ما الذي يسبب خسائر التماثل العالية في المحولات عند الترددات المنخفضة؟

السبب الرئيسي لارتفاع خسارة التأخير في المحولات عند الترددات المنخفضة يعود أساساً إلى خصائص تأثير التأخير نفسه، وليس بسبب التشبع عند الترددات المنخفضة. إليك الشرح المفصل:

مفهوم أساسي لخسارة التأخير

خسارة التأخير هي فقدان الطاقة الذي يحدث في قلب المحول نتيجة انقلاب المجالات المغناطيسية خلال عملية التمغناطيس. تعتمد قيمة خسارة التأخير على مساحة حلقة التأخير، والتي تمثل منحنى التمغناطيس. كلما كانت مساحة حلقة التأخير أكبر، ازدادت خسارة التأخير.

أسباب زيادة خسارة التأخير عند الترددات المنخفضة

مساحة حلقة التأخير الأكبر:

عند الترددات المنخفضة، يكون تردد التمغناطيس أقل، وتتغير المجالات المغناطيسية بشكل أبطأ داخل كل دورة. هذا يعني أن المجالات المغناطيسية لديها وقت أكثر للانقلاب، مما يؤدي إلى مساحة حلقة تأخير أكبر.

مساحة حلقة تأخير أكبر تؤدي مباشرة إلى زيادة خسارة التأخير.

زيادة عمق التمغناطيس:

عند الترددات المنخفضة، تتغير المجالات المغناطيسية بشكل أبطأ، مما يزيد من عمق التمغناطيس. وهذا يعني أن جزءًا أكبر من القلب يشارك في عملية التمغناطيس، مما يزيد عدد ونطاق انقلابات المجالات، وبالتالي يزيد خسارة التأخير.

تباطؤ تغيير الكثافة المغناطيسية:

عند الترددات المنخفضة، يكون معدل تغيير المجال المغناطيسي أبطأ، مما يؤدي إلى تغيير بطيء في الكثافة المغناطيسية. هذا يؤدي إلى مقاومة أكبر لانقلاب المجالات، مما يجعل كل انقلاب يستهلك طاقة أكبر.

التفرقة بين التشبع عند الترددات المنخفضة وخسارة التأخير

التشبع عند الترددات المنخفضة: يشير التشبع عند الترددات المنخفضة إلى القدرة على الوصول بسهولة إلى مستويات التشبع في الكثافة المغناطيسية عند الترددات المنخفضة بسبب التغيير البطيء للمجال المغناطيسي. في حالة التشبع، تنخفض النفاذية للقلب، وتزداد شدة التيار المغناطيسي بشكل حاد. ومع ذلك، يؤثر هذا بشكل أساسي على خسائر الدوامات، وليس على خسارة التأخير.

خسارة التأخير: خسارة التأخير مرتبطة بشكل أساسي بانقلاب المجالات المغناطيسية وليس بوصول الكثافة المغناطيسية إلى التشبع. حتى في ظروف عدم التشبع، يمكن أن يؤدي التردد المنخفض إلى زيادة خسارة التأخير.

ملخص العوامل المؤثرة

• تردد التمغناطيس: عند الترددات المنخفضة، يكون تردد التمغناطيس أقل، مما يوفر المزيد من الوقت للمجالات المغناطيسية للانقلاب، مما يزيد مساحة حلقة التأخير.

• عمق التمغناطيس: عند الترددات المنخفضة، يزداد عمق التمغناطيس، مما يشترك جزء أكبر من القلب في عملية التمغناطيس.

• تغيير الكثافة المغناطيسية: عند الترددات المنخفضة، يكون تغيير الكثافة المغناطيسية أبطأ، مما يزيد من مقاومة انقلاب المجالات والطاقة المستهلكة لكل انقلاب.

الخاتمة

السبب الرئيسي لارتفاع خسارة التأخير في المحولات عند الترددات المنخفضة هو مساحة حلقة التأخير الأكبر، التي تنتج عن زيادة الوقت المتاح لانقلاب المجالات المغناطيسية، وزيادة عمق التمغناطيس، وتغيير الكثافة المغناطيسية البطيء. بينما يمكن أن يؤثر التشبع عند الترددات المنخفضة أيضًا على أداء المحول، إلا أنه يؤثر بشكل أساسي على خسائر الدوامات وليس على خسارة التأخير.