مقدمة لتصنيفات المحولات الأساسية

1. فئة التردد العالي: نوى الفريت
تستخدم نوى الفريت في المحولات عالية التردد. وهي عبارة عن مواد خزفية ذات بنية بلورية من الإسبنيل، مكونة من أكسيد الحديد ومركبات معدنية ثنائية التكافؤ أخرى (على سبيل المثال، kFe₂O₄، حيث يمثل 'k' معدنًا آخر). وتشمل المعادن شائعة الاستخدام المنغنيز (Mn)، والزنك (Zn)، والنيكل (Ni)، والمغنيسيوم (Mg)، والنحاس (Cu).

تتضمن التركيبات الشائعة سلسلة المنغنيز-الزنك (MnZn)، وسلسلة النيكل-الزنك (NiZn)، وسلسلة المغنيسيوم-الزنك (MgZn). تمتلك هذه المواد نفاذية مغناطيسية عالية وخصائص مقاومة، مما يجعلها مناسبة لترددات التشغيل التي تتراوح من 1 كيلو هرتز إلى أكثر من 200 كيلو هرتز.

2. فئة التردد المنخفض: تصفيح السيليكون الصلب
تستخدم شرائح السيليكون الصلب في المحولات منخفضة التردد. بناءً على عمليات التصنيع، يتم تقسيمها إلى نوعين: أ: ملدن (ألواح سوداء) و ن: غير ملدن (ألواح بيضاء). بناءً على شكلها، يتم تصنيفها إلى نوع EI، ونوع واجهة المستخدم، ونوع C، ونوع مربع (口).

يستخدم فولاذ السيليكون من النوع المربع بشكل شائع في المحولات عالية الطاقة. إنه يوفر عزلًا ممتازًا، وتبديدًا سهلًا للحرارة، ومسارًا مغناطيسيًا قصيرًا. يتم استخدامه بشكل أساسي للمحولات ذات معدلات الطاقة الأكبر من 500-1000 واط وفي التطبيقات عالية الطاقة. تسمى مجموعة من الفولاذ السيليكوني التي يتم تشكيلها من خلال الجمع بين صفحتين من النوع C بالنوع CD. بالنسبة لمحولات الطاقة المصنوعة من شرائح من النوع المضغوط، في ظل ظروف منطقة مقطعية متطابقة، يسمح ارتفاع النافذة الأطول بسعة طاقة أعلى.

مع زيادة طاقة المحول، يمكن تركيب الملفات بشكل منفصل على جانبي القلب. يسمح ذلك بتوزيع إجمالي عدد اللفات عبر اثنين من بكرات اللف، وبالتالي تقليل متوسط ​​طول اللفات لكل بكرة وتقليل فقد النحاس. بالإضافة إلى ذلك، إذا تم لف ملفين متماثلين على بكرات منفصلة، ​​فيمكن تحقيق التماثل المثالي. تُعرف المجموعة المكونة من أربع أوراق من النوع C بالنوع ED. تتميز المحولات المصنوعة من الصفائح من النوع ED بمظهر مسطح وواسع؛ تحت نفس تصنيف الطاقة، تكون المحولات من النوع ED أقصر ولكنها أوسع من المحولات من النوع المضغوط. علاوة على ذلك، نظرًا لأن الملفات مثبتة في وسط الصفائح بمسار مغناطيسي خارجي، يتم تقليل تدفق التسرب، مما يؤدي إلى انخفاض التداخل الكهرومغناطيسي الإجمالي. ومع ذلك، نظرًا لأن جميع الملفات ملفوفة على بكرة واحدة سميكة، فإن متوسط ​​طول الدورة يكون أطول، مما يؤدي إلى فقدان نحاس أعلى.

توفر النوى من النوع C أداءً فائقًا، مما ينتج عنه محولات مدمجة وخفيفة الوزن وعالية الكفاءة. من منظور التجميع، تتطلب التصفيحات من النوع C أجزاء أقل وتوفر تنوعًا قويًا، مما يؤدي إلى كفاءة إنتاج عالية. ومع ذلك، تتضمن الصفائح من النوع C العديد من خطوات المعالجة وإجراءات التصنيع المعقدة التي تتطلب معدات متخصصة، مما يجعل تكاليفها الحالية مرتفعة نسبيًا.

يتمتع فولاذ السيليكون من النوع E، المعروف أيضًا باسم التصفيحات من النوع الصدفي أو المعيار الياباني (日型)، بميزة أساسية تتمثل في احتواء كل من اللفات الأولية والثانوية على بكرة مشتركة واحدة، مما يحقق عامل مساحة نافذة مرتفع (كم: نسبة صافي مساحة المقطع العرضي للسلك النحاسي إلى منطقة النافذة). تشكل الصفائح غلافًا واقيًا حول اللفات، مما يمنع حدوث أضرار ميكانيكية. وفي الوقت نفسه، مساحة السطح الكبيرة تسهل تبديد الحرارة بشكل أفضل، ويكون اختلاف المجال المغناطيسي في حده الأدنى. ومع ذلك، فإنه يعاني من ارتفاع محاثة التسرب من الابتدائي إلى الثانوي وقابلية أكبر للتداخل المغناطيسي الخارجي. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لمتوسط ​​محيط اللفات الأطول، تتطلب المحولات الأساسية من النوع EI المزيد من الأسلاك النحاسية لنفس عدد اللفات ومساحة المقطع العرضي الأساسية.

السماكات الشائعة لشرائح السيليكون الصلب هي 0.35 مم و0.5 مم.

هناك طريقتان رئيسيتان لتجميع شرائح السيليكون الصلب: التشذير والتكديس. يتضمن التشذير تبديل الأطراف المفتوحة للتصفيحات على الجوانب المتقابلة واحدة تلو الأخرى. على الرغم من أن هذه الطريقة تتطلب عمالة كثيفة، إلا أنها تقلل من فجوات الهواء بين الصفائح وتقلل من التردد المغناطيسي، مما يساعد على زيادة التدفق المغناطيسي؛ لذلك، يتم اعتماده على نطاق واسع في محولات الطاقة. عادةً ما يتم استخدام التراص المؤخر في التطبيقات التي تحمل تيارًا مستمرًا. لمنع التشبع الناتج عن التيار المستمر، يجب الحفاظ على فجوة هوائية بين الصفائح. في هذه الطريقة، يتم وضع القطع E وI على جانبين متقابلين، ويمكن تعديل الفجوة بينهما باستخدام حشوات الورق.

3. الفئة الأساسية للملف: ثلاثة أنواع رئيسية

أ. النواة الحلقية : يتم تشكيلها عن طريق تكديس شرائح على شكل O أو عن طريق لف شرائح فولاذية من السيليكون. يعد لف الملفات على هذا النوع من النواة أمرًا صعبًا للغاية.
ب. قضيب الأساسية .
ج. طبلة الأساسية.