ට්රාන්ස්ෆෝමර් කෝර් වල කාර්යයන් සහ වර්ගීකරණය

1. ට්රාන්ස්ෆෝමර් කෝර් වල කාර්යයන්

ප්‍රායෝගික ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් සෑම විටම ක්‍රියාත්මක වන්නේ ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරා (AC) තත්ත්ව යටතේය. AC චුම්බකකරණය හේතුවෙන් වංගු වල ප්‍රතිරෝධයේ පමණක් නොව හරය තුළද බලශක්ති පාඩු සිදු වේ. හරය තුළ ඇති බල අලාභය සාමාන්‍යයෙන් හඳුන්වනු ලබන්නේ 'යකඩ අලාභය' (හෝ හර අලාභය) ලෙසිනි, එය ප්‍රධාන සාධක දෙකක් නිසා ඇතිවේ: 'hysteresis loss' සහ 'eddy current loss.' හිස්ටෙරෙසිස් අලාභය යනු හිස්ටෙරෙසිස් සංසිද්ධිය හේතුවෙන් චුම්භක ක්‍රියාවලියේදී විසුරුවා හරින ලද ශක්තියයි. මෙම අලාභයේ විශාලත්වය ද්‍රව්‍යයේ හිස්ටෙරෙසිස් ලූපයෙන් වසා ඇති ප්‍රදේශයට සමානුපාතික වේ. සිලිකන් වානේ පටු හිස්ටෙරෙසිස් ලූපයක් ඇති බැවින්, එය මූලික ද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කිරීම හිස්ටෙරෙසිස් පාඩුව සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන අතර තාප උත්පාදනය සැලකිය යුතු ලෙස අවම කරයි.

සිලිකන් වානේවල මෙම වාසි ඇති බැවින්, හරය සිලිකන් වානේ ඝන බ්ලොක් එකකින් සාදනු නොලබන්නේ, නමුත් ඒ වෙනුවට තුනී තහඩු බවට පත් කරන්නේ මන්ද? මක්නිසාද යත්, ලැමිෙන්ටඩ් හරයක් තවත් ආකාරයක යකඩ අලාභයක් අඩු කරයි - සුළි ධාරා අලාභය. ක්රියාන්විතයේ දී, වංගු වල ප්රත්යාවර්ත ධාරාව ප්රත්යාවර්ත චුම්බක ප්රවාහයක් ජනනය කරයි. මෙම වෙනස්වන චුම්භක ප්‍රවාහය හරය තුළ ධාරා ප්‍රේරණය කරයි. මෙම ප්‍රේරිත ධාරා චුම්බක ප්‍රවාහයේ දිශාවට ලම්බකව තලවල සංසරණය වන අතර එබැවින් ඒවා සුළි ධාරා ලෙස හැඳින්වේ. එඩී ධාරාව නැතිවීම ද හරය රත් වීමට හේතු වේ. මෙම අලාභය අවම කිරීම සඳහා, ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් හරය ඉදිකරනු ලබන්නේ එකිනෙකින් පරිවරණය කර ඇති සිලිකන් වානේ තහඩු ගොඩගැසීමෙනි. මෙය කුඩා හරස්කඩ ප්‍රදේශයක් සහිත පටු ලූප හරහා ගලා යාමට සුළි ධාරා බල කරයි, එමඟින් සුළි ධාරා මාර්ගයේ විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය වැඩි කරයි. මීට අමතරව, වානේවල ඇති සිලිකන් ද්‍රව්‍යයේ විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය වැඩි කරයි, එය සුළි ධාරා අඩු කිරීමට තවදුරටත් උපකාරී වේ. ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් කෝර් සඳහා සාමාන්‍යයෙන් 0.35 mm ඝන සීතල රෝල් කරන ලද සිලිකන් වානේ තහඩු තෝරා ගනු ලැබේ. ඒවා අවශ්‍ය හර මානයන් අනුව සෘජුකෝණාස්‍රාකාර තීරුවලට කපා පසුව 'Figure-8' හෝ හතරැස් රාමු හැඩයක් සෑදීමට ගොඩගසා ඇත. න්‍යායට අනුව, සිලිකන් වානේ තහඩු තුනී වන අතර තීරු පටු වන තරමට සුළි ධාරා අඩු කිරීමේ බලපෑම වඩා හොඳය. මෙය සුළි ධාරා අලාභය අඩු කර උෂ්ණත්වය ඉහළ යාම අඩු කරනවා පමණක් නොව ද්‍රව්‍ය ඉතිරි කරයි. කෙසේ වෙතත්, සැබෑ නිෂ්පාදනයේ දී, මෙම හිතකර සාධක සලකා බැලීම පමණක් නොවේ. තහඩු ඉතා සිහින් සහ පටු කිරීම ශ්‍රම පැය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කරන අතර හරයේ ඵලදායී හරස්කඩ ප්‍රදේශය අඩු කරයි. එබැවින්, සිලිකන් වානේ හරය නිෂ්පාදනය කරන විට, ප්රශස්ත මානයන් තෝරාගැනීම සඳහා නිශ්චිත තත්වයන් මත පදනම්ව වාසි සහ අවාසි කිරා මැන බැලිය යුතුය.

විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණයේ මූලධර්මය මත පදනම්ව ට්රාන්ස්ෆෝමර් නිපදවනු ලැබේ. සංවෘත හර පාදයක් වටා එතීෙම් දෙකක් තුවාල වී ඇත: ප්‍රාථමික වංගු සහ ද්විතියික වංගු කිරීම. ප්‍රාථමික වංගු කිරීමට AC වෝල්ටීයතාවයක් යොදන විට, එය හරහා ප්‍රත්‍යාවර්ත ධාරාවක් ගලා යන අතර, චුම්භක බලයක් (MMF) ස්ථාපිත කරයි. මෙම MMF බලපෑම යටතේ, හරය තුළ විකල්ප ප්රධාන චුම්බක ප්රවාහයක් ජනනය වේ. මෙම ප්‍රධාන චුම්බක ප්‍රවාහය ප්‍රාථමික සහ ද්විතියික වංගු දෙක හරහා ගමන් කර සම්බන්ධ කරයි. විද්‍යුත් චුම්භක ප්‍රේරණය හේතුවෙන්, වංගු දෙකෙහිම විද්‍යුත් චලන බල (EMF) ජනනය වේ. එයට වෝල්ටීයතාව වැඩි කිරීමට හෝ අඩු කිරීමට හේතුව Lenz ගේ නියමය මගින් පැහැදිලි කෙරේ: ප්‍රේරිත ධාරාව මගින් ජනනය වන චුම්බක ප්‍රවාහය සෑම විටම මුල් චුම්බක ප්‍රවාහයේ වෙනසට විරුද්ධ වේ. මුල් චුම්බක ප්‍රවාහය වැඩි වන විට, ප්‍රේරිත ධාරාව මගින් නිපදවන චුම්බක ප්‍රවාහය එයට විරුද්ධ වේ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, ද්විතීයික වංගු කිරීමේදී ඇතිවන ප්‍රේරිත චුම්බක ප්‍රවාහය ප්‍රාථමික එතීෙම් මගින් නිපදවන ප්‍රධාන චුම්බක ප්‍රවාහයට ප්‍රතිවිරුද්ධ වන අතර එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ද්විතියික වංගු කිරීම හරහා පහළ මට්ටමේ ප්‍රත්‍යාවර්ත වෝල්ටීයතාවයක් ඇතිවේ. මේ අනුව, හරය ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයේ චුම්බක පරිපථය ලෙස ක්‍රියා කරන අතර එතුම් එහි විද්‍යුත් පරිපථය සාදයි.

2. ට්රාන්ස්ෆෝමර් මූලික වින්යාස වර්ගීකරණය

Shell-Type සහ Core-Type Cores

එතීෙම් තුවාල වී ඇති හරයේ කොටස 'core limb' ලෙස හඳුන්වන අතර, වංගු නොමැති නමුත් චුම්බක මාර්ගයක් ලෙස පමණක් සේවය කරන කොටස 'වියගහ' ලෙස හැඳින්වේ. Shell-type සහ core-type configurations එක් එක් ඒවායේ වෙනස් ලක්ෂණ ඇත, නමුත් ඔවුන් විසින් නියම කරන නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වේ. නිශ්චිත ව්‍යුහයක් තෝරා ගත් පසු, තවත් එකකට මාරු වීමට අපහසු වේ. චීනයේ, බොහෝ ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් මධ්‍යයන් ගොඩගැසූ මූලික ආකාරයේ සැලසුමක් භාවිතා කරයි.

සිලිකන් වානේ තහඩු අඩු සංඛ්යාත ට්රාන්ස්ෆෝමර් සඳහා භාවිතා කරන අතර විවිධ වර්ගවල පැමිණේ. නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය මත පදනම්ව, ඒවා පහත පරිදි බෙදිය හැකිය:
A: Annealed (කළු තහඩු)
N: Annealed (සුදු පත්‍ර)

ඒවායේ හැඩය අනුව, ඒවා වර්ගීකරණය කළ හැකිය: EI-type, UI-type, C-type, සහ Square (Mouth)-type.

හතරැස් වර්ගයේ සිලිකන් වානේ තහඩු සාමාන්යයෙන් අධි බලැති ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල භාවිතා වේ. ඔවුන් විශිෂ්ට පරිවාරක කාර්ය සාධනයක්, තාපය විසුරුවා හැරීමේ පහසුව සහ කෙටි චුම්බක මාර්ගයක් ලබා දෙයි. ඒවා මූලික වශයෙන් 500-1000 W ට වැඩි බල ශ්‍රේණිගත කිරීම් සහ අධි බලැති ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් සඳහා ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් සඳහා යොදා ගනී. C වර්ගයේ තහඩු දෙකකින් සමන්විත සිලිකන් වානේ තහඩු කට්ටලයක් CD-type core ලෙස හැඳින්වේ. සීඩී වර්ගයේ ෂීට් වලින් සාදන ලද බල ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් සඳහා, එකම හරස්කඩ ප්‍රදේශය යටතේ, කවුළුව වැඩි වන තරමට ට්‍රාන්ස්ෆෝමරයේ බල ධාරිතාව වැඩි වේ. හරය දෙපස වෙන වෙනම දඟර ස්ථාපනය කළ හැකි බැවින්, දඟර හැරීම් ගණන බොබින් දෙකක් හරහා බෙදා හැරිය හැකි අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස බොබින් එකකට සාමාන්‍ය හැරවුම් දිග කෙටි වන අතර තඹ අලාභය අඩු වේ. තවද, වෙනම බොබින් මත සමමිතික දඟර දෙකක් තුවාල වී ඇත්නම්, පරිපූර්ණ සමමිතිය ලබා ගත හැකිය.

C වර්ගයේ තහඩු හතරකින් සමන්විත සිලිකන් වානේ තහඩු කට්ටලයක් ED-type core ලෙස හැඳින්වේ. ED-වර්ගයේ හරය සහිත ට්රාන්ස්ෆෝමර් පැතලි, පුළුල් පැතිකඩක් ඇත. එකම බල ශ්‍රේණිගත කිරීම යටතේ, ED-වර්ගයේ ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් CD-type ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් වලට වඩා කෙටි සහ පුළුල් වේ. බාහිර චුම්බක මාර්ගයක් සහිත සිලිකන් වානේ තහඩු මධ්යයේ දඟර ස්ථාපනය කර ඇති නිසා, ඒවා අඩු කාන්දු ප්රවාහයක් සහ අවට සංරචක වලට අවම මැදිහත්වීමක් පෙන්නුම් කරයි. කෙසේ වෙතත්, සියලුම දඟර තනි ඝන බොබින් මත තුවාල වී ඇති අතර, එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන් දිගු සාමාන්ය හැරීම් දිග සහ වැඩි තඹ අලාභයක් සිදු වේ.

C-type cores උසස් කාර්ය සාධනයක් ලබා දෙයි, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස සංයුක්ත, සැහැල්ලු සහ ඉහළ කාර්යක්ෂම ට්‍රාන්ස්ෆෝමර් ලැබේ. එකලස් කිරීමේ දෘෂ්ටිකෝණයකින්, C-type cores සඳහා ඉතා සුළු කොටස් අවශ්‍ය වන අතර ඉහළ බහුකාර්යතාවක් ඇති අතර, එය ඉහළ නිෂ්පාදන කාර්යක්ෂමතාවයකට මග පාදයි. කෙසේ වෙතත්, C-වර්ගයේ සිලිකන් වානේ තහඩු සඳහා යන්ත්‍රෝපකරණ ක්‍රියාවලිය සංකීර්ණ වන අතර විශේෂිත උපකරණ අවශ්‍ය වන අතර ඒවායේ වර්තමාන පිරිවැය සාපේක්ෂව ඉහළ ය.

E-type silicon steel sheets, as also known as shell-type or Figure-8 sheets, ප්‍රාථමික සහ ද්විතියික වංගු සඳහා තනි බොබින් බෙදාගැනීමේ මූලික වාසිය ඇත, ඉහළ කවුළු අවකාශ සාධකයක් ලබා දෙයි (Space Factor Km: තඹ කම්බියේ ශුද්ධ හරස්කඩ ප්‍රදේශයේ ජනේල ප්‍රදේශයේ අනුපාතය). සිලිකන් වානේ තහඩු යාන්ත්රික හානි වැළැක්වීම, වංගු වටා ආරක්ෂිත කවචයක් සාදයි. ඒවා විශාල තාප විසර්ජන ප්රදේශයක් ද සපයන අතර චුම්බක ක්ෂේත්ර විසරණය අවම කරයි. කෙසේ වෙතත්, ඒවා ප්‍රාථමික සහ ද්විතියික වංගු අතර ඉහළ කාන්දු ප්‍රේරණයක් සහ බාහිර චුම්භක මැදිහත්වීම් වලට වැඩි සංවේදීතාවයක් පෙන්නුම් කරයි. මීට අමතරව, වංගු වල දිගු සාමාන්‍ය පරිමිතිය හේතුවෙන්, E-වර්ගයේ ට්‍රාන්ස්ෆෝමර්වලට එම හැරීම් සංඛ්‍යාව සහ හර හරස්කඩ ප්‍රදේශය සඳහා වැඩි තඹ වයර් අවශ්‍ය වේ.

සිලිකන් වානේ තහඩු සඳහා පොදු ඝණකම 0.35 mm සහ 0.5 mm වේ. සිලිකන් වානේ තහඩු සඳහා එකලස් කිරීමේ ක්රම දෙකක් තිබේ: interleving සහ Butt-stacking. ඉන්ටර්ලීවිං ක්‍රමය ප්‍රතිවිරුද්ධ පැතිවල තහඩු වල විවෘත කෙළවර විකල්ප කරයි. මෙම ක්‍රමය වඩාත් වෙහෙසකර නමුත් කුඩා වායු හිඩැස් සහ චුම්බක ප්‍රවාහය වැඩි කිරීම සඳහා ප්‍රයෝජනවත් වන චුම්බක අකමැත්ත අඩු කරයි; එබැවින්, එය බලශක්ති ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල බහුලව භාවිතා වේ. බට්-ස්ටැකිං ක්‍රමය සෘජු ධාරාවක් (DC) සහිත යෙදුම්වල බහුලව භාවිතා වේ. DC ධාරාව නිසා ඇතිවන සන්තෘප්තිය වැළැක්වීම සඳහා සිලිකන් වානේ තහඩු අතර වායු පරතරයක් තැබිය යුතුය. මෙම ක්‍රමයේදී E-ෂීට් සහ I-ෂීට් ප්‍රතිවිරුද්ධ පැතිවල තබා ඇති අතර ඒවා අතර වායු පරතරය කඩදාසි ෂිම් භාවිතයෙන් සකස් කළ හැකිය.

3. දඟර හර වර්ග

මේවා වර්ග තුනකට බෙදා ඇත:
A. TOROIDAL CORE: O-වර්ගයේ ලැමිනේෂන් ගොඩගැසීමෙන් හෝ සිලිකන් වානේ තහඩු වංගු කිරීමෙන් සාදා ඇත. මෙම වර්ගයේ හරය මත සුළං වයර් ඉතා අපහසු වේ.
B. ROD CORE: සැරයටිය හැඩැති යකඩ හරයක්.
C. DRUM CORE: බෙර හැඩැති යකඩ හරයක්.

4. ට්රාන්ස්ෆෝමර් මූලික ද්රව්ය වර්ගීකරණය

1. අධි-සංඛ්‍යාත ප්‍රවර්ගය: ෆෙරයිට් කෝර්ස්
අධි-සංඛ්‍යාත ට්‍රාන්ස්ෆෝමර්වල ෆෙරයිට් කෝර් භාවිතා වේ. ඒවා යකඩ ඔක්සයිඩ් සහ kFe₂O₄ වැනි අනෙකුත් ද්විසංයුජ ලෝහ සංයෝගවලින් සමන්විත ස්පිනල් ස්ඵටික ව්‍යුහයක් සහිත සෙරමික් චුම්බක වේ (මෙහිදී k වෙනත් ලෝහ නියෝජනය කරයි). දැනට බහුලව භාවිතා වන ලෝහ වලට මැංගනීස් (Mn), සින්ක් (Zn), නිකල් (Ni), මැග්නීසියම් (Mg) සහ තඹ (Cu) ඇතුළත් වේ. පොදු සංයෝජන අතර මැංගනීස්-සින්ක් (MnZn) ශ්‍රේණි, නිකල්-සින්ක් (NiZn) ශ්‍රේණි සහ මැග්නීසියම්-සින්ක් (MgZn) ශ්‍රේණි ඇතුළත් වේ. මෙම ද්‍රව්‍ය 1 kHz සිට 200 kHz දක්වා ක්‍රියාකාරී සංඛ්‍යාත පරාසයක් සහිත ඉහළ පාරගම්යතාව සහ සම්බාධන ලක්ෂණ ඇත.
ෆෙරයිට් මූලික සංඛ්‍යාත පරාසය: 18 kHz සිට 1 MHz දක්වා.

2. අඩු සංඛ්‍යාත කාණ්ඩය: සිලිකන් වානේ තහඩු සහ අස්ඵටික මිශ්‍ර ලෝහ
සිලිකන් වානේ හර සංඛ්‍යාත පරාසය: 5 Hz සිට 1 kHz දක්වා.
සිලිකන් වානේ භාවිතා කරන ට්රාන්ස්ෆෝමර් සාමාන්යයෙන් 50 Hz දී ක්රියා කරයි. කෙසේ වෙතත්, කාර්යක්ෂමතාවය අනුව, සිලිකන් වානේ පත්රයේ Gauss ශ්රේණිගත කිරීම මත තරමක් ඉහළ සංඛ්යාතයක් වඩා හොඳ ප්රතිඵල ලබා ගත හැකිය. ශ්‍රව්‍ය සංඛ්‍යාත 20 kHz ට වඩා වැඩි විය හැකි අතර, මෙය ප්‍රායෝගික නොවේ. 50-200 Hz සංඛ්යාත පරාසයක් තුළ සාමාන්යයෙන් ක්රියා කළ හැකි වුවද, 50-60 Hz දී ක්රියා කිරීම රෙකමදාරු කරනු ලැබේ.
අස්ඵටික හර සංඛ්‍යාත පරාසය: 2 kHz සිට 13 kHz.