السبب وراء استخدام المحولات لصفائح الفولاذ السليكونية في قلبها.

لتقليل نوع آخر من فقدان الحديد - 'فقدان التيار الدوامي'. عندما يكون المحول قيد التشغيل، يوجد تيار متردد في الملفات، والتدفق المغناطيسي الذي يولده هو بالطبع متناوب أيضًا. هذا التدفق المغناطيسي المتغير يستحث تيارًا في قلب الحديد. يدور التيار المستحث في قلب الحديد في مستوى عمودي على اتجاه التدفق المغناطيسي، ومن هنا جاء اسم التيار الدوامي. يؤدي فقدان تيار إيدي أيضًا إلى تسخين قلب الحديد.

لماذا يتم استخدام صفائح الفولاذ السليكونية في قلوب المحولات؟ مزاياها:

عادة ما تكون قلوب المحولات الشائعة مصنوعة من صفائح الفولاذ السيليكونية. فولاذ السيليكون هو نوع من الفولاذ المخلوط بالسيليكون (ويسمى أيضًا مبيد السيليكات)، بمحتوى من السيليكون يتراوح بين 0.8 إلى 4.8%. يتم استخدام فولاذ السيليكون في نوى المحولات لأنه مادة مغناطيسية عالية النفاذية. في الملف المنشط، يمكن أن ينتج كثافة تحريض مغناطيسي أكبر، مما يسمح بتقليل حجم المحول.

نحن نعلم أن المحولات الفعلية تعمل دائمًا في ظل ظروف التيار المتناوب. لا يحدث فقدان الطاقة في مقاومة الملفات فحسب، بل أيضًا في قلب الحديد تحت مغنطة التيار المتردد. يُطلق على فقدان الطاقة في قلب الحديد عادةً اسم 'فقدان الحديد' والذي يحدث بسبب عاملين: 'فقدان التباطؤ' و'فقدان التيار الدوامي'.

فقدان التباطؤ هو فقدان الحديد الناجم عن ظاهرة التباطؤ أثناء عملية مغنطة قلب الحديد. يتناسب حجم هذه الخسارة بشكل مباشر مع المساحة المحاطة بحلقة التباطؤ للمادة. يحتوي فولاذ السيليكون على حلقة تباطؤ ضيقة، لذا فإن استخدامه في نوى المحولات يؤدي إلى تقليل فقدان التباطؤ، مما يقلل بشكل كبير من توليد الحرارة.

بما أن فولاذ السيليكون يتمتع بالمزايا المذكورة أعلاه، فلماذا لا نستخدم كتلة صلبة من فولاذ السيليكون في القلب، بدلاً من معالجتها إلى صفائح؟

وذلك لأن القلب الرقائقي يمكن أن يقلل نوعًا آخر من فقدان الحديد - 'فقدان التيار الدوامي'. عندما يكون المحول قيد التشغيل، يوجد تيار متردد في الملفات، والتدفق المغناطيسي الذي يولده هو بالطبع متناوب أيضًا. هذا التدفق المغناطيسي المتغير يستحث تيارًا في قلب الحديد. يدور التيار المستحث في قلب الحديد في مستوى عمودي على اتجاه التدفق المغناطيسي، ومن هنا جاء اسم التيار الدوامي. يؤدي فقدان تيار إيدي أيضًا إلى تسخين قلب الحديد. لتقليل خسائر التيار الدوامي، يتكون قلب المحول من صفائح فولاذية من السيليكون مكدسة معزولة عن بعضها البعض. وهذا يجبر التيارات الدوامية على التدفق في مسارات ضيقة وممتدة عبر مقاطع عرضية أصغر، مما يزيد من المقاومة في مسار التيار الدوامي. وفي الوقت نفسه، يزيد السيليكون الموجود في الفولاذ من مقاومة المادة، مما يقلل من التيارات الدوامية.

تصنع قلوب المحولات عادةً من صفائح فولاذية من السيليكون المدلفنة على البارد بسمك 0.35 مم. يتم تقطيع هذه الأوراق إلى شرائح مستطيلة وفقًا للأبعاد الأساسية المطلوبة ثم يتم تكديسها على شكل 'E' أو 'I'. من الناحية النظرية، لتقليل التيارات الدوامية، ستكون صفائح فولاذ السيليكون الرقيقة والشرائط الأضيق أكثر فعالية. وهذا لن يؤدي فقط إلى تقليل خسائر التيار الدوامي وارتفاع درجة الحرارة، بل سيوفر أيضًا مادة السيليكون الفولاذية. ومع ذلك، من الناحية العملية، عند تصنيع نوى الصلب السيليكوني، لا يمكن للمرء أن يأخذ في الاعتبار هذه المزايا فقط، لأن القيام بذلك من شأنه أن يزيد بشكل كبير من وقت التصنيع ويقلل من مساحة المقطع العرضي الفعال للنواة. لذلك، عند تصنيع نوى المحولات من صفائح الفولاذ السيليكونية، يجب مراعاة الظروف المحددة، ويجب الموازنة بين المزايا والعيوب لاختيار الأبعاد المناسبة.