ट्रांसफार्मर की मुख्य सामग्री और डिज़ाइन विवरण

कोर मूल रूप से किसी भी पावर ट्रांसफार्मर का दिल है - यह चुंबकीय सर्किट है जिस पर बाकी सब कुछ निर्भर करता है। आपके द्वारा चुनी गई सामग्री और आप इसे कैसे डिज़ाइन करते हैं, इसका भार हानि, समग्र दक्षता, शोर, आकार और निश्चित रूप से लागत पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ता है।

अधिकांश ट्रांसफार्मर कोर आज दो बड़ी श्रेणियों में आते हैं: पारंपरिक क्रिस्टलीय सामग्री और नई ऊर्जा बचाने वाली अनाकार या नैनोक्रिस्टलाइन सामग्री। विकल्प आम तौर पर संतृप्ति प्रवाह घनत्व, मुख्य हानि, निर्माण करना कितना आसान है, और कीमत को संतुलित करने के लिए नीचे आता है।

सिलिकॉन स्टील (अनाज-ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील)यह अभी भी सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला विकल्प है - यह बाजार का लगभग 90% हिस्सा बनाता है। यह मूल रूप से लोहे के साथ थोड़ा सा सिलिकॉन (आमतौर पर लगभग 3-4.5%) होता है, जिसे पतली शीट में लपेटा जाता है, जो मानक 50/60 हर्ट्ज ट्रांसफार्मर के लिए आमतौर पर 0.23 से 0.35 मिमी मोटी होती है।

इसमें बढ़िया बात क्या है? इसमें उच्च संतृप्ति बिंदु (लगभग 1.9-2.0 टी) है, यह अपेक्षाकृत सस्ता है, पंच करना और ढेर करना आसान है, और यह यांत्रिक रूप से अच्छी तरह से पकड़ में आता है। नकारात्मक पक्ष यह है कि इसमें नई सामग्रियों की तुलना में अधिक कोर हानि होती है, विशेष रूप से बिना लोड की स्थिति में, और यदि आप आवृत्ति को अधिक बढ़ाते हैं तो हानि बढ़ जाती है।

अनाकार मिश्र धातु (धात्विक ग्लास)ये लौह आधारित मिश्रधातुओं से बने होते हैं जो बहुत तेजी से ठंडे हो जाते हैं, जिससे गैर-क्रिस्टलीय, कांच जैसी संरचना बनती है। रिबन अत्यंत पतले हैं - केवल 20 से 35 माइक्रोमीटर।

बड़ा लाभ यह है कि सिलिकॉन स्टील की तुलना में नाटकीय रूप से कम {{0}लोड हानि - अक्सर 60-80% कम और बहुत कम रोमांचक धारा होती है। वे पर्यावरण के भी अधिक अनुकूल हैं और उत्पादन के दौरान कम सामग्री बर्बाद करते हैं। दूसरी ओर, संतृप्ति प्रवाह घनत्व कम है (लगभग 1.5-1.6 टी), इसलिए आपको थोड़ा बड़ा कोर चाहिए। वे भंगुर भी हैं, यांत्रिक तनाव के प्रति संवेदनशील हैं, और पहले से थोड़े अधिक महंगे हैं। फिर भी, कम या परिवर्तनीय भार वाले वितरण ट्रांसफार्मर (ग्रामीण ग्रिड या नवीकरणीय ऊर्जा सेटअप के बारे में सोचें) के लिए, ऊर्जा बचत आमतौर पर समय के साथ अतिरिक्त लागत का भुगतान करती है।

नैनोक्रिस्टलाइन मिश्र धातुयह उच्च प्रदर्शन वाला विकल्प है। आप अनाकार सामग्री से शुरू करते हैं और फिर अनाकार चरण के साथ मिश्रित छोटे नैनोस्केल क्रिस्टल बनाने के लिए इसे सावधानी से जोड़ते हैं।

यह आपको दोनों दुनियाओं का सर्वश्रेष्ठ प्रदान करता है: बहुत कम नुकसान (विशेष रूप से उच्च आवृत्तियों पर), उच्च पारगम्यता, और सभ्य संतृप्ति। एकमात्र वास्तविक कमियां उच्च लागत और अधिक मांग वाली विनिर्माण प्रक्रिया हैं। आप इन्हें अधिकतर उच्च{{2}आवृत्ति स्विच{{3}मोड आपूर्ति, मध्यम {{4}आवृत्ति ट्रांसफॉर्मर, या कटिंग{{5}एज सॉलिड{{6}स्टेट ट्रांसफॉर्मर) में देखेंगे।

कोर को डिजाइन करते समय, इंजीनियर मुख्य रूप से नुकसान, वायु अंतराल और शोर को यथासंभव कम रखते हुए सबसे कुशल चुंबकीय पथ बनाने की कोशिश कर रहे हैं।

इसे बनाने के दो मुख्य तरीके हैं:

लैमिनेटेड (स्टैक्ड) कोर- क्लासिक दृष्टिकोण. पतली चादरें एक साथ रखी जाती हैं, अक्सर E-I या चरणबद्ध आकृतियों में। चादरों के बीच इन्सुलेशन एड़ी की धाराओं को कम करने में मदद करता है, लेकिन जोड़ अनिवार्य रूप से छोटे वायु अंतराल बनाते हैं।

घाव कोर- अनाकार रिबन के साथ बहुत आम है। सामग्री को लगातार टोरॉइडल या तीन आयामी आकार में लपेटा जाता है। यह कम अंतराल के साथ एक सहज चुंबकीय पथ देता है, जिसका अर्थ है कम नुकसान, बेहतर समरूपता और शांत संचालन।

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कुछ प्रमुख डिज़ाइन विवरण जो वास्तव में मायने रखते हैं:

स्टैकिंग फैक्टर: यह आपको बताता है कि कोर का कितना ज्यामितीय क्षेत्र वास्तव में उपयोगी लोहा है। अच्छे डिज़ाइन का लक्ष्य 0.93–0.98 है। यहां छोटे-छोटे सुधार भी नुकसान को काफी हद तक कम कर सकते हैं।

संयुक्त डिज़ाइन: आप जोड़ों को कैसे ओवरलैप या मिटर करते हैं (स्टेप{0}}लैप या 45 डिग्री मिटर्ड जोड़ लोकप्रिय हैं) स्ट्रे फ्लक्स और स्थानीय ओवरहीटिंग को कम करने में एक बड़ा अंतर डालता है। बेहतर जोड़ शोर को कम करने में भी मदद करते हैं।

एयर गैप नियंत्रण: यहां तक ​​कि छोटे अंतराल भी चुंबकीय धारा और नुकसान को बढ़ाते हैं, इसलिए निर्माताओं को उन्हें कम करने के लिए बहुत परेशानी होती है - खासकर भंगुर अनाकार सामग्री के साथ, जो यांत्रिक तनाव को पसंद नहीं करती है।

अन्य चीजें जो मायने रखती हैं उनमें सही ऑपरेटिंग फ्लक्स घनत्व (आमतौर पर 1.5-1.7 टी) चुनना, आंतरिक तनाव को दूर करने के लिए उचित एनीलिंग और सब कुछ स्थिर और शांत रखने के लिए सावधानीपूर्वक यांत्रिक क्लैंपिंग शामिल है।

अभी, ऊर्जा दक्षता नियम और कार्बन कटौती लक्ष्य अधिक निर्माताओं को अनाकार और घाव वाले -कोर डिजाइनों की ओर प्रेरित कर रहे हैं। सिलिकॉन स्टील भी बेहतर होता जा रहा है, हर समय पतले, निचले नुकसान वाले ग्रेड सामने आते रहते हैं।

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