شرح تفصيلي: صفائح الفولاذ السيليكوني للمحولات

يتكون المحول بشكل أساسي من قلب حديدي وموصلات. يُصنع القلب الحديدي بشكل رئيسي من صفائح فولاذ السيليكون الرقائقية. صفائح فولاذ السيليكون هي صفائح فولاذية تحتوي على نسبة سيليكون تتراوح بين 0.8% و4.8%، وتتمتع بنفاذية مغناطيسية قوية. في المحول، يمكن لصفائح فولاذ السيليكون توليد كثافة تحريض مغناطيسي عالية، ويحدد أداؤها حجم المحول.

صفائح فولاذ السيليكون تحدد فقدان الطاقة في المحول.

عند تشغيل المحول، فإنه يولد فقدانًا في الطاقة. هناك نوعان رئيسيان من الفقدان: فقدان النحاس بسبب مقاومة الملفات، وفقدان الحديد في صفائح فولاذ السيليكون، ويُسمى ببساطة “فقدان الحديد”. هناك سببان لفقدان الحديد في صفائح فولاذ السيليكون: “فقدان التخلفية” و”فقدان التيار الدوامي”.

فقدان التخلفية هو فقدان الحديد الناتج أثناء عملية مغنطة القلب بسبب وجود التخلفية المغناطيسية. يتناسب حجم هذا الفقدان طرديًا مع المساحة المحصورة بحلقة التخلفية للمادة. يتميز فولاذ السيليكون بحلقة تخلفية ضيقة، مما يؤدي إلى فقدان تخلفية أقل في قلب المحول، مما يقلل بشكل كبير من توليد الحرارة.

منحنى التخلفية للمحول (الشكل 1)

فقدان التيار الدوامي ناتج عن تيارات مستحثة تتولد في القلب، وتدور في مستوى عمودي على اتجاه التدفق المغناطيسي. وهو أيضًا سبب تسخين القلب. لتقليل هذا الفقدان، تُرقق صفائح فولاذ السيليكون لزيادة المقاومة في مسار التيار الدوامي.

فقدان التيار الدوامي للمحول (الشكل 2)

كيف تولد صفائح فولاذ السيليكون التدفق المغناطيسي وتؤثر على رفع وخفض الجهد

صفائح فولاذ السيليكون تحدد فقدان الطاقة في المحول. كما ذكر أعلاه، فإن حجمها وشكلها عاملان مهمان يؤثران على فقدان الطاقة. نظريًا، كلما كانت صفائح فولاذ السيليكون أرق وشرائط التوصيل أضيق، كان التأثير أفضل. ومع ذلك، يجب أيضًا مراعاة كفاءة ومقطع الترقق الفعال. بشكل عام، تستخدم قلوب المحولات صفائح فولاذ سيليكون مدرفلة على البارد بسمك 0.35 مم على شكل “日” أو “口”.

ترقق قلب المحول (الشكل 3)

تُصنع المحولات بناءً على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. يُلف ملفان، ملف ابتدائي وملف ثانوي، على قلب حديدي مغلق. عندما يُوصل الملف الابتدائي بمصدر طاقة تيار متردد، يمر تيار متردد عبره، مما يخلق قوة دافعة مغناطيسية. تحت تأثير هذه القوة الدافعة المغناطيسية، يتولد تدفق مغناطيسي متردد في القلب الحديدي.

وفقًا لقانون لينز، فإن التدفق المغناطيسي الناتج عن التيار المستحث يعاكس تغير التدفق المغناطيسي الأصلي. مع زيادة التيار المستحث، يكون التدفق المغناطيسي المتولد معاكسًا للتدفق المغناطيسي الأصلي، مما ينتج جهدًا مترددًا أقل في الملف الثانوي. لذلك، فإن القلب الحديدي هو جزء الدائرة المغناطيسية للمحول، وهذا يشرح مبدأ رفع وخفض الجهد.

مؤشرات الأداء لاختيار صفائح فولاذ السيليكون:

أ. فقدان حديد منخفض: أهم مؤشر جودة. تستخدم الدول حول العالم قيم فقدان الحديد لتصنيف الدرجات؛ كلما انخفض فقدان الحديد، ارتفعت الدرجة وزادت الجودة.

ب. شدة تحريض مغناطيسي عالية: صفائح فولاذ السيليكون التي تحقق تحريضًا مغناطيسيًا أعلى تحت نفس المجال المغناطيسي تؤدي إلى قلوب محركات أو محولات أصغر وأخف وزنًا، مما يوفر في صفائح فولاذ السيليكون والأسلاك النحاسية ومواد العزل.

ج. عامل تراص عالي. صفائح فولاذ السيليكون ذات سطح أملس ومسطح وسمك منتظم، مما يحسن معامل التراص لتصنيع القلب.

د. خصائص ختم جيدة. هذا أكثر أهمية لتصنيع قلوب المحركات الصغيرة والمتناهية الصغر.

ه. التصاق جيد وقابلية لحام جيدة للسطح مع الفيلم العازل.

و. تقادم مغناطيسي.
ز. يجب تسليم صفائح فولاذ السيليكون بعد التلدين والتنظيف الحمضي.