Paano Nagbabawas ng Pagkawala ng Core ng Transformer ang Silicon Steel?

Saan Nagagamit ang Silicon Steel Sheets sa Core ng Transformer – Pagsasabatas ng Pagkawala ng Eddy Current

Bakit kailangang bawasan ang ibang uri ng pagkawala ng bakal—ang pagkawala ng eddy current?
Kapag isang transformer ay gumagana, ang alternating current ay lumilipad sa pamamagitan ng kanyang mga winding, na nagpapakilos ng nagsasalungat na magnetic flux. Ang pagbabago ng flux na ito ay nagpapakilos ng mga kuryente sa loob ng core ng bakal. Ang mga nakapapawi na kuryenteng ito ay lumilipad sa mga plano na nasa tuwid na direksyon ng magnetic flux, na nagsusunod sa sariling loop—kaya tinatawag itong eddy currents. Ang pagkawala ng eddy current ay din nagsisimula ng pag-init ng core.

Bakit Gawa ang Core ng Transformer ng Silicon Steel Sheets?

Ang silicon steel—na isang alloy ng bakal na may siliko (kilala rin bilang "siliko" o "Si") na may laman ng siliko 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 napakataas na epektibong magnetic material, ito ay maaaring makapagtamo ng mataas na magnetic flux density kapag inenerhisa, na nagpapahintulot sa mga transformer na mas maliit pa.

Alam natin na ang totoong mundo transformers ay gumagana sa ilalim ng kondisyon ng alternating current (AC). Ang pagkawala ng lakas ay nangyayari hindi lamang dahil sa resistance sa mga winding kundi pati na rin sa 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 laki ng pagkawala na ito ay proporsyonal sa area na sinasara ng hysteresis loop ng materyales. Ang silicon steel ay may mahigpit na hysteresis loop, na nagreresulta sa mas mababang hysteresis loss at mararaming nabawasan ang pag-init.

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

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

Tulad ng naipaliwanag, ang nagsasalungat na magnetic flux ay nagpapakilos ng eddy currents sa core. Upang mapababa ang mga kuryenteng ito, ang mga core ng transformer ay gawa mula sa mababang silicon steel sheets na may insulasyon sa isa't isa at pinagsama-sama. Ang disenyo na ito ay nagpapatugon ng eddy currents sa maikling, mahaba na ruta na may mas maliit na cross-sectional areas, na nagpapataas ng electrical resistance sa kanilang mga ruta. Bukod dito, ang pagdaragdag ng siliko sa alloy ay nagpapataas ng electrical resistivity ng materyales mismo, na nagpapababa pa 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 sheets na ito ay hinahati sa mahabang strip at pagkatapos ay pinagsasama sa "日" (double-window) o single-window configurations.

Sa teorya, ang mas mababang sheet at mas maikling strips, ang mas maliit ang eddy current loss—na nagreresulta sa mas mababang pagtaas ng temperatura at pagbawas ng paggamit ng materyales. Gayunpaman, sa aktwal na paggawa, ang mga designer ay hindi nag-optimize lamang batay sa pagbawas ng eddy currents. Ang paggamit ng napakamababang o maikling strips ay magdudulot ng malaking pagtaas ng oras ng produksyon at pagsisikap habang nagpapababa ng epektibong cross-sectional area ng core. Kaya, kapag ginagawa ang silicon steel cores, kailangan ng mga engineer na balansehin nang maigi ang teknikal na performance, manufacturing efficiency, at cost upang piliin ang pinakamahusay na dimensyon.