لماذا تستخدم المحولات صفائح الفولاذ السليكونية كنوى؟

الاكثر استعمالانوى المحولاتعموما مصنوعة منصفائح الصلب السيليكون. فولاذ السيليكون هو نوع من الفولاذ يحتوي على السيليكون (يسمى السيليكون أيضًا السيليكون)، ويتراوح محتواه من السيليكون من 0.8 إلى 4.8%. يتم استخدام فولاذ السيليكون كنواة للمحول لأن فولاذ السيليكون نفسه عبارة عن مادة مغناطيسية ذات نفاذية مغناطيسية قوية. في الملف المنشط، يمكن أن ينتج كثافة تحريض مغناطيسي أكبر، وبالتالي تقليل حجم المحول.

نحن نعلم أن المحول الفعلي يعمل دائمًا في حالة التيار المتردد، وفقدان الطاقة ليس فقط في مقاومة الملف، ولكن أيضًا في القلب الحديدي الممغنط بالتيار المتردد. يُطلق على فقدان الطاقة في قلب الحديد عادةً اسم "فقدان الحديد". يحدث فقدان الحديد لسببين، أحدهما هو "فقدان التباطؤ" والآخر هو "فقدان التيار الدوامي".

فقدان التباطؤ هو فقدان الحديد الناجم عن ظاهرة التباطؤ أثناء عملية مغنطة قلب الحديد. يتناسب حجم هذه الخسارة مع المساحة المحاطة بحلقة التباطؤ للمادة. حلقة التباطؤ المصنوعة من فولاذ السيليكون ضيقة، وفقدان التباطؤ في قلب المحول المصنوع من فولاذ السيليكون صغير، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من توليد الحرارة.

بما أن فولاذ السيليكون يتمتع بالمزايا المذكورة أعلاه، فلماذا لا نستخدم قطعة كاملة من فولاذ السيليكون كنواة حديدية ولكن نقوم بمعالجتها إلى صفائح؟

وذلك لأن نواة الرقاقة يمكن أن تقلل من نوع آخر من فقدان الحديد - "فقدان التيار الدوامي". عندما يعمل المحول، يوجد تيار متردد في الملف، والتدفق المغناطيسي الذي يولده هو بالطبع متناوب. ينتج عن هذا التدفق المغناطيسي المتغير تيار مستحث في قلب الحديد. يدور التيار المستحث المتولد في قلب الحديد في مستوى عمودي على اتجاه التدفق المغناطيسي، لذلك يسمى التيار الدوامي. تؤدي خسائر التيار الدوامي أيضًا إلى تسخين القلب. ومن أجل تقليل خسائر التيار الدوامي، يتم تكديس قلب المحول بصفائح فولاذية من السيليكون معزولة عن بعضها البعض، بحيث تمر التيارات الدوامية عبر مقطع عرضي أصغر في دائرة طويلة وضيقة لزيادة المقاومة على المحول. مسارات التيار الدوامي وفي الوقت نفسه، فإن السيليكون الموجود في فولاذ السيليكون يجعل المقاومة المتزايدة للمادة تلعب أيضًا دورًا في تقليل التيارات الدوامية.

بالنسبة للقلب الحديدي للمحول، يتم استخدام صفائح فولاذ السيليكون المدرفلة على البارد بسمك 0.35 مم بشكل عام. يتم تقطيعها إلى قطع طويلة حسب الحجم المطلوب للنواة الحديدية، ثم تتداخل على شكل "نهار" أو شكل "فم". من الناحية المنطقية، من أجل تقليل التيارات الدوامية، كلما كانت صفائح فولاذ السيليكون أرق وكلما كانت الشرائط المقسمة أضيق، كان التأثير أفضل. وهذا لا يقلل فقط من فقدان التيار الدوامي وارتفاع درجة الحرارة، ولكنه يوفر أيضًا المواد اللازمة لألواح الصلب السيليكون. ولكن عند صنع نوى فولاذ السيليكون فعليًا. لا يعتمد الأمر فقط على العوامل المفضلة المذكورة أعلاه، لأن تصنيع قلب الحديد بهذه الطريقة سيزيد بشكل كبير من ساعات العمل ويقلل أيضًا من المقطع العرضي الفعال لقلب الحديد. ولذلك، عند استخدام صفائح الصلب السيليكون لصنع نوى المحولات، يجب أن تبدأ من الوضع المحدد، ووزن الإيجابيات والسلبيات، واختيار الحجم المناسب.