تصفيح السيليكون الصلب الموجه نحو الحبوب

يعد تصفيح الفولاذ السيليكوني الموجه نحو الحبوب  المادة الأساسية لتصنيع نوى المحولات عالية الأداء، كما أن تكديس صفائح فولاذ السيليكون الرقيقة هذه في القلب هي العملية الأساسية التي تحدد أداء المحولات. يغطي الوصف التالي ثلاثة جوانب: المادة والهيكل والعملية.

المواد الخام للقلب الموجه: فولاذ السيليكون الموجه للحبوب

السبب وراء تسمية قلب المحول 'بالقلب الموجه' يكمن في استخدام فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب، وهي مادة خاصة.

•  اتجاه فريد للحبيبات : يخضع هذا الفولاذ السيليكوني لمعالجة خاصة أثناء الإنتاج، مما يؤدي إلى محاذاة الحبوب الداخلية في اتجاه مغناطيسي ثابت على طول اتجاه التدحرج. ببساطة، في هذا الاتجاه، تُظهر المادة أفضل نفاذية مغناطيسية وأقل خسائر.

• مبدأ التطبيق : لذلك، عند تصميم القلب، يجب أن يمر المسار الرئيسي للتدفق المغناطيسي على طول الاتجاه المتداول لفولاذ السيليكون الموجه للاستفادة الكاملة من مزاياه المتمثلة في الفقد المنخفض والنفاذية العالية. تتبع جميع نوى المحولات عالية الأداء مبدأ التصميم هذا.

هيكل النواة الرقائقية: من الصفائح الفردية إلى الكل المتكامل

بعد قطع فولاذ السيليكون الموجه إلى أشكال محددة، فإن تكديسها قطعة قطعة يشكل الجسم الرئيسي للنواة.

• الأشكال الأساسية : تتضمن الهياكل الأساسية الشائعة شكل '日' (للمحولات أحادية الطور)، وشكل 'E'، وشكل '日'. وتتكون جميعها من  أطراف أساسية  (حيث يتم لف الملفات)  ونير  (التي تربط الأطراف لتشكل الدائرة المغناطيسية).

• التصميم التفصيلي للحد من الخسائر :

1. معالجة المفاصل : لتقليل المقاومة المغناطيسية والخسائر في المفاصل، تكون مفاصل صفائح الفولاذ السيليكونية في الطبقات المجاورة  متداخلة ومتداخلة ، بدلاً من محاذاة في خط مستقيم.

2.  الشكل المقطعي العرضي : لتعظيم مساحة المقطع العرضي الفعال ضمن مساحة محدودة، غالبًا ما يتم تصميم المقطع العرضي للأطراف الأساسية على شكل  متدرج  أو  صليبي  ، ومكدس بصفائح فولاذية من السيليكون ذات عروض مختلفة.

عملية التصفيح: من اليدوي إلى الأوتوماتيكي

تسمى عملية تكديس صفائح الفولاذ السليكونية ذات التوجه الحبيبي في القلب 'التصفيح'.

• التصفيح اليدوي/شبه الأوتوماتيكي : تعتمد العملية التقليدية على العمل اليدوي لوضع صفائح السيليكون الفولاذية طبقة بعد طبقة وفقًا للرسومات، وهي عملية غير فعالة وتتطلب مهارة عالية، وتجعل من الصعب ضمان ثبات الجودة. يمكن لبعض العمليات المحسنة أن تساعد عاملاً واحدًا في إكمال جزء من عمل التراص.

•  خط إنتاج التصفيح الأوتوماتيكي بالكامل : هذه هي الطريقة السائدة في تصنيع المحولات الحديثة واسعة النطاق. تتضمن عمليتها الأساسية عادةً ما يلي:

  1. فصل الألواح وتغذيتها تلقائيًا : تقوم الأجهزة بفصل صفائح فولاذ السيليكون واحدة تلو الأخرى ووضعها بدقة.

  2. الإمساك الآلي وتحديد المواقع مسبقًا : يمسك ذراع آلي بالأوراق ويضعها على طاولة تحديد المواقع مسبقًا، ويضبط موضعها تلقائيًا ويكتشف ما إذا كان نوع الورقة صحيحًا.

  3. التراص الدقيق : يقوم الذراع الآلي بوضع الأوراق بدقة على طاولة التراص وفقًا للتعليمات المبرمجة. خلال هذه العملية، يقوم جهاز قياس الارتفاع تلقائيًا بتعويض الارتفاع لضمان سماكة التراص المتسقة.

  4. التشكيل المتكامل : بعد تكديس جميع الأوراق، يتم نقل القلب للخارج مع طاولة التكديس للعمليات اللاحقة مثل التثبيت والقلب.

باختصار،  اللب الموجه نحو الحبوب  هو النتيجة، ويشير  اللب الرقائقي  إلى العملية. باستخدام مادة خاصة من فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبيبات ومن خلال عمليات التصفيح الدقيقة (من اليدوية إلى الآلية)، يتم إنتاج قلب مصفح عالي الأداء.