متوازی کئیل کے اثرات ترانس فارمر کی کارکردگی پر اور آواز پر

1. چین میں پاور ترانسفارمر کی صنعتی تکنالوجی کے ترقیاتی رجحانات

پاور ترانسفارمرز کی ترقی دو اہم سمت میں ہو رہی ہے:

پہلے، بہت بڑے بہت زیادہ وولٹیج والے ترانسفارمرز کی طرف ترقی، جس میں وولٹیج کی سطح 220kV، 330kV، اور 500kV سے 750kV اور 1000kV کی طرف بڑھ رہی ہے۔

دوسرا، توانائی کشندگی، ننگا، کم آواز، زیادہ ریزسٹنس، اور دھماکہ روکنے والا قسم کی طرف ترقی۔ ان مصنوعات کا بنیادی طور پر چھوٹے اور درمیانے سائز کے ترانسفارمرز ہوتے ہیں، جیسے شہروں اور دیہی علاقوں کے بجلی کے شبکے کی ترقی کے لئے موجودہ وقت میں سفارش کیے جارہے ہیں S13 اور S15 تقسیم ترانسفارمرز۔

چین کے مستقبل میں ترانسفارمرز کی ترقی کی سمت کو توانائی کشندگی، کم آواز، آگ اور دھماکہ روکنے والا قسم، اور زیادہ قابلِ اعتماد ہونے کی طرف مرکوز ہوگی۔

2. معیاری سلیکون فولاد کے مواد کا پاور ترانسفارمر کی کارکردگی پر اثر

ترانسفارمر کے معیاری سلیکون فولاد میں لوہے کی نقصان کی وجہ سے صنعتی طور پر ترقی یافتہ ملکوں میں استعمال ہونے والی بجلی کی مقدار کل تولید کی تقریباً 4% ہوتی ہے۔ اس لئے، معیاری سلیکون فولاد میں لوہے کی نقصان کو کم کرنے کا موضوع ہمیشہ سے دنیا بھر کے سلیکون فولاد کمپنیوں کے لئے اہم تحقیقی موضوع رہا ہے۔ لوہے کی نقصان کو اڈی کرنے کی نقصان اور ہسٹیریسس کی نقصان میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

معیاری سلیکون فولاد کے مواد کے لحاظ سے، معیاری سلیکون فولاد میں لوہے کی نقصان کو کم کرنے کے اہم طریقے سلیکون کی مقدار میں اضافہ کرنا، شیٹ کی معمولی چوڑائی کو کم کرنا، اور مغناطیسی ڈومین کی نفیس کاری ہیں۔

(1) سلیکون کی مقدار میں اضافہ کرنا

حال ہی میں، صنعتی طور پر تیار کیے گئے سلیکون فولاد میں وزن کے لحاظ سے 3.0% سے زائد سلیکون کی مقدار ہوتی ہے۔ جب یہ مقدار 6.5% تک بڑھا دی جاتی ہے تو سلیکون فولاد کی نقصانات کافی کم ہو جاتے ہیں، جس سے یہ 400Hz سے 10kHz تک کی فریکوئنسی کے لئے بہترین مواد بن جاتا ہے۔

(2) شیٹ کی معمولی چوڑائی کو کم کرنا

حاضر حال میں استعمال ہونے والے معیاری سلیکون فولاد کی معمولی چوڑائی میں کمی ہو رہی ہے۔ 0.35mm کی چوڑائی ختم ہو چکی ہے، اور عام چوڑائیاں 0.3mm، 0.27mm، 0.23mm، اور 0.18mm ہیں، جو معیاری سلیکون فولاد میں اڈی کرنے کی نقصان کو کم کرتی ہیں۔

• 0.20mm معیاری سلیکون فولاد کی ننگی شیٹ 400Hz یا اس سے کم پر استعمال کی جا سکتی ہے، جس کی مغناطیسی فلوکس کثافت 1.5T تک پہنچ سکتی ہے اور نسبتاً کم لوہے کی نقصان ہوتی ہے۔

• 0.15mm معیاری سلیکون فولاد کی ننگی شیٹ، 1kHz فریکوئنسی پر کام کرتے ہوئے 1.0T کی مغناطیسی فلوکس کثافت کے ساتھ، کم سے کم 30W/kg کی لوہے کی نقصان کی قدر رکھتی ہے۔ اس لئے، یہ ننگی شیٹ 1kHz یا اس سے کم پر استعمال کے لائق ہے۔

• 0.10mm اور 0.08mm معیاری سلیکون فولاد کی ننگی شیٹیں 3kHz سے کم کی فریکوئنسی پر استعمال کے لائق ہیں۔ 3kHz فریکوئنسی پر، 0.10mm معیاری سلیکون فولاد کی ننگی شیٹ کا استعمال تقریباً 0.50T کی مغناطیسی فلوکس کثافت کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ اسی حالات میں، 0.08mm کی مشخصہ کمی کے لئے کچھ زیادہ مغناطیسی فلوکس کثافت کی قدر استعمال کی جا سکتی ہے، جیسے 0.50-0.80T۔

• 0.05mm معیاری سلیکون فولاد کی ننگی شیٹ، 5kHz فریکوئنسی پر کام کرتے ہوئے 0.5-0.6T کی مغناطیسی فلوکس کثافت کی قدر رکھ سکتی ہے۔ اس لئے، 0.05mm معیاری سلیکون فولاد کی ننگی شیٹ پر ذکر شدہ پانچ مشخصہ میں سے سب سے وسیع استعمال کی جا سکنے والی ہے اور 5kHz یا اس سے کم پر استعمال کے لائق ہے۔

(3) مغناطیسی ڈومین کی نفیس کاری

گروو کرنے کی تکنالوجی: جاپان کے ناریتا نے معیاری سلیکون فولاد کے ڈومین کی ساخت اور نقصانات پر گروو کرنے کے اثر کے بارے میں بیان کیا ہے، کہا گیا ہے کہ شیٹ کی سمت کے عمودی گروو کرنے سے ڈومین وال کی فاصلے کو کم کرنے اور اڈی کرنے کی نقصان کو کم کرنے میں مدد ملتی ہے۔

لیزر پروسیسنگ کی تکنالوجی تیز گرمی اور تبرید کی خصوصیات کا استعمال کرتی ہے تاکہ معیاری سلیکون فولاد کی سطح کو لائن مارکنگ کے ذریعے ٹریٹ کیا جا سکے، گرم ہونے والے علاقے میں مائیکرو پلاسٹک ڈیفورمیشن اور ہائی ڈینسٹی ڈسلوکیشن کو بڑھا کر اصل ڈومین وال کی لمبائی کو کم کرے، اور ایک ساتھ ریماننگ ٹینشنل سٹریس کو پیدا کرے، مغناطیسی ڈومین کی نفیس کاری اور لوہے کی نقصان کو کم کرنے کا مقصد حاصل کرے۔

لیزر پروسیسنگ کے دو طریقے ہیں: پلسوں اور مستقل لیزر پروسیسنگ۔

3. معیاری سلیکون فولاد کی سطح کا ترانسفارمر کی آواز پر اثر

ترانسفارمر کی آواز کا ایک اہم سبب معیاری سلیکون فولاد کی کور کی میگنیٹوسترکشن ہے۔

میگنیٹوسترکشن کا مطلب ہے میگنیٹائز کے دوران فیرومیگنیٹک مواد کی لمبائی میں تبدیلی ہونا۔ معیاری سلیکون فولاد کی میگنیٹوسترکشن کا بہت زیادہ تعلق اس کے ساتھ ہے کہ کیا سطح کی انسلیشن کوٹنگ موجود ہے یا نہیں۔ کوٹنگ سے سلیکون فولاد کی شیٹ پر تنش پیدا ہوتی ہے جو مواد اور ترانسفارمر کی اسمبلی سے پیدا ہونے والے کمپرسن سٹریس کو ختم کر سکتی ہے، جس سے ترانسفارمر کی آواز کم ہو جاتی ہے۔ بغیر کوٹنگ کی شیٹ کمپرسن سٹریس کے لئے بہت حساس ہوتی ہے۔ جب دباؤ بڑھتا ہے تو میگنیٹوسترکشن کی قدر تیزی سے بڑھتی ہے، جبکہ کوٹنگ والی شیٹ کمپرسن سٹریس کے بڑھنے کے ساتھ میگنیٹوسترکشن کی قدر کم بڑھتی ہے، جس سے کم حساسیت ظاہر ہوتی ہے۔

معیاری سلیکون فولاد کو کم میگنیٹوسترکشن کا ہونا ضروری ہے تاکہ اس کی حساسیت کم ہو اور آواز بھی کم ہو۔ کیونکہ ترانسفارمر کی کور کی اسمبلی کے دوران تنش پیدا ہوتا ہے، اس لئے مواد کی حساسیت کو کم کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ کوٹنگ کی وجہ سے معیاری سلیکون فولاد کی میگنیٹوسترکشن کے دوران حساسیت کم ہو جاتی ہے، اور ترانسفارمر کی آواز بھی کم ہو جاتی ہے۔

اس کے علاوہ، معیاری سلیکون فولاد پر انسلیشن کوٹنگ کا اطلاق عام طور پر مخصوص نقصان کو کم کرنے کا اثر ہوتا ہے، جس سے لوہے کی نقصان 9%-14% کم ہو جاتی ہے۔ انسلیشن کوٹنگ کی کیفیت کم از کم 5g/m² کی ہونی چاہئے۔

4. بالافضلیت معیاری سلیکون فولاد کا پاور ترانسفارمرز کی خالی چارج کی نقصان اور آواز کی سطح پر اثر

ہائی-بی ہائی-پریمیئبلٹی آرینٹڈ سلیکون سٹیل کے فوائد درج ذیل ہیں:

(1) بہتر میگنٹائزیشن خصوصیات

میگنٹائزیشن خصوصیات عام طور پر 800A/m پر میگنیٹک فلکس ڈینسٹی کے ذریعے ان کی کوالٹی کا تعین کیا جاتا ہے۔ ہائی-بی ہائی-پریمیئبلٹی آرینٹڈ سلیکون سٹیل کا ریلیٹیو پریمیئبلٹی 800A/m پر تقریباً 1920 ہوتا ہے، جبکہ CGO سٹیل 1820 ہوتا ہے۔ ہائی-بی ہائی-پریمیئبلٹی آرینٹڈ سلیکون سٹیل کو کور میٹریل کے طور پر استعمال کرتے ہوئے کھالی لوڈ کی نقصان کو کم کرنا توانائی کی بچت کے لیے سب سے موثر طریقہ ہے۔

(2) کم میگنیٹوسٹرکشن

میگنیٹوسٹرکشن AC میگنٹائزیشن کے دوران کور کی لمبائی کی توسیع اور تقسیم کو ظاہر کرتا ہے، جو ترانسفارمر کی آواز کی ایک اہم وجہ ہے۔ ہائی-بی ہائی-پریمیئبلٹی آرینٹڈ سلیکون سٹیل کی کم میگنیٹوسٹرکشن کی وجہ سے ترانسفارمر کی آواز اور ماحولی آلودگی کو بہت کم کیا جاتا ہے۔

5. پاور ترانسفارمر کور پروسیسنگ ٹیکنالوجی کا اثر

تصنیع اور پروسیسنگ کے دوران آرینٹڈ سلیکون سٹیل کو شیر سٹریس اور منسلک دستیابی کے اثرات کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ مکینکل پروسیسنگ اور بیرونی تردید کے عوامل سلیکون سٹیل شیٹس کے سپیسیفک لوسم کو کافی حد تک متاثر کرتے ہیں، کبھی کبھی سپیسیفک لوسم کو 3.08٪-31.6٪ تک بڑھا دیتے ہیں۔

آرینٹڈ سلیکون سٹیل کی لمبائی کی کٹنے سے بننے والی برار: اگر کٹنے کی کوالٹی کم ہو اور بڑی سائز کی غلطی ہو تو کور کو سٹیک کرنے کے دوران شیٹس کے درمیان بڑے رخے ہوں گے، کئی اوورلیپس ہوں گے اور کور کی لیمنیشن مساوی نہیں ہوگی، جس کے نتیجے میں کھالی لوڈ کرنٹ بڑھے گا، کبھی کبھی معیار کو پار کر دے گا۔ برار کو ہٹانے کے بعد سپیسیفک لوسم کم ہو جاتا ہے۔ ٹیسٹس ظاہر کرتے ہیں کہ 30QG120 کو برار سے چھوٹا کرنے کے بعد سپیسیفک لوسم P1.5 2.1٪-2.6٪ (اوسط 2.3٪) کم ہوتا ہے، اور P1.7 1.6٪-3.5٪ (اوسط 2.5٪) کم ہوتا ہے۔

آرینٹڈ سلیکون سٹیل کی کٹنے کی کوالٹی کو بہتر بنانے، برار کم کرنے، صافیت کو بہتر بنانے اور کور کالم پر مناسب کلینچنگ فورس کا اطلاق کرنے کے ذریعے۔ ترانسفارمر صنعت کے صنعت کاروں کے مطابق برار کو 0.02mm کم کرنا کل سٹیک کی لمبائی (کلینچنگ پوائنٹس پر) کو 2-3mm کم کرتا ہے، اور آواز کو 3-4dB کم کرتا ہے۔ اس لیے، برار کو 0.03mm کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہئے۔

آرینٹڈ سلیکون سٹیل کو کٹنے، پنچنگ، اور سٹیک کرنے کا سامنا کرنا پڑتا ہے، جس سے اندر کے سٹریس پیدا ہوتے ہیں، جو گرین کی تبدیلی کا باعث بنتے ہیں، جس کے نتیجے میں میگنٹک پریمیئبلٹی کم ہوتی ہے اور سپیسیفک آئرن لوسم بڑھتی ہے۔ آرینٹڈ سلیکون سٹیل میں کٹنے، پنچنگ، سٹیک کرنے اور دیگر پروسیسنگ آپریشنز کے دوران پیدا ہونے والے سٹریس کو آنے کے ذریعے کم کیا جا سکتا ہے، جس سے کولڈ-رولڈ آرینٹڈ سلیکون سٹیل کا سپیسیفک آئرن لوسم تقریباً 30٪ کم ہو جاتا ہے۔