製造プロセスの柔軟性に一定の制限があります。
鉄心の製造プロセスは、材料の切断から最終組み立てまでの複数の重要なリンクをカバーします。まず、珪素鋼板の縦方向と横方向の切断加工が行われます。圧延されたケイ素鋼帯は、高精度の切断ラインによって設計寸法に従って特定の形状のピースに切断されます。-方向性ケイ素鋼の場合、せん断方向が圧延方向と一致していることを厳密に保証する必要があります。そうでないと、材料の磁気伝導率が大幅に低下し、損失が増加します。カットされた板材はバリ取り処理を経て積層工程に入ります。最新の鉄心生産ラインでは、スタッキング作業で多くの場合、空気圧反転スタンドスタッキングテーブルと正確な位置決め治具を組み合わせて、ピース間の位置ずれの許容値が非常に小さい範囲内に制御されるようにしています。積み重ねが完了したら、動作中のピース間の振動によって引き起こされるノイズや追加の損失を防ぐために、鉄心を結んで圧縮する必要があります。大容量変圧器の鉄心は、端部に均一なクランプ力を加え、絶縁圧板や通しねじなどの固定構造を設ける必要があります。鉄心が積層され圧縮された後、次の工程に入る前に、接合部がしっかりしているか、反りやショートがないかを確認するために、通常、目視検査と寸法測定を行う必要があります。
鉄心の性能パラメータの中で、無負荷損失と無負荷電流は最も重要な指標です。{0}{1}無負荷損失は主にヒステリシス損失と渦電流損失で構成されます。前者はヒステリシスループ面積と材料の交流周波数に比例し、後者は板厚の二乗、磁束密度の二乗、周波数の二乗に比例します。したがって、渦電流損失を低減するには、より薄い珪素鋼板（従来の 0.35mm の代わりに 0.23mm や 0.27mm など）を使用し、珪素鋼板の電気抵抗率を高めることが効果的です。無負荷電流は鉄心の磁化特性によって決まり、高品質の鉄心の定格電圧での励磁電流は通常、定格電流の 0.5% ～ 2% にすぎません。{11}}鉄心の接合部の形状と組み立て品質は、無負荷電流に大きな影響を与えます。-シート間の磁束の垂直通過により、接合部に局所的な高磁気抵抗領域が生成され、励起要求が増加します。また、鉄心の接地方法も見逃せないディテールです。鉄心の動作中に電界誘導により浮遊電位が発生するため、接地しないと間欠放電が発生する場合があります。ただし、複数の点が接地されている場合、それらの間に短絡ループが形成され、局所的な過熱が発生します。そのため、鉄心の一定箇所を確実に接地し、燃料タンクの外部に導出する接地片を設置するのが一般的である。
世界の電力業界が効率、グリーン、インテリジェンスに移行するにつれて、変圧器コアの技術も常に進化しています。一方で、特に極めて低い無負荷損失が要求される配電変圧器の分野では、アモルファス合金に代表される新しい軟磁性材料が従来の珪素鋼板に取って代わりつつあります。-アモルファス合金鉄心の応用の可能性は広いです。一方、三次元コイル鉄心構造は、優れた磁気回路の対称性と省エネ効果により、中小型の高効率変圧器の主流技術となりつつあります。-同時に、製造プロセスのデジタル化と自動化レベルは向上し続けており、レーザー切断、オンライン厚さ検出、自動積層ロボットなどの高度な機器の適用により、鉄心の製造精度と一貫性が大幅に向上しました。変圧器製造企業にとって、鉄心のコア技術を習得し、その設計とプロセスを継続的に最適化することは、製品の営業損失を削減し、市場競争力を強化するだけでなく、省エネと排出削減に対する世界的な要求に応え、ますます厳しくなるエネルギー効率基準を満たすことにもつながります。輸出貿易では、変圧器コア材料および損失制限に関するさまざまな国または地域の規制要件（米国エネルギー省のエネルギー効率基準や EU の環境設計指令など）を理解し、それらを製品設計の技術的インプットに変換することも、外国貿易担当者が注意を払う必要がある重要な能力です。
