مقدمة لمواد النوى المحولات

مقدمة للمواد الأساسية للمحولات

يتكون قلب المحول من صفائح فولاذية من السيليكون. ولتقليل فقدان الطاقة (توليد الحرارة) داخل القلب، تم بناؤه عن طريق تكديس صفائح فولاذية من السيليكون بسمك يتراوح من 0.23 إلى 0.5 ملم. تحتوي صفائح الفولاذ السيليكونية المستخدمة في المحولات على نسبة عالية جدًا من السيليكون. كلا الجانبين من كل ورقة مطليان بالورنيش العازل، الذي يعزل الألواح المكدسة عن بعضها البعض. يبلغ سمك هذا الورنيش العازل بضعة ميكرومترات فقط (μm).

تُستخدم الآن صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد على نطاق واسع في محولات الطاقة. بالمقارنة مع صفائح الفولاذ المدرفلة على الساخن المستخدمة في الماضي، فهي تقلل بشكل كبير من وزن وأبعاد المحول لنفس القدرة (التصنيف). وذلك لأن صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد تظهر نفاذية مغناطيسية عالية جدًا عند ممغنطتها على طول اتجاه التدحرج.

تنتمي صفائح الفولاذ السيليكونية إلى فئة المواد المغناطيسية الناعمة. تمتلك المواد المغناطيسية تباين الخواص وخصائص مميزة مختلفة. وهذا يعني أن لديهم اتجاهًا واحدًا أو أكثر بخصائص مغناطيسية فائقة. عند ممغنطتها إلى حد التشبع في هذه الاتجاهات، تكون الطاقة المطلوبة في حدها الأدنى؛ ولذلك تسمى هذه الاتجاهات ''المحاور السهلة للمغنطة'.' والطاقة اللازمة لتشبع المادة في اتجاهات أخرى تفوق طاقة المحاور السهلة. وبالتالي، عند استخدام مواد مغناطيسية مختلفة، من الضروري الانتباه إلى اتجاهها المغناطيسي المحدد. تُظهر المواد المغناطيسية المختلفة مزايا مميزة في أدائها المغناطيسي.

تعتبر صفائح السيليكون الفولاذية إحدى المواد الأساسية لتصنيع المحولات، ويؤثر أدائها بشكل مباشر على الأداء العام للمحول وأبعاده الهندسية. يجب أن يتم تحديد خصائص صفائح فولاذ السيليكون بوضوح أولاً، يليها تحديد قطر الطرف الأساسي، ومنطقة المقطع العرضي، ومنطقة المقطع العرضي للنير. يتم تحديد المواصفات النهائية للنواة بعد الانتهاء من حسابات اللف.

تشمل صفائح الفولاذ السليكونية المستخدمة في النوى الأنواع المدرفلة على الساخن (مثل DR315-50، DR290-50) والأنواع المدرفلة على البارد. الأول لديه أداء ضعيف وخسارة محددة أعلى (خسارة لكل وحدة)، في حين أن الأخير يقدم أداء أفضل وخسارة محددة أقل، مما يجعله الخيار المفضل للمحولات منخفضة الخسارة. تستخدم المحولات الحديثة منخفضة الخسارة صفائح فولاذية من السيليكون المدرفلة على البارد عالية الجودة وموجهة نحو الحبوب.