सिलिकॉन स्टील कैसे ट्रांसफॉर्मर कोर लॉस को कम करता है?

क्यों सिलिकॉन स्टील शीट्स ट्रांसफॉर्मर कोर में इस्तेमाल की जाती हैं – एडी करंट नुकसान कम करना

अन्य प्रकार के आयरन नुकसान - एडी करंट नुकसान को क्यों कम किया जाता है?
जब ट्रांसफॉर्मर काम करता है, तो उसके वाइंडिंग्स में एक्सप्रेसिंग करंट बहता है, जिससे संबद्ध एक्सप्रेसिंग चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न होता है। यह बदलता प्रवाह लोहे के कोर में धाराओं को प्रेरित करता है। ये प्रेरित धाराएँ चुंबकीय प्रवाह की दिशा के लंबवत तलों में घूमती हैं, और बंद लूप बनाती हैं - इसलिए उन्हें एडी करंट कहा जाता है। एडी करंट नुकसान कोर को गर्म करने का कारण भी बनता है।

क्यों ट्रांसफॉर्मर कोर सिलिकॉन स्टील शीट्स से बनाए जाते हैं?

सिलिकॉन स्टील - एक स्टील मिश्रधातु जिसमें सिलिकॉन (या "सिलिकॉन" या "Si") की मात्रा 0.8% से 4.8% के बीच होती है - ट्रांसफॉर्मर कोर के लिए आमतौर पर इस्तेमाल की जाती है। इसका कारण सिलिकॉन स्टील की मजबूत चुंबकीय पारगम्यता है। एक उच्च दक्षता वाली चुंबकीय सामग्री के रूप में, यह ऊर्जा के साथ उच्च चुंबकीय प्रवाह घनत्व उत्पन्न कर सकती है, जिससे ट्रांसफॉर्मर को अधिक संक्षिप्त बनाया जा सकता है।

जैसा कि हम जानते हैं, वास्तविक ट्रांसफॉर्मर एक्सप्रेसिंग करंट (AC) की स्थितियों में काम करते हैं। शक्ति का नुकसान न केवल वाइंडिंग्स के प्रतिरोध के कारण होता है बल्कि लोहे के कोर में चक्रीय चुंबकीकरण के कारण भी होता है। यह कोर-संबंधी शक्ति नुकसान "आयरन नुकसान" के रूप में जाना जाता है, जिसमें दो घटक होते हैं:

• हिस्टेरीसिस नुकसान

• एडी करंट नुकसान

हिस्टेरीसिस नुकसान कोर के चुंबकीकरण प्रक्रिया के दौरान हिस्टेरीसिस घटना से उत्पन्न होता है। इस नुकसान का परिमाण सामग्री के हिस्टेरीसिस लूप द्वारा घेरे गए क्षेत्र के अनुपात में होता है। सिलिकॉन स्टील का हिस्टेरीसिस लूप संकीर्ण होता है, जिससे कम हिस्टेरीसिस नुकसान और न्यूनतम गर्मी होती है।

इन फायदों के बावजूद, क्यों एक ठोस ब्लॉक सिलिकॉन स्टील कोर के लिए इस्तेमाल नहीं किया जाता? क्यों इसके बजाय इसे पतली शीट्स में प्रोसेस किया जाता है?

उत्तर आयरन नुकसान के दूसरे घटक - एडी करंट नुकसान को कम करने के लिए है।

पहले से वर्णित है, एक्सप्रेसिंग चुंबकीय प्रवाह कोर में एडी करंट उत्पन्न करता है। इन धाराओं को कम करने के लिए, ट्रांसफॉर्मर कोर पतली सिलिकॉन स्टील शीट्स से बनाए जाते हैं, जो एक दूसरे से अलग रखे जाते हैं और एक साथ रखे जाते हैं। यह डिजाइन एडी करंट को छोटे, लंबे रास्तों में सीमित करता है, जिनके क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र छोटे होते हैं, जिससे उनके प्रवाह पथों में विद्युत प्रतिरोध बढ़ जाता है। इसके अलावा, मिश्रधातु में सिलिकॉन का जोड़ा जाना सामग्री के विद्युत प्रतिरोध को बढ़ाता है, जिससे एडी करंट का निर्माण और भी कम हो जाता है।

आमतौर पर, ट्रांसफॉर्मर कोर में 0.35 मिमी मोटी कोल्ड-रोल्ड सिलिकॉन स्टील शीट्स का उपयोग किया जाता है। आवश्यक कोर आयामों के आधार पर, इन शीट्स को लंबी पट्टियों में काटा जाता है और फिर "日" (डबल-विंडो) या सिंगल-विंडो कॉन्फ़िगरेशन में रखा जाता है।

सिद्धांत में, जितनी पतली शीट और जितनी संकीर्ण पट्टियाँ, उतना कम एडी करंट नुकसान - जो निम्न ताप वृद्धि और सामग्री के कम उपयोग का कारण बनता है। हालांकि, वास्तविक विनिर्माण में, डिजाइनर एडी करंट को कम करने के आधार पर अकेले ऑप्टीमाइज नहीं करते। बहुत पतली या संकीर्ण पट्टियों का उपयोग विनिर्माण समय और श्रम को बहुत बढ़ा सकता है, जबकि कोर के प्रभावी क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र को कम करता है। इसलिए, सिलिकॉन स्टील कोर बनाते समय, इंजीनियरों को तकनीकी प्रदर्शन, विनिर्माण दक्षता और लागत के बीच ध्यानपूर्वक संतुलन बनाना होता है ताकि वे विशिष्ट आयामों का चयन कर सकें।