1. 철 심 (Iron Core, 鐵心)
ㅇ 변압기,발전기,전동기 등 전기기기에서, 주로 자속의 통로 역할을 하는 자기회로
2. 철심의 용도 및 특징
ㅇ 주요 용도
- 양 측 권선 사이에 용이한 자속 결합 등을 위한 통로 역할
ㅇ 특징
- (철심 사용 이유) 자속의 통로 역할 및 자속의 강화 등
. 자속의 통로로써, 공기 보다 고 투자율을 갖는 철심을 통하도록 함
.. 즉, 자속은 투자율이 높은 자성체(철심) 쪽으로 집중 분포하려고 함
. 한편, 영구자석으로는 얻을 수 없는 매우 강력한 자기장 형성이 가능
- (균일 단면적) 자속의 통로가 균일하도록, 일정한 단면적을 갖게 함
- (공극 고려) 작은 공기 틈이 있더라도 자속의 폐회로(자기회로) 구성을 도모함
. 이를 공극 이라고 하며, 이곳의 누설 자속 고려가 필수적임
3. 철심을 위한 자기 재료 및 구조 특징
ㅇ 재료적 특징
- 철손(철심 내 에너지 손실)을 줄이도록 하기 위해, ☞ 연 자성재료 참조
. 투자율 및 포화 자속밀도(자기 포화)를 크게하고,
.. 자속 통로 및 자속 강화를 위함
. 잔류 자속밀도(잔류 자기) 및 보자력은 작게, ☞ 자기 히스테리시스 참조
.. 즉응성(동특성)을 좋게 하기 위함
. 저항률은 크게함
ㅇ 구조적 특징 : 박판 적층 (薄板積層, Laminated Sheet)
- 와전류손을 줄이기 위해,
. 단철괴 보다는 박판 적층 철심을 사용
- 적층 철심 : 얇은 강판들을 적층(Laminate)하고 리벳으로 고정함
. 얇은 강판 사이사이가 절연 피막으로 뒤덥혀짐
4. 규소 강판(Silicon Steel Plate) 또는 전기 강판(Electrical Sheet, Electrical Steel)
ㅇ 주강이 주철 보다 자기적 특성이 우수(투자율,저항률이 큼)하여, 크기 및 중량을 적게할 수 있음
- 주로, 직류기,동기기 등에서 자속을 만들어주는/키우는 계철 부분에 사용됨
ㅇ 재료
- 특히, 철손(히스테리시스 손실,와전류 손실)이 적은 규소 강판을 사용 ☞ 연 자성 재료 참조
ㅇ 용도 : 변압기 철심, 전기자 철심, 회전자 철심 등
- 주로, 자속이 양방향으로 흐르는 교번 자속에 많이 쓰임
ㅇ 구분
- (주로, 규소 함유량에 따른 구분)
. B급 (1.2%,소형 회전기용), C급 (1.6%), D급 (3%,대형 회전기용), T급 (4.3%,변압기용) 등
. 규소 함유량이 많아질수록, 철손이 적어지나, 투자율 및 재질 강도는 낮아짐
- (소성 가공 종별에 따른 구분)
. 열간 압연 규소 강판, 냉간 압연 규소 강대, 방향성 규소 강대
- (강판의 두께 구분)
. 0.35, 0.5, 0.7 mm
5. 철심 표면에 작용하는 힘
ㅇ (B : 자속밀도, A : 자극 면적, μ : 투자율)