جوهر المحول: المواد والهيكل والخسائر والأداء

القلب المحولهو أحد الأجزاء الرئيسية لأي محول. قد تبدو وكأنها كومة بسيطة من الفولاذ، ولكن هناك الكثير مما يحدث داخلها.

يوفر القلب المسار المغناطيسي بين اللفات الأولية والثانوية. عندما يتم تنشيط المحول، ينتقل التدفق المغناطيسي عبر هذا المسار ويسمح بنقل الطاقة الكهربائية من ملف إلى آخر.

ما يهم هنا ليس فقط نوع الفولاذ المستخدم. هندسة القلب، وسمك التصفيح، وتصميم المفاصل، وجودة القطع، وقوة التثبيت، والعزل، والتأريض، وحتى طريقة التعامل مع القلب أثناء التصنيع يمكن أن تؤثر على المحول النهائي.

هذه التفاصيل لها علاقة مباشرة معالمحول لا-فقد الحمل، ولا-تيار الحمل، وتيار التدفق، والاهتزاز، وضوضاء المحول، والكفاءة، وعمر الخدمة.

لياوي محوللذلك يتم التعامل مع التصميم الأساسي للمحولات كجزء مهم من التصميم الشامل للمحولات بدلاً من اعتباره شيئًا يمكن اعتباره منفصلاً.

نظرة عامة على المحولات الأساسية

الغرض الرئيسي من قلب المحول هو توفير مسار ذو ممانعة منخفضة-للتدفق المغناطيسي.

عندما يتم تطبيق جهد التيار المتردد على الملف الأولي، يتم إنشاء مجال مغناطيسي متناوب في القلب. يقوم التدفق المغناطيسي بعد ذلك بربط الملف الثانوي ويولد جهدًا فيه.

هذا يبدو بسيطا بما فيه الكفاية. ويتمثل التحدي في جعل هذا المسار المغناطيسي فعالا.

يحتاج قلب المحول الجيد إلى إبقاء الفقد المغناطيسي منخفضًا مع توفير قوة ميكانيكية كافية والحفاظ على الأبعاد المطلوبة. إن جعل النواة أكبر ليس هو الحل دائمًا. قد يقلل القلب الأكبر من كثافة التدفق المغناطيسي، ولكنه يعني أيضًا المزيد من الفولاذ، ووزن أكبر، وأبعاد أكبر، وارتفاع تكاليف التصنيع.

لذا، فإن التصميم الأساسي للمحولات هو في الحقيقة عملية توازن بينالأداء المغناطيسي والكفاءة والقوة الميكانيكية والتبريد والحجم والتكلفة.

المواد الأساسية للمحولات

المواد الأساسية لها تأثير كبير على كفاءة المحولات. إنه يؤثرلا يوجد-فقد حمل، ولا يوجد-تيار حمل، وكثافة التدفق المغناطيسي، وضوضاء المحولات.

تتطلب تطبيقات المحولات المختلفة مواد مغناطيسية مختلفة.

-صفائح فولاذية مغناطيسية مدرفلة على الساخن

تم استخدام-الفولاذ المغناطيسي المدرفل على الساخن على نطاق واسع في تصميمات المحولات السابقة. يتم إنتاجه من خلال عملية دحرجة ذات درجة حرارة عالية-ويحتوي بشكل عام على خسائر مغناطيسية أعلى من الفولاذ الكهربائي المستخدم في المحولات الحديثة ذات الكفاءة العالية-.

ولهذا السبب، أصبح الفولاذ المغناطيسي المدرفل على الساخن- الآن أقل شيوعًا في قلوب محولات الطاقة والتوزيع الحديثة.

لا يزال من الممكن العثور عليه في المحولات القديمة وبعض التطبيقات التي تختلف فيها متطلبات الأداء. ولكن بالنسبة للمحولات الحديثة ذات الفقد المنخفض-فعادةً ما يُفضل استخدام مواد أخرى.

-حبوب ملفوفة على البارد-صفائح فولاذية مغناطيسية موجهة

صفائح فولاذية مغناطيسية مدلفنة على البارد-حبيبات-موجهة، المعروف باسم فولاذ CRGO، يستخدم على نطاق واسع في قلوب المحولات الحديثة.

يتم توجيه الحبوب الموجودة في الفولاذ بشكل أساسي على طول اتجاه التدحرج. وهذا يعطي المادة خصائص مغناطيسية ممتازة في هذا الاتجاه. عندما يتم قطع المادة وتكديسها وتجميعها بشكل صحيح، يمكن أن توفر فقدًا منخفضًا للقلب وتيار مغنطة منخفض نسبيًا.

بعض خصائصه الهامة مبينة أدناه.

هناك نقطة مهمة هنا:إن فولاذ CRGO الجيد لا يعني تلقائيًا أن نواة المحولات ذات خسارة منخفضة.

عملية التصنيع مهمة بنفس القدر. يمكن أن يؤثر القطع، والتحكم في الأزيز، والتكديس، وبناء المفاصل الأساسية، والضغط الميكانيكي، وضغط التثبيت، وجودة العزل على اللب النهائي.

بمعنى آخر، تمنح المادة الشركة المصنعة نقطة انطلاق جيدة، لكن عملية التصنيع تحدد مقدار تلك الإمكانات التي تم تحقيقها فعليًا.

مواد سبائك غير متبلورة

سبيكة غير متبلورةهي مادة أساسية أخرى تستخدم بشكل خاص في محولات التوزيع منخفضة الخسارة-.

على عكس الفولاذ الكهربائي التقليدي-الموجه نحو الحبوب، فإن السبائك غير المتبلورة لها بنية غير -بلورية. يتم توفيره عادةً كشريط معدني رفيع جدًا، ويمكن أن تؤدي خصائصه المغناطيسية إلى انخفاض شديد في عدم فقدان- الأحمال.

وهذا يجعل السبائك غير المتبلورة جذابة للمحولات التي تظل نشطة بشكل مستمر.

حتى عندما يحمل المحول حمولة قليلة جدًا، فإن قلبه لا يزال يستهلك الطاقة. على مدار آلاف ساعات التشغيل، يمكن أن يؤدي تقليل فقدان التحميل الثابت-إلى إحداث فرق ملحوظ.

الجانب السلبي؟ السبائك غير المتبلورة حساسة نسبيًا. يتطلب معالجة دقيقة، وقطع، وتشكيل، وتجميع لمنع تلف المواد.

الهيكل الأساسي للمحولات

تنقسم نوى المحولات عادة إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

النواة-نوع قلب المحول، نوع الغلاف-قلب المحول، ونوع القلب الملفوف.

كل هيكل له مزاياه ومتطلبات التصنيع الخاصة به. يعتمد الاختيار على سعة المحول ومستوى الجهد والتطبيق والمتطلبات الميكانيكية والتصميم العام.

النواة-نوع المحول الأساسي

الالنواة-نوع المحول الأساسييستخدم على نطاق واسع في محولات الطاقة ومحولات التوزيع.

في التصميم النموذجي ثلاثي-المراحل، يحتوي القلب على ثلاثة أعمدة رئيسية متصلة بواسطة مرابط علوية وسفلية. يتم وضع اللفات حول الأطراف الأساسية.

يؤدي هذا إلى إنشاء دائرة مغناطيسية مباشرة نسبيًا ويوفر ترتيبًا عمليًا للعديد من تطبيقات المحولات.

الأساسية-مخطط التصفيح الأساسي للمحولات

لا يتكون قلب المحول من كتلة صلبة واحدة من الفولاذ.

وبدلاً من ذلك، فهو مبني من العديد من صفائح الفولاذ المغناطيسية الرقيقة، أو الصفائح. يتم عزل الصفائح كهربائيًا عن بعضها البعض ويتم تكديسها لإنشاء الدائرة المغناطيسية المطلوبة.

المفاصل الأساسية لها أهمية خاصة. نوى المحولات الحديثة شائعة الاستخداممفاصل متعرجة أو -مفاصل حضنية متدرجةلتحسين تدفق التدفق المغناطيسي.

يمكن للمفصل السيئ التصميم أو المجمع بشكل سيء أن يخلق تركيز تدفق محلي ويزيد من فقدان القلب. لذلك، في حين أن المفصل قد يبدو وكأنه تفاصيل صغيرة، إلا أنه يمكن أن يكون له تأثير كبير بشكل مدهش على الأداء.

النواة-نوع مكونات التثبيت الأساسية للمحول

يجب أن يظل القلب مستقرًا ميكانيكيًا أثناء النقل والتركيب والتشغيل العادي وظروف الدائرة القصيرة-.

يمكن أن تشتمل مكونات التثبيت الأساسية على عوارض التثبيت، وألواح الضغط، وقضبان الربط، والهياكل الداعمة، والأجزاء العازلة.

يجب التحكم بعناية في مقدار ضغط التثبيت.

قد يسمح الضغط المنخفض جدًا للصفائح بالتحرك أو الاهتزاز. يمكن أن يؤدي الضغط الزائد إلى حدوث إجهاد ميكانيكي في الفولاذ المغناطيسي وربما يزيد من فقدان القلب.

ليس هناك فائدة من تشديد كل شيء قدر الإمكان. ما يهم هو الضغط الموحد والمتحكم فيه.

النواة-اكتب لوحات ربط المحولات الأساسية

لوحات التعادل الأساسيةتعزيز هيكل التثبيت والمساعدة في الحفاظ على الشكل الهندسي المصمم للقلب.

كما أنها تساعد في توزيع القوى الميكانيكية من خلال التجميع الأساسي.

ويصبح هذا الأمر ذا أهمية متزايدة مع زيادة قدرة المحولات. خلال دائرة كهربائية قصيرة، يمكن للقوى الكهرومغناطيسية القوية أن تؤثر على اللفات والهياكل المحيطة، لذلك يحتاج الجزء النشط إلى دعم ميكانيكي مناسب.

الأساسية-نوع أشرطة ربط العمود الأساسي للمحول

يمكن استخدام أشرطة الربط حول الأعمدة الأساسية للحفاظ على الصفائح معًا والحد من الحركة.

إنها تعمل على تحسين الاستقرار الميكانيكي، ولكن يجب تطبيقها بعناية. يمكن أن يؤدي الضغط المفرط الناتج عن أشرطة الربط إلى حدوث ضغط على الفولاذ الكهربائي.

وبما أن الإجهاد الميكانيكي يمكن أن يغير الخصائص المغناطيسية للمادة، فإن التحكم السيئ هنا قد يؤدي إلى ارتفاعهالا يوجد فقدان تحميل للمحول-..

الأساسية-نوع العزل الأساسي للمحول

تحتاج التصفيحات الفردية إلى عزل كهربائي فيما بينها.

عادة ما يتم تطبيق طبقة عازلة رقيقة على سطح الفولاذ المغناطيسي. وتتمثل مهمتها في منع التيارات المتداولة الكبيرة من المرور من تصفيح إلى آخر.

إذا تعرض العزل للتلف أثناء القطع أو النقل أو التكديس أو التجميع، فقد تحدث خسائر إضافية في التيار الدوامي-.

ولهذا السبب تحتاج مناطق مثل الحواف المقطوعة والمفاصل الأساسية ونقاط التثبيت ومواقع التأريض إلى اهتمام خاص.

النواة-نوع قنوات زيت التبريد الأساسية للمحول

في المحولات المغمورة بالزيت-، يجب نقل الحرارة الناتجة عن القلب والملفات إلى الزيت العازل ثم إزالتها من خلال نظام التبريد.

يتم دمج قنوات الزيت في تصميم الجزء النشط-حيثما يكون ذلك مطلوبًا. فهي تساعد الزيت على الدوران حول-المناطق المنتجة للحرارة وحمل الحرارة بعيدًا.

يرتبط التبريد الأساسي والتبريد المتعرج ارتباطًا وثيقًا. ولذلك فإن التصميم الجيد للمحول يعتبر تدفق الزيت الداخلي بمثابة نظام حراري شامل بدلاً من معالجة كل مكون على حدة.

النواة-نوع التأريض الأساسي للمحول

عادة ما يتم تأريض قلب المحول عند نقطة معينة.

والغرض من ذلك هو الحفاظ على القلب عند إمكانات كهربائية محددة ومنع الشحن الكهروستاتيكي غير المرغوب فيه.

بشكل عام، ينبغي أن يكون جوهرنقطة تأريض متعمدة واحدة.

إذا كان هناك العديد من مسارات التأريض غير المقصودة، فيمكن أن تشكل حلقات موصلة مغلقة. قد تسمح هذه الحلقات للتيارات المتداولة بالتدفق عبر البنية الأساسية، مما ينتج عنه تسخين إضافي.

هذه تفاصيل صغيرة يمكن أن تصبح مشكلة خطيرة إذا تم التغاضي عنها.

شل-اكتب قلب المحول

في أالغلاف-نوع قلب المحول، يحيط النواة المغناطيسية بجزء أكبر من اللفات.

وتختلف دائرتها المغناطيسية عن تلك الخاصة بالمحولات التقليدية من النوع-. يمكن أن يوفر البناء من النوع Shell- دعمًا ميكانيكيًا قويًا للملفات ويستخدم في بعض محولات الطاقة وتطبيقات المحولات المتخصصة.

Shell-مخطط التصفيح الأساسي للمحول

يتم ترتيب الصفائح بحيث يشكل القلب هيكلًا مغناطيسيًا حول مجموعة اللف.

يعتمد الشكل الدقيق على جهد المحول وقدرته وتردده وتكوين الملف والمتطلبات الميكانيكية.

كما هو الحال مع المحولات من النوع-الأساسي، تعد محاذاة التصفيح الدقيقة والمفاصل المصممة بعناية أمرًا مهمًا. يمكن أن يؤدي سوء التراص، أو أبعاد المفاصل غير الصحيحة، أو الإجهاد الميكانيكي المفرط إلى زيادة التردد المغناطيسي وفقدان النواة.

الغلاف-اكتب مكونات التثبيت الأساسية للمحول

تحتاج المحولات من النوع الصدفي- إلى مكونات تثبيت مصممة بعناية للحفاظ على القلب والملفات في مواضعها المقصودة.

يجب أن يوفر نظام التثبيت قوة ميكانيكية كافية لتحمل القوى الكهرومغناطيسية مع تجنب الضغط غير الضروري على المادة المغناطيسية.

مرة أخرى، التثبيت المتحكم فيه هو الهدف. المزيد من الضغط لا يعني تلقائيًا أداءً أفضل.

شل-نوع قنوات زيت المحولات الأساسية وعزل التصفيح

بالنسبة للمحولات من النوع-الغلاف المغمور بالزيت-، تساعد قنوات الزيت في توزيع زيت التبريد حول مكونات توليد الحرارة-.

وفي الوقت نفسه، يجب أن يظل العزل بين الصفائح الأساسية سليمًا.

في حالة تلف عزل التصفيح، يمكن أن تتطور التيارات المتداولة بين الصفائح المتجاورة، مما يزيد من فقدان القلب ويحتمل أن يسبب تسخينًا إضافيًا.

جوهر الجرح

A جوهر الجرحيتم تصنيعه عن طريق لف شريط ضيق من المادة المغناطيسية بشكل مستمر في دائرة مغناطيسية مغلقة.

وعلى عكس النواة التقليدية المكدسة، تتبع المادة المغناطيسية مسارًا متعرجًا مستمرًا. وهذا يمكن أن يقلل من عدد المفاصل الأساسية التقليدية ويوفر دائرة مغناطيسية فعالة.

تُستخدم نوى الجرح بشكل شائع في محولات التوزيع وتصميمات المحولات المدمجة.

قلب الجرح المفرد -المرحلة

A قلب جرح واحد-مرحلة واحدةيتم إنتاجه عمومًا عن طريق لف الفولاذ المغناطيسي في شكل مغلق، غالبًا ما يكون مستطيلًا أو مستديرًا.

ثم يتم تجميع اللف حول القلب.

عندما يتم تصنيع القلب بدقة، فإن مساره المغناطيسي المستمر نسبيًا يمكن أن يساعد في تقليل فقدان الأحمال- وأبعاد المحولات المدمجة.

ثلاثة-قلب ملفوف المرحلة

A قلب الجرح ثلاثي-المراحلتم تصميمه لتوفير ثلاث دوائر مغناطيسية لتشغيل محول ثلاثي الطور-.

يمكنها تقديم هيكل مدمج وأداء مغناطيسي جيد. ومع ذلك، يجب أن تكون عملية التصنيع دقيقة تمامًا لأن المراحل الثلاث تحتاج إلى الحفاظ على خصائص هندسية ومغناطيسية متسقة.

معلمات الأداء الأساسية للمحولات

عادة ما يتم تقييم أداء نواة المحولات باستخدام عدة معلمات مهمة. فيما بينها،لا يوجد-خسارة في التحميل ولا يوجد-تيار تحميلمهمة بشكل خاص.

تلعب المواد الأساسية وكثافة التدفق المغناطيسي وتصميم التصفيح والمفاصل الأساسية والضغط الميكانيكي وجودة التصنيع دورًا.

لا-فقدان تحميل قلب المحول

لا يوجد-فقدان تحميل لقلب المحوليشير بشكل أساسي إلى الطاقة التي يستهلكها القلب المغناطيسي عندما يتم تنشيط المحول ولكن الجانب الثانوي لا يقوم بتزويد الحمل.

المكونان الرئيسيان هما فقدان التباطؤ وخسارة التيار الدوامي-.

على عكس فقدان الحمل،-لا يحدث أي فقدان للحمل طالما تم تنشيط المحول. وهذا يجعلها ذات أهمية خاصة للمحولات التي تعمل بشكل مستمر.

على سبيل المثال، قد لا يبدو الاختلاف البسيط في عدم فقدان التحميل-مثيرًا للإعجاب في ورقة المواصفات. ولكن على مدى سنوات عديدة من التشغيل المستمر، يمكن أن يكون استهلاك الطاقة المتراكم كبيرًا.

لا يوجد-تيار تحميل للمحول الأساسي

لا يوجد- تيار تحميلهو التيار الذي يسحبه المحول عندما يكون الملف الثانوي مفتوحًا.

جزء من هذا التيار هو التيار المغنطيسي اللازم لإنشاء التدفق المغناطيسي في القلب.

يمكن أن يساعد القلب المصنوع من الفولاذ المغناطيسي عالي النفاذية- في تقليل تيار المغنطة. ومع ذلك، فإن شكل موجة تيار عدم التحميل الفعلي- يتأثر بالخصائص المغناطيسية غير الخطية للنواة.

يمكن أن يؤثر التشبع المغناطيسي وكثافة التدفق وخصائص المواد والتصميم الأساسي على النتيجة النهائية.

التصنيع الأساسي للمحولات: التأثير على أداء عدم التحميل-.

هذا هو المكان الذي تصبح فيه الأمور مثيرة للاهتمام.

قد يستخدم قلبا المحولات نفس درجة الفولاذ المغناطيسي ولكن لا يزال يُظهر أداء مختلفًا لعدم التحميل-. لماذا؟ لأن التصنيع له تأثير كبير على اللب النهائي.

يمكن أن يؤدي القطع، واللكم، والتكديس، وتجميع المفاصل، والتعامل، والتثبيت، ومعالجة العزل إلى تغيير الخصائص المغناطيسية للمنتج النهائي.

تأثير تشوه صفائح الفولاذ المغناطيسية والإجهاد الميكانيكي على أداء عدم التحميل

الفولاذ الكهربائي حساس للإجهاد الميكانيكي.

يمكن أن يؤثر الانحناء أو التأثير أو الضغط المفرط أو التعامل الخشن على خصائصه المغناطيسية. في بعض الحالات، تكون النتيجة خسارة أعلى للقلب وتيار مغنطة أعلى.

ولذلك يجب التعامل مع التصفيحات الأساسية بعناية، خاصة حول الزوايا والمفاصل.

نتوءات وأضرار عازلة للصفائح الأساسية وعدم وجود-أداء تحميل

يمكن أن تظهر نتوءات على طول حواف الصفائح الأساسية المقطوعة أو المثقوبة.

إذا كانت النتوءات زائدة عن الحد، فقد تتلامس الصفائح المجاورة كهربائيًا. وهذا يمكن أن يضعف العزل بين الصفائح ويزيد من التيارات المتداولة.

يمكن أن تحدث نفس المشكلة في حالة تلف الطبقة العازلة الموجودة على الفولاذ.

لهذا السبب، تعد دقة القطع والتحكم في الأزيز أجزاء مهمة في تصنيع قلب المحولات.

تأثير التثقيب الأساسي على عدم فقدان التحميل-.

يمكن أن تؤدي عمليات التثقيب والقطع إلى خلق ضغط ميكانيكي حول الحواف المعالجة.

إذا لم يتم التحكم في العملية بشكل جيد، يمكن أن تصبح المنطقة المجهدة أكبر وقد تتدهور الخواص المغناطيسية للمادة.

يساعد القطع الدقيق على تقليل هذا التأثير ويجعل اللب النهائي أكثر اتساقًا.

تأثير حجم المفصل الأساسي على عدم-فقدان التحميل

تستحق المفاصل الأساسية اهتمامًا خاصًا لأنها مناطق يمكن أن يصبح فيها التدفق المغناطيسي أقل انتظامًا.

إذا تم تصميم المفصل بشكل سيء، أو حجمه غير صحيح، أو تم تجميعه بشكل غير دقيق، يمكن أن يحدث تركيز التدفق المحلي. قد يؤدي هذا إلى زيادة الخسائر المحلية وخسارة التحميل الإجمالية-.

الأبعاد المشتركة، والتداخل، والمحاذاة، وحالة السطح كلها أمور مهمة.

تأثير التصميم الأساسي للمحولات على عدم-فقدان الحمل

إن تصميم قلب المحول له تأثير مباشر على مدى كفاءة انتقال التدفق المغناطيسي عبر القلب.

الهدف هو إنشاء دائرة مغناطيسية ذات ممانعة منخفضة مع الحفاظ على كثافة التدفق المغناطيسي ضمن النطاق المناسب.

التصميم الجيد ليس بالضرورة هو التصميم الذي يحتوي على أقل كمية من الفولاذ. فهو الذي يوفر التوازن الصحيح بين الخسارة والأبعاد والوزن والضوضاء والكفاءة والتكلفة.

تأثير التصفيح الأساسي على عدم-فقدان الحمل

تساعد الصفائح الرقيقة على تقليل فقدان التيار الدوامي- لأنها تحد من حجم مسارات التيار المتداول.

ومع ذلك، فإن الفولاذ الرقيق يكون أيضًا أكثر حساسية لمشاكل المناولة والتكديس. يمكن أن يكون من الأسهل التلف أو التشوه.

لذا فإن اختيار سمك التصفيح يتضمن كلا من الأداء الكهربائي واعتبارات التصنيع.

عدد التصفيحات لكل تصفيح وأداء عدم التحميل-.

يؤثر عدد الصفائح وترتيبها على استمرارية المسار المغناطيسي.

إذا كانت محاذاة الأوراق سيئة، فقد تظهر فجوات صغيرة ومخالفات. يؤدي ذلك إلى زيادة الممانعة المغناطيسية وقد يؤثر على أداء عدم التحميل-.

يساعد التجميع الدقيق في الحفاظ على-مساحة المقطع العرضي والخصائص المغناطيسية المقصودة.

لا يوجد-فقدان الحمل للمفاصل المتشابكة والمدرجة

المفاصل المتشابكة والمفاصل المتدرجة-.تستخدم عادة لتحسين توزيع التدفق المغناطيسي في المفاصل الأساسية.

بالمقارنة مع الوصلات التناكبية البسيطة، يمكن أن تقلل الوصلات المتدرجة المصممة بشكل صحيح من تركيز التدفق المحلي وتحسن أداء عدم التحميل.

وبطبيعة الحال، تعتمد النتيجة على أكثر من مجرد الهندسة المشتركة. درجة الفولاذ، وكثافة التدفق، ودقة القطع، وجودة التراص، والضغط الميكانيكي كلها أمور مهمة أيضًا.

تأثير شكل القسم المتقاطع-الأساسي على عدم-فقدان التحميل

يؤثر المقطع العرضي الأساسي- على توزيع التدفق المغناطيسي بالإضافة إلى مدى كفاءة استخدام الفولاذ المتوفر.

تستخدم العديد من نوى المحولات مقطعًا عرضيًا-متعدد الخطوات-يشبه الشكل الدائري حول الملف. يمكن أن يوفر هذا الأسلوب أداءً مغناطيسيًا جيدًا دون تعقيد عملية التصنيع بشكل غير ضروري.

يساعد -المقطع العرضي الأساسي المحسّن جيدًا- على تقليل تركيز التدفق المحلي ويدعم الكفاءة المطلوبة.

معامل فقدان الحبوب-قلوب صفائح الفولاذ المغناطيسية الموجهة

المعامل الفقد في نوى صفائح الفولاذ المغناطيسية-الموجهة نحو الحبيباتيصف خصائص الفقد المغناطيسي للفولاذ الكهربائي المختار في ظل ظروف اختبار محددة.

ومع ذلك، لا ينبغي التعامل مع قيمة الخسارة المادية للشركة المصنعة على أنها الخسارة الفعلية المضمونة لقلب المحول النهائي.

يتأثر اللب النهائي بعملية التصنيع بأكملها.

ولهذا السبب يجب النظر في اختيار المواد وجودة التصنيع معًا.

رقم مجموعة الاتصال والرقم الأساسي-تحميل الأداء

الرقم مجموعة اتصال المحولات، مثلDyn11 أو Yyn0 أو Yd11، يصف توصيلات اللف وإزاحة الطور بين جوانب الجهد العالي-والجهد المنخفض-.

لا تقوم مجموعة الاتصال بتغيير الخصائص المغناطيسية الأساسية للنواة بشكل مباشر.

ومع ذلك، فإن تكوين الملف وظروف الإثارة تؤثر على حالة التشغيل المغناطيسي للمحول. بالنسبة لمحولات الطور الثلاثة-، يجب النظر في التصميم الأساسي واتصال الملف معًا.

تعد مجموعة الاتصال مهمة أيضًا عندما تعمل المحولات بالتوازي. تعد نسب الجهد المتوافقة والممانعة والقطبية وإزاحة الطور ضرورية للتشغيل المتوازي المناسب.

محول تدفق التيار

محول تدفق التيارهو زيادة تيار مؤقتة يمكن أن تحدث عند تنشيط المحول.

ويشارك قلب المحول بشكل مباشر في هذه الظاهرة.

عند التنشيط، يعتمد التدفق المغناطيسي على نقطة التبديل لشكل موجة جهد التيار المتردد والتدفق المتبقي المتبقي في القلب.

إذا كانت الظروف غير مواتية، يمكن أن يصبح التدفق الناتج أعلى بكثير من قيمة التشغيل العادية. وقد يدخل القلب بعد ذلك إلى مرحلة التشبع المغناطيسي، مما يتسبب في حدوث تيار مغنطيسي كبير جدًا.

هناك عدة عوامل تؤثر على تيار تدفق المحولات:

بالنسبة للمحولات الكبيرة، يجب مراعاة تيار التدفق بعناية عند ضبط أنظمة الحماية.

على سبيل المثال، تحتاج الحماية التفاضلية للمحول إلى التمييز بين تدفق المغنطة المؤقت والخطأ الداخلي الحقيقي. وبخلاف ذلك، يمكن أن يتعثر المحول السليم دون داع أثناء عملية التنشيط.

ضجيج المحولات

ضجيج المحولاتوهي خاصية مهمة أخرى لها علاقة قوية بالجوهر.

يرتبط صوت الطنين المألوف الصادر عن المحول النشط بشكل أساسي بـالتضيق المغناطيسيوالقوى الكهرومغناطيسية في القلب.

ومع ذلك، فإن النواة ليست المصدر الوحيد الممكن للصوت. يمكن أيضًا أن تساهم مراوح التبريد ومضخات الزيت واهتزاز الخزان واهتزاز الملفات والمكونات الميكانيكية الأخرى.

أسباب الضوضاء المحولات

المصدر الرئيسي للضوضاء الأساسية هو التضيق المغناطيسي.

عندما يتغير المجال المغناطيسي، يخضع الفولاذ المغناطيسي لتغيرات صغيرة في الأبعاد. تحدث هذه التغييرات بشكل متكرر مع المجال المغناطيسي المتناوب وتخلق اهتزازًا ميكانيكيًا.

يمكن بعد ذلك نقل الاهتزاز إلى هيكل التثبيت الأساسي، الخزان، والمكونات الأخرى.

بالنسبة للمحولات الكبيرة، يتطلب تقليل الضوضاء أكثر من مجرد اختيار فولاذ مغناطيسي منخفض الضوضاء. يجب النظر في التصميم المغناطيسي والميكانيكي ككل.

عدة عوامل تؤثر على مستوى ضوضاء المحولات

يتأثر ضجيج المحولات بعدة عوامل، بما في ذلك نوع الفولاذ المغناطيسي، وكثافة التدفق المغناطيسي الأساسي، وبناء المفاصل، وقوة التثبيت، وتصميم الخزان، ومعدات التبريد، وظروف التشغيل.

العلاقة بين ضوضاء المحولات ونوع صفائح الفولاذ المغناطيسية وكثافة التدفق المغناطيسي الأساسية

تتميز المواد الفولاذية المغناطيسية المختلفة بخصائص تضيق مغناطيسي مختلفة.

حتى عند استخدام فولاذ CRGO، يمكن أن تختلف ضوضاء المحولات اعتمادًا على درجة الفولاذ، وكثافة التدفق المغناطيسي، واتجاه الحبوب، وتصميم الوصلة الأساسية، والضغط الميكانيكي.

مع زيادة كثافة التدفق المغناطيسي، يمكن أن يصبح الانقباض المغناطيسي والاهتزاز الكهرومغناطيسي أكثر وضوحًا بشكل عام.

وهذا هو أحد الأسباب التي تجعل مصممي المحولات يتجنبون ببساطة دفع القلب إلى كثافة تدفق عالية جدًا. قد يؤدي التصميم المغناطيسي الأكثر عدوانية إلى توفير بعض المواد، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى زيادة فقدان النواة والضوضاء.

يحتاج التصميم النهائي إلى إيجاد توازن معقول.

العلاقة بين ضجيج المحولات وقوة التثبيت الأساسية

قوة لقط الأساسيةكما أن له تأثير واضح على ضوضاء المحولات.

إذا لم يتم تثبيت القلب بإحكام كافٍ، فقد تتحرك الصفائح أو تهتز ضد بعضها البعض. هذا يمكن أن يزيد من الضوضاء الميكانيكية.

لكن التثبيت المفرط ليس بالضرورة أفضل. يمكن أن يؤدي الضغط الزائد إلى حدوث إجهاد ميكانيكي في الفولاذ المغناطيسي، مما قد يؤدي إلى زيادة فقدان القلب وتغيير سلوك التضيق المغناطيسي.

يتم التحكم في الهدف وتحامل موحد. يكفي للحفاظ على استقرار النواة، ولكن ليس لدرجة تعرض المادة المغناطيسية للضغط دون داع.

لماذا تعتبر جودة المحولات الأساسية مهمة

من السهل التغاضي عن القلب لأن اللفات عادةً ما تحظى باهتمام أكبر عندما يتحدث الناس عن تصميم المحولات.

لكن النواة لها تأثير كبير على أداء المحولات-على المدى الطويل.

يمكن أن يساعد القلب المصمم والمصنع بشكل صحيح في تقليللا يوجد فقدان تحميل للمحول-.، انخفاض التيار المغنطيسي، وتحسين توزيع التدفق المغناطيسي، وتقليل الاهتزاز، والتحكم في ضوضاء المحولات، ودعم التشغيل الموثوق.

الشيء المهم هو أن هذه العوامل تعمل معًا.

لا يمكن للصفائح الفولاذية CRGO عالية الجودة- أن تعوض عن سوء القطع. لا يمكن للمفصل المصمم جيدًا-التعويض عن عزل التصفيح التالف. ومن الممكن أن يكون أداء النواة القوية ميكانيكيًا ضعيفًا إذا تم تشغيلها بكثافة تدفق مغناطيسي غير مناسبة.

يجب التعامل مع قلب المحول كنظام كامل.

خاتمة

القلب المحولهو الأساس المغناطيسي للمحول، وجودته لها تأثير مباشر على الكفاءة والموثوقية والضوضاء وتكلفة التشغيل.

تبدأ العملية باختيار المادة المناسبة، سواء كان ذلك يعني -الفولاذ الكهربائي الموجه بالحبوب الباردة-، أو السبائك غير المتبلورة، أو أي مادة مغناطيسية مناسبة أخرى. من هناك، تصبح الهندسة الأساسية، وسمك التصفيح، وبناء المفاصل، ودقة القطع، والتكديس، والتثبيت، والعزل، والتأريض، والتحكم في التصنيع أمرًا مهمًا.

للا يوجد فقدان تحميل للمحول-.يمكن أن تكون تفاصيل التصنيع بنفس أهمية المادة نفسها. يمكن أن يؤدي الإجهاد الميكانيكي، والنتوءات، والعزل التالف، والمفاصل الرديئة، والتكديس غير الدقيق إلى تقليل أداء النواة عالية الجودة-.

الأمر نفسه ينطبق علىضجيج المحولات. تتفاعل كثافة التدفق المغناطيسي، والتضيق المغناطيسي، والمواد الأساسية، وتصميم المفاصل، وقوة التثبيت مع بعضها البعض. وبالتالي فإن التحكم في الضوضاء هو مزيج من التصميم المغناطيسي والتصميم الميكانيكي.

فيياوي محول، يعتبر التصميم الأساسي للمحولات جزءًا من عملية هندسة المحولات الكاملة. من خلال مطابقة المواد الأساسية، والتصميم المغناطيسي، وطرق التصنيع، والبناء الميكانيكي، ومتطلبات التبريد، والتطبيق الفعلي، يمكن للمحول تحقيق خسائر أقل، وضوضاء متحكم فيها، وتشغيل مستقر، وعمر خدمة طويل.

اتصل الآن