چه چیز باعث ایجاد زیان های هیسترزیس بالا در ترانسفورماتورها در فرکانس های پایین می شود

تاریخچه اینکه چرا در ترانسفورماتورها، ضرر هیسترزیس در فرکانس‌های پایین بیشتر است عمدتاً به دلیل ویژگی‌های خود اثر هیسترزیس است، نه اشباع در فرکانس‌های پایین. در ادامه توضیحات دقیق‌تر آمده است:

مفهوم اساسی ضرر هیسترزیس

ضرر هیسترزیس انرژی از دست رفته در هسته ترانسفورماتور است که به دلیل برگرداندن دامنه‌های مغناطیسی در طول فرآیند مغناطیسی سازی اتفاق می‌افتد. میزان ضرر هیسترزیس به مساحت حلقه هیسترزیس که نمودار مغناطیسی را نشان می‌دهد، بستگی دارد. مساحت بزرگ‌تر حلقه هیسترزیس منجر به ضرر هیسترزیس بیشتر می‌شود.

دلایل بیشتر شدن ضرر هیسترزیس در فرکانس‌های پایین

مساحت حلقه هیسترزیس بزرگ‌تر:

در فرکانس‌های پایین، فرکانس مغناطیسی کمتر است و تغییرات مغناطیسی در هر چرخه آهسته‌تر اتفاق می‌افتد. این بدان معنی است که دامنه‌های مغناطیسی زمان بیشتری برای برگرداندن دارند، که منجر به مساحت بزرگ‌تر حلقه هیسترزیس می‌شود.

مساحت بزرگ‌تر حلقه هیسترزیس مستقیماً منجر به افزایش ضرر هیسترزیس می‌شود.

عمق مغناطیسی بیشتر:

در فرکانس‌های پایین، تغییرات میدان مغناطیسی آهسته‌تر است، که باعث افزایش عمق مغناطیسی می‌شود. این بدان معنی است که بخش بزرگ‌تری از هسته در فرآیند مغناطیسی سازی شرکت می‌کند، تعداد و محدوده برگرداندن دامنه‌ها را افزایش می‌دهد و بنابراین ضرر هیسترزیس را افزایش می‌دهد.

تغییر آهسته‌تر شدت مغناطیسی:

در فرکانس‌های پایین، نرخ تغییر میدان مغناطیسی آهسته‌تر است، که باعث تغییر آهسته‌تر شدت مغناطیسی می‌شود. این باعث مقاومت بیشتر در برگرداندن دامنه‌ها می‌شود، که هر برگرداندن انرژی بیشتری مصرف می‌کند.

تفاوت با اشباع در فرکانس‌های پایین

اشباع در فرکانس‌های پایین: اشباع در فرکانس‌های پایین به تمایل رسیدن چگالی جریان مغناطیسی به سطوح اشباع به راحتی در فرکانس‌های پایین به دلیل تغییرات آهسته‌تر میدان مغناطیسی اشاره دارد. در حالت اشباع، نفوذپذیری هسته کاهش می‌یابد و جریان مغناطیسی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. اما این عمدتاً ضرر جریان‌های دورانی را تحت تاثیر قرار می‌دهد، نه ضرر هیسترزیس.

ضرر هیسترزیس: ضرر هیسترزیس عمدتاً با برگرداندن دامنه‌های مغناطیسی مرتبط است و نه با اینکه آیا چگالی جریان مغناطیسی به اشباع می‌رسد یا خیر. حتی در شرایط غیراشباع، فرکانس پایین می‌تواند باعث افزایش ضرر هیسترزیس شود.

خلاصه عوامل مؤثر

• فرکانس مغناطیسی: در فرکانس‌های پایین، فرکانس مغناطیسی کمتر است، که به دامنه‌های مغناطیسی زمان بیشتری برای برگرداندن می‌دهد و بنابراین مساحت حلقه هیسترزیس را افزایش می‌دهد.

• عمق مغناطیسی: در فرکانس‌های پایین، عمق مغناطیسی افزایش می‌یابد و بخش بیشتری از هسته در فرآیند مغناطیسی سازی شرکت می‌کند.

• تغییر شدت مغناطیسی: در فرکانس‌های پایین، تغییر شدت مغناطیسی آهسته‌تر است، که باعث مقاومت بیشتر در برگرداندن دامنه‌ها و انرژی مصرفی در هر برگرداندن می‌شود.

نتیجه‌گیری

دلیل اصلی افزایش ضرر هیسترزیس در ترانسفورماتورها در فرکانس‌های پایین مساحت بزرگ‌تر حلقه هیسترزیس است که نتیجه زمان بیشتر برای برگرداندن دامنه‌ها، افزایش عمق مغناطیسی و تغییر آهسته‌تر شدت مغناطیسی است. در حالی که اشباع در فرکانس‌های پایین می‌تواند عملکرد ترانسفورماتور را تحت تاثیر قرار دهد، اما عمدتاً ضرر جریان‌های دورانی را تحت تاثیر قرار می‌دهد نه ضرر هیسترزیس.