Paano Nagbabawas ng Pagkawala sa Core ng Transformer ang Silicon Steel

Sino ang Mga Dahilan Kung Bakit Ginagamit ang Silicon Steel Sheets sa Core ng Transformer – Pagsusunod sa Pagbawas ng Eddy Current Loss

Bakit kailangang bawasan ang ibang uri ng iron loss—eddy current loss?
Kapag ang isang transformer ay nagsisilbing may kasalukuyang umiikot na kuryente sa kanyang mga winding, ito ay nagpapadala ng isang umiikot na magnetic flux. Ang pagbabago ng flux na ito ay nagpapadala ng kuryente sa loob ng core ng bakal. Ang mga induksiyong kuryentong ito ay umiikot sa mga plano na perpendikular sa direksyon ng magnetic flux, na nagpapabuo ng saradong loop—kaya sila ay tinatawag na eddy currents. Ang mga eddy current losses din ay nagdudulot ng init sa core.

Bakit Gawa ang Core ng Transformer ng Silicon Steel Sheets?

Ang silicon steel—na isang alloy ng bakal na may silicon (kilala rin bilang "silicon" o "Si") na may laman ng silicon na nasa pagitan ng 0.8% at 4.8%—ay karaniwang ginagamit para sa core ng transformer. Ang dahilan dito ay ang malakas na magnetic permeability ng silicon steel. Bilang isang napakaproduktibong magnetic material, ito ay maaaring magbuo ng mataas na magnetic flux density kapag pinagana, na nagpapahintulot sa mga transformer na maging mas kompakto.

Alam natin na ang tunay na transformers ay gumagana sa ilalim ng kondisyong alternating current (AC). Ang mga power losses ay nangyayari hindi lamang dahil sa resistance sa mga winding kundi pati na rin sa loob ng core ng bakal dahil sa cyclic magnetization. Ang core-related power loss na ito ay kilala bilang "iron loss", na binubuo ng dalawang bahagi:

• Hysteresis loss

• Eddy current loss

Ang hysteresis loss ay nanggagaling sa magnetic hysteresis phenomenon sa proseso ng magnetization ng core. Ang sukat ng loss na ito ay proporsyunado sa area na inilalapat ng hysteresis loop ng materyal. Ang silicon steel ay may mahigpit na hysteresis loop, na nagreresulta sa mas mababang hysteresis loss at mas mababang pag-init.

Dahil sa mga benepisyo na ito, bakit hindi isang solidong block ng silicon steel ang ginagamit para sa core? Bakit ito ay pinroseso sa halip na maging thin sheets?

Ang sagot dito ay upang bawasan ang pangalawang bahagi ng iron loss—eddy current loss.

Tulad ng nabanggit, ang alternating magnetic flux ay nagpapadala ng eddy currents sa core. Upang bawasan ang mga kuryentong ito, ang mga core ng transformer ay ginagawa mula sa thin silicon steel sheets na may insulasyon sa bawat isa at inilalagay nang magkasunod-sunod. Ang disenyo na ito ay nagpapabilog ng eddy currents sa narrow, elongated paths na may mas maliit na cross-sectional areas, na nagpapataas ng electrical resistance sa kanilang flow paths. Bukod dito, ang pagdaragdag ng silicon sa alloy ay nagpapataas ng electrical resistivity ng materyal mismo, na nagpapababa ng pagbuo ng eddy current.

Karaniwan, ang mga core ng transformer ay gumagamit ng cold-rolled silicon steel sheets na humigit-kumulang 0.35 mm ang lapad. Batay sa kinakailangang dimensyon ng core, ang mga sheet na ito ay hinahati sa mahabang strip at pagkatapos ay inilalagay sa “日” (double-window) o single-window configurations.

Sa teorya, ang mas mababang sheet at mas maikling strips, ang mas mababang eddy current loss—na nagreresulta sa mas mababang pagtaas ng temperatura at mas mababang paggamit ng materyal. Gayunpaman, sa aktwal na paggawa, ang mga designer ay hindi lamang nag-o-optimize batay sa minimization ng eddy currents. Ang paggamit ng labis na mababang o maikling strips ay maaaring makataas ng production time at labor habang pabababa ng effective cross-sectional area ng core. Kaya, kapag ginagawa ang silicon steel cores, ang mga engineer ay kailangang balansehin nang maingat ang teknikal na performance, manufacturing efficiency, at cost upang pumili ng optimal na dimensyon.