Untuk mempercepat proyek Anda, Anda dapat melabeli Tumpukan Laminasi dengan detail seperti toleransi, bahan, permukaan akhir, apakah isolasi teroksidasi diperlukan atau tidak, kuantitasdan banyak lagi.
Inti dari transformator dilaminasi untuk mengurangi jenis pemborosan energi tertentu. Artikel ini akan memandu Anda untuk mengetahui mengapa hal ini dilakukan. Anda akan mempelajari bagaimana ide sederhana ini membuat segala sesuatu mulai dari pengisi daya ponsel hingga jaringan listrik menjadi lebih efisien. Ini bukan hanya untuk para insinyur; ini untuk siapa saja yang ingin tahu tentang cara kerjanya.
Anda memasukkan listrik ke satu sisi dan mendapatkan tegangan yang berbeda di sisi lainnya, tanpa ada bagian yang bergerak. Rahasianya adalah prinsip induksi elektromagnetik. Sebuah transformator memiliki dua set kabel, belitan primer dan belitan sekunder. Keduanya dililitkan pada sebuah inti besi. Ketika arus bolak-balik (ac) mengalir melalui kumparan primer, ini menciptakan medan magnet yang berubah-ubah. Medan magnet ini dipandu melalui inti transformator.
Tugas inti adalah menjadi jalan raya super untuk energi magnetik ini, yang kita sebut fluks magnetik. Fluks bergerak dari kumparan primer ke kumparan sekunder. Saat fluks magnetik yang bergerak ini melewati belitan sekunder, fluks ini menciptakan, atau menginduksi, arus pada kumparan tersebut. Inti besi adalah jembatan yang membuat semua ini terjadi secara efisien. Kita membutuhkan bahan magnetik yang baik untuk jembatan ini. Dan bahan terbaik untuk inti transformator adalah jenis baja khusus. Inti besi biasanya disebut inti transformator. Inti transformator yang baik memastikan sebagian besar fluks magnet dari belitan primer mencapai belitan sekunder.
Sekarang, inilah masalahnya. Inti transformator terbuat dari logam. Karena baja itu sendiri adalah bahan magnetik dan konduktor, fluks magnetik yang berubah tidak hanya menciptakan arus pada kumparan sekunder. Itu juga dalam inti besi menciptakan pusaran kecil arus. Bayangkan sebuah sungai yang mengalir dengan lancar. Jika Anda meletakkan batu besar di tengahnya, Anda akan mendapatkan pusaran air kecil, atau pusaran air, di belakangnya. Arus pusaran juga seperti itu, tetapi dengan listrik di dalam inti besi.
Pusaran air listrik kecil ini adalah masalah besar. Mereka tidak melakukan pekerjaan yang berguna. Mereka hanya berputar-putar di dalam inti, menghasilkan panas. Panas ini adalah energi yang terbuang. Kami menyebutnya sebagai rugi arus pusar. Kerugian ini disebabkan oleh dua hal utama: kekuatan fluks magnetik dan seberapa mudah bahan inti menghantarkan listrik. Medan magnet yang kuat dan inti yang konduktif akan menciptakan arus pusar yang besar. Hal ini menyebabkan kenaikan suhu yang signifikan pada transformator, yang tidak efisien dan bahkan dapat merusak perangkat. Kehilangan daya ini adalah sesuatu yang harus kita lawan.
Jadi, bagaimana cara menghentikan pusaran air yang membuang-buang energi ini? Di sinilah ide brilian dari laminasi muncul. Alih-alih balok logam padat, kami membangun inti dari tumpukan lembaran logam yang sangat tipis. Setiap lembaran dilapisi dengan lapisan isolasi tipis, seperti pernis atau lapisan oksida. Anggap saja seperti setumpuk kartu, bukan balok kayu. Fluks magnetik masih dapat bergerak dengan mudah di sepanjang lembaran, dari kumparan primer ke kumparan sekunder.
Namun, lapisan isolasi bertindak sebagai penghalang. Lapisan ini membuat pusaran air arus pusar sangat sulit terbentuk. Arus pusaran ingin mengalir dalam lingkaran yang lebar, tetapi lapisan isolasi memotong lingkaran itu menjadi banyak jalur kecil yang tidak efektif. Trik cerdas ini mengurangi arus pusaran secara dramatis. Semakin tipis kita membuat setiap laminasi, semakin kecil jalur untuk setiap potensi arus pusar, dan semakin rendah kehilangan arus pusar. Membuat inti besi dengan cara tersebut adalah kunci untuk transformator yang efisien. Inilah cara kami mengurangi arus pusar.
Anda mungkin bertanya, "Bukankah akan lebih murah dan lebih mudah jika hanya menggunakan satu inti besi padat?" Di permukaan, ya. Namun, pemborosan energi akan sangat besar. Inti besi padat akan memungkinkan arus pusar yang sangat besar mengalir melalui seluruh penampangnya. Hal ini akan menyebabkan kehilangan arus pusar yang sangat besar, membuat transformator menjadi sangat panas dan membuang banyak daya. Menggunakan inti padat dengan cara tersebut akan sangat meningkatkan rugi-rugi besi.
Energi yang terbuang, atau kehilangan besi ini disebabkan oleh arus ini. Inti yang padat akan menjadi bencana bagi efisiensi. Sebagian besar energi listrik yang masuk akan diubah menjadi panas dan bukannya ditransfer ke belitan sekunder. Ukuran inti besi harus jauh lebih besar untuk menangani panas, meningkatkan biaya dan berat. Inti dari sebuah transformator adalah untuk mentransfer daya secara efisien. Inti besi padat melakukan hal yang sebaliknya. Dengan menggunakan laminasi, kami mengurangi aliran arus pusar tanpa merusak jalur magnetik.
Lembaran tipis yang kami gunakan untuk laminasi bukan sembarang baja. Mereka terbuat dari paduan khusus yang disebut baja silikon. Kadang-kadang disebut juga baja listrik. Baja silikon adalah sejenis paduan yang dibuat dengan menambahkan sedikit silikon ke baja karbon rendah. Penambahan silikon sangat penting. Jadi, mengapa baja silikon menjadi pemain utama di sini? Karena ia memiliki dua sifat magnetik luar biasa yang membuatnya sempurna untuk inti transformator.
Pertama, bahan yang digunakan membutuhkan permeabilitas magnetik yang tinggi. Kedua, perlu resistivitas listrik yang tinggi. Resistivitas adalah ukuran seberapa besar suatu bahan menahan aliran arus listrik. Baja biasa adalah konduktor yang layak. Tetapi ketika Anda membuat baja silikon, kandungan silikon meningkatkan resistivitas material. Resistivitas yang lebih tinggi berarti lebih sulit bagi arus pusar untuk mengalir, yang selanjutnya mengurangi kehilangan arus pusar. Inilah sebabnya mengapa baja digunakan dalam bentuk ini. Baja silikon adalah bahan inti yang sempurna. Ini adalah bahan magnetik terbaik untuk pekerjaan ini. Kami menyukai baja silikon karena kemampuannya yang luar biasa. Trafo yang terbuat dari baja silikon jauh lebih efisien. Menggunakan baja silikon adalah standar industri. Baja silikon khusus ini adalah pengubah permainan.
Kami telah berbicara tentang bagaimana baja silikon membantu mengurangi arus yang tidak diinginkan. Tetapi, tugas utamanya adalah menjadi jalur yang sangat baik untuk fluks magnetik. Sifat ajaib di sini disebut permeabilitas magnetik yang tinggi. Permeabilitas adalah ukuran seberapa mudah medan magnet dapat diatur dalam suatu bahan. Anggap saja sebagai keset penyambutan magnetik. Baja silikon memiliki permeabilitas magnetik yang sangat tinggi. Ini berarti baja ini dengan penuh semangat menerima dan memandu fluks magnetik dari belitan primer ke belitan sekunder dengan sangat sedikit "kebocoran".
Properti ini memastikan bahwa hampir semua energi magnetik yang diciptakan oleh kumparan primer dihantarkan ke kumparan sekunder. Hal ini menghasilkan intensitas induksi magnetik yang besar. Inilah yang membuat transformator sangat efisien dalam mentransfer daya. Kualitas magnetik yang tinggi dari baja silikon berarti kita dapat membuat trafo yang lebih kecil, lebih ringan, dan lebih kuat. Kandungan silikon yang tinggi dalam baja silikon membantu menciptakan kondisi magnetik yang fantastis ini. Sifat magnetik yang tinggi dari baja silikon adalah apa yang kita butuhkan. Sifat magnetik yang kuat ini sangat penting. Medan magnet dikelola dengan sempurna oleh baja silikon. Permeabilitas magnetik ini adalah metrik kinerja utama. Kami membutuhkan kinerja magnetik yang tinggi. Garis medan magnet terkonsentrasi di dalam baja silikon.
Ketika sebuah transformator selalu bekerja dengan suplai ac, sejumlah energi selalu hilang di intinya. Kami menyebut kehilangan total ini sebagai kehilangan inti, atau terkadang kehilangan besi. Kehilangan inti besi ini merupakan sumber utama inefisiensi pada transformator daya. Kami ingin menjadikan kehilangan inti yang rendah sebagai prioritas. Kehilangan daya pada besi ini terbuang sebagai panas.
Kehilangan inti disebabkan oleh dua alasan. Yang pertama adalah kehilangan arus pusar yang telah kita bicarakan. Yang kedua disebut kehilangan histeresis. Bersama-sama, mereka dikenal sebagai histeresis dan kerugian arus pusar. Mengurangi keduanya adalah kunci untuk meningkatkan kinerja transformator. Pengembangan bahan inti yang lebih baik, seperti baja silikon canggih, adalah tentang menciptakan bahan magnetik dengan kehilangan inti serendah mungkin. Setiap watt energi yang dihemat di sini adalah watt yang dapat digunakan untuk menyalakan rumah dan perangkat kita.
Yang satu ini terdengar rumit, tetapi idenya sederhana. Bahan magnetik seperti baja silikon terdiri dari daerah kecil yang disebut domain magnetik. Anda dapat menganggapnya sebagai magnet kecil. Ketika tidak ada medan magnet, mereka semua mengarah ke arah yang acak. Ketika kumparan berenergi menciptakan medan magnet, domain-domain ini akan berbaris. Proses ini disebut magnetisasi.
Karena transformator bekerja pada ac, arus secara konstan beralih bolak-balik, 50 atau 60 kali dalam satu detik. Ini berarti medan magnet juga berbalik dengan cepat. Setiap kali berbalik, semua domain magnetik kecil itu harus membalik untuk menyelaraskan diri dengan arah yang baru. Dibutuhkan sedikit energi untuk membuat mereka membalik. Energi ini hilang sebagai panas. Kehilangan ini disebut kehilangan histeresis. Baja silikon istimewa karena memiliki koersivitas rendah, yang berarti domain magnetiknya bisa bolak-balik dengan sangat mudah, tanpa banyak energi. Efek histeresis ini diminimalkan. Setelah termagnetisasi, mereka harus didemagnetisasi dan dimagnetisasi ulang pada arah yang berlawanan, dan siklus ini menyebabkan hilangnya histeresis.
Proses pembuatan intinya cukup canggih. Baja silikon dimulai sebagai gulungan logam yang besar. Ada dua jenis utama: baja silikon canai panas dan baja silikon canai dingin. Lembaran baja silikon canai dingin terutama digunakan saat ini karena memiliki sifat magnetik yang lebih baik. Baja silikon canai panas ini diproses lebih lanjut. Baja tersebut kemudian diolah untuk menciptakan struktur kristal yang ideal. Ini sering melibatkan proses yang disebut anil, di mana logam dipanaskan dan didinginkan secara perlahan. Untuk menganil baja membuatnya lebih baik.
Kemudian, lembaran baja silikon dilapisi dengan lapisan isolasi yang sangat tipis. Hal ini sangat penting untuk menghentikan arus pusar. Terakhir, lembaran baja silikon yang telah dilapisi dipotong menjadi potongan-potongan panjang, biasanya di bentuk "E" dan "I". Potongan-potongan ini kemudian ditumpuk bersama, satu per satu, untuk membentuk inti besi transformator. Lembaran baja silikon harus ditangani dengan hati-hati. Cara kita menumpuk lembaran baja silikon ini penting. Semakin sempit bagian yang disambung, semakin baik efeknya. Lembaran baja silikon terakhir mungkin hanya setebal 0,35 mm. Kami menggunakan lembaran baja silikon untuk alasan ini. Jenis baja silikon khusus ini umumnya digunakan. Baja silikon ini sangat cocok untuk menjadi lembaran baja silikon. Bahan silikon canai panas sudah jarang digunakan sekarang.
Jadi, apa yang kita dapatkan dari semua pekerjaan ini? Kami mendapatkan transformator yang sangat efisien. Dengan menggunakan inti laminasi yang terbuat dari baja silikon, kami menyerang kedua sumber utama kehilangan energi. Laminasi menghentikan arus pusar, dan sifat khusus baja silikon mengurangi kehilangan histeresis. Hal ini menyebabkan kehilangan inti secara keseluruhan lebih rendah. Desain ini juga memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah, yang berarti tidak terlalu banyak memuai dan menyusut saat suhunya berubah.
Semua faktor menguntungkan yang disebutkan di atas digabungkan untuk membuat transformator modern menjadi sangat efisien, sering kali lebih dari 98% atau 99%. Ini berarti lebih sedikit listrik yang terbuang, suhu operasi yang lebih rendah, dan perangkat yang lebih kecil dan lebih bertenaga. Ukuran trafo dapat diperkecil. Dari trafo raksasa di gardu listrik hingga trafo kecil di gadget Anda, penggunaan inti baja silikon laminasi adalah prinsip dasar yang memungkinkan dunia kelistrikan kita. Hal ini menyebabkan penurunan energi yang terbuang dan peningkatan kinerja. Kami mengurangi kerugian efektif. Pengembangan material baru terus berlanjut, tetapi prinsip-prinsip intinya tetap sama. Penggunaan baja silikon tersebar luas di industri listrik.
Untuk mempercepat proyek Anda, Anda dapat melabeli Tumpukan Laminasi dengan detail seperti toleransi, bahan, permukaan akhir, apakah isolasi teroksidasi diperlukan atau tidak, kuantitasdan banyak lagi.
Indonesian 
English 
German 
Spanish 
French 
Italian 
Japanese 
Korean 
Dutch