1. ट्रांसफार्मर आयरन कोर की मुख्य भूमिका
(1)एक कुशल कम - अनिच्छा चुंबकीय सर्किट बनाना:यह लौह कोर का मूलभूत कार्य है। जब प्राथमिक वाइंडिंग से प्रत्यावर्ती धारा प्रवाहित होती है, तो यह प्रत्यावर्ती चुंबकीय प्रवाह उत्पन्न करती है। लौह कोर एक आसानी से चुंबकित करने योग्य पथ प्रदान करता है, जो चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को काफी बढ़ाता है और अधिकांश फ्लक्स (मुख्य फ्लक्स) को इस उच्च पारगम्यता पथ के भीतर सीमित करता है, इसे प्रभावी ढंग से द्वितीयक वाइंडिंग से जोड़ता है। लौह कोर के बिना, बड़ी मात्रा में प्रवाह हवा में लीक हो जाएगा (जहां चुंबकीय अनिच्छा बहुत अधिक है), जिसके परिणामस्वरूप बहुत कम ऊर्जा हस्तांतरण दक्षता होगी।
(2)विद्युत चुम्बकीय प्रेरण दक्षता बढ़ाना:लौह कोर की उपस्थिति के कारण, समान उत्तेजना धारा (कोई {{0%) लोड धारा) के तहत वाइंडिंग में एक बहुत मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न किया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि ऊर्जा हस्तांतरण के लिए पर्याप्त प्रवाह उत्पन्न करने के लिए, घुमावों की आवश्यक संख्या और उत्तेजना धारा को काफी कम कर दिया जाता है, जिससे ट्रांसफार्मर की दक्षता में काफी सुधार होता है और आकार और विनिर्माण लागत दोनों में कमी आती है।
(3)संरचनात्मक सहायता प्रदान करना:लौह कोर ट्रांसफार्मर के यांत्रिक कंकाल के रूप में कार्य करता है, प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग का समर्थन करता है, उनकी स्थिति स्थिरता बनाए रखता है, और ऑपरेशन के दौरान होने वाले विद्युत चुम्बकीय बलों (जैसे शॉर्ट सर्किट के दौरान बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रोडायनामिक बल) का सामना करता है।
2. मुख्य सामग्रियों के लिए प्रदर्शन आवश्यकताएँ
(1)उच्च चुंबकीय पारगम्यता: यह सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है। उच्च चुंबकीय पारगम्यता का मतलब है कि सामग्री को आसानी से चुंबकित किया जा सकता है, जिससे बहुत कम चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के साथ मजबूत चुंबकीय प्रेरण उत्पन्न किया जा सकता है, जिससे उत्तेजना प्रवाह कम हो जाता है और दक्षता में सुधार होता है।
(2) उच्च विद्युत प्रतिरोधकता: जब कोर एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र में होता है, तो भंवर धाराएं अंदर प्रेरित होती हैं। एड़ी धाराएं ऊर्जा हानि (एडी करंट लॉस) और हीटिंग का कारण बनती हैं। उच्च विद्युत प्रतिरोधकता प्रभावी ढंग से एड़ी धाराओं की पीढ़ी को सीमित कर सकती है और नुकसान के इस हिस्से को कम कर सकती है।
(3) कम जबरदस्ती: जबरदस्ती मापती है कि किसी सामग्री को विचुंबकित करना कितना मुश्किल है। कम जबरदस्ती का मतलब है कि हिस्टैरिसीस लूप संकीर्ण और खड़ी है, जिससे चुंबकत्व और विचुंबकीकरण आसान हो जाता है और परिणामस्वरूप कम हिस्टैरिसीस हानि होती है। हिस्टैरिसीस हानि कोर में ऊर्जा हानि का एक अन्य प्रमुख प्रकार है।
(4) उच्च संतृप्ति चुंबकीय प्रेरण: उच्च संतृप्ति चुंबकीय प्रेरण का मतलब है कि मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों के तहत कोर के संतृप्त होने की संभावना कम है, जिससे ट्रांसफार्मर को अधिक कॉम्पैक्ट रूप से डिजाइन किया जा सकता है (एक छोटे क्रॉस के साथ समान शक्ति को प्रसारित करना) या एक ही वॉल्यूम के भीतर अधिक बिजली का उत्पादन करना।
3. मुख्य सामग्रियों का चयन
(1)मुख्यधारा सामग्री: सिलिकॉन स्टील (इलेक्ट्रिकल स्टील)
यह वर्तमान में बिजली ट्रांसफार्मर में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली और परिपक्व कोर सामग्री है।
संघटन:शुद्ध लोहे में 2.5% ~ 4.5% सिलिकॉन मिलाएं।
सिलिकॉन जोड़ के कार्य:
- - प्रतिरोधकता में काफी वृद्धि होती है: सिलिकॉन जोड़ने से लोहे की प्रतिरोधकता कई गुना बढ़ जाती है, जिससे भंवर धारा हानि काफी कम हो जाती है। - जबरदस्ती को कम करने में मदद करता है: सिलिकॉन कार्बन और नाइट्रोजन जैसी अशुद्धियों के प्रतिकूल प्रभावों को दबा सकता है, अनाज को शुद्ध और बड़ा कर सकता है, जिससे हिस्टैरिसीस हानि कम हो जाती है
- - उम्र बढ़ने को कम करता है: सिलिकॉन लोहे की उम्र बढ़ने (समय के साथ चुंबकीय गुणों में गिरावट) को धीमा कर देता है।
प्रक्रिया प्रपत्र:सिलिकॉन स्टील शीट को लेमिनेटेड रूप में रोल किया जाता है, शीट के बीच इन्सुलेशन कोटिंग लगाई जाती है। यह लेमिनेटेड संरचना एड़ी धाराओं को प्रत्येक पतली शीट तक सीमित कर देती है, जिससे एड़ी धारा पथ के साथ प्रतिरोध में काफी वृद्धि होती है, जो एड़ी धारा हानि को कम करने के लिए एक प्रमुख डिजाइन सुविधा है।
(2)उन्नत सामग्री: अनाकार मिश्र
विशेषताएँ:अत्यधिक तीव्र शीतलन तकनीकों का उपयोग करके, पिघली हुई धातु को इतनी तेजी से ठंडा किया जाता है कि परमाणुओं को एक व्यवस्थित क्रिस्टलीय संरचना में व्यवस्थित होने का समय नहीं मिलता है, जिससे कांच जैसी अनाकार संरचना बन जाती है।
लाभ:
- - अत्यधिक उच्च प्रतिरोधकता: सिलिकॉन स्टील की तुलना में लगभग 2-3 गुना अधिक, जिसके परिणामस्वरूप बहुत कम भंवर धारा हानि होती है।
- - बहुत कम जबरदस्ती: हिस्टैरिसीस हानि भी न्यूनतम है।
समग्र परिणाम:अनाकार मिश्र धातु कोर ट्रांसफार्मर की कोई भी लोड हानि (लौह हानि) समान विनिर्देशों के सिलिकॉन स्टील ट्रांसफार्मर की तुलना में 60% - 80% कम है, जिससे ऊर्जा बचत प्रभाव बेहद महत्वपूर्ण हो जाता है।
नुकसान:
- - कम संतृप्ति चुंबकीय प्रवाह घनत्व: लगभग 80% सिलिकॉन स्टील, जिसके परिणामस्वरूप समान पावर ट्रांसफार्मर के लिए थोड़ा बड़ा आकार और वजन हो सकता है।
- - कठोर और भंगुर सामग्री: संसाधित करना, काटना और लपेटना कठिन।
- - उच्च लागत: सामग्री और उत्पादन प्रक्रिया सिलिकॉन स्टील की तुलना में अधिक महंगी है।
अनुप्रयोग:लंबे निष्क्रिय समय और कम लोड दर वाले परिदृश्यों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त, जैसे कि वितरित बिजली उत्पादन के लिए ग्रामीण ग्रिड और वितरण ट्रांसफार्मर, जहां ऊर्जा की बचत के फायदे ट्रांसफार्मर के जीवनचक्र में शुरुआती निवेश की भरपाई कर सकते हैं।
