ට්රාන්ස්ෆෝමරයක "හදවත" ලෙස, යකඩ හරය විද්යුත් චුම්භක ශක්ති පරිවර්තනයේ තීරණාත්මක කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. එය ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල බලශක්ති කාර්යක්ෂමතා ක්රියාකාරිත්වයට බලපානවා පමණක් නොව, උපකරණවල පරිමාව, බර සහ ක්රියාකාරී විශ්වසනීයත්වයට ද සෘජුවම සම්බන්ධ වේ. කාර්මික පිරිසිදු යකඩවල සිට අද වන විට අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ දක්වා යකඩ හර ද්රව්යවල පරිණාමය, ට්රාන්ස්ෆෝමර් තාක්ෂණයේ තේජාන්විත දියුණුව දැක තිබේ.
යකඩ හරයේ මූලික ක්රියාකාරිත්වය සහ කාර්ය සාධන අවශ්යතා
ට්රාන්ස්ෆෝමර් හරයේ ප්රධාන කාර්යය වන්නේ කාර්යක්ෂම චුම්භක පරිපථයක් සැපයීමයි, එමඟින් විද්යුත් චුම්භක ප්රේරණය මූලධර්මය හරහා විවිධ පරිපථ අතර විද්යුත් ශක්තිය සම්ප්රේෂණය කිරීමට ඉඩ සලසයි. යකඩ හරයේ ක්රියාකාරිත්වය ට්රාන්ස්ෆෝමරයේ තාක්ෂණික හා ආර්ථික දර්ශකවලට සෘජුවම බලපායි. යකඩ හර ද්රව්ය සඳහා මූලික අවශ්යතා වන්නේ: නිශ්චිත සංඛ්යාතයක සහ චුම්භක ප්රවාහ ඝනත්වයකදී අඩු යකඩ හර අලාභයක් සහ නිශ්චිත චුම්භක ක්ෂේත්ර ශක්තියකදී ඉහළ චුම්භක ප්රවාහ ඝනත්වයක්.
හර අලාභයට කොටස් දෙකක් ඇතුළත් වේ: හිස්ටෙරසිස් අලාභය සහ සුළි ධාරා අලාභය. හිස්ටෙරසිස් අලාභය ද්රව්ය චුම්භකකරණයේ දුෂ්කරතාවයට සම්බන්ධ වන අතර, සුළි ධාරා අලාභය සිදුවන්නේ යකඩ හරයේ ප්රත්යාවර්ත චුම්භක ප්රවාහය මගින් ප්රේරණය වන සංසරණ ධාරාව මගිනි. මෙම පාඩු අඩු කිරීම සඳහා, පරමාදර්ශී යකඩ හර ද්රව්යවලට ඉහළ විද්යුත් ප්රතිරෝධයක්, ඉහළ චුම්භක පාරගම්යතාවයක් සහ අඩු බලහත්කාරකමක් තිබිය යුතුය.
යකඩ හර ද්රව්යවල පරිණාම ක්රියාවලිය
ට්රාන්ස්ෆෝමර් හර ද්රව්ය සංවර්ධනය දිගු හා උද්යෝගිමත් ගමනක් ගොස් ඇත. මුල්ම ට්රාන්ස්ෆෝමර් හරයන් චුම්භක ද්රව්ය ලෙස සාමාන්ය කාබන් වානේ වයර් හෝ කාබන් වානේ භාවිතා කළේය. 1885 දී, හංගේරියාවේ ගුන්ස් කර්මාන්ත ශාලාව සංවෘත චුම්භක පරිපථයක් සහිත පළමු තනි-අදියර ට්රාන්ස්ෆෝමරය සංවර්ධනය කළ අතර එහි යකඩ හරය මෙම වර්ගයේ ද්රව්ය වලින් සාදන ලදී.
1900 දී, ඉංග්රීසි ජාතිකයෙකු වන ආර්.ඒ. හැඩ්ෆීල්ඩ් සහ තවත් අය සොයා ගත්තේ මෘදු වානේ වලට සිලිකන් එකතු කිරීමෙන් ප්රතිරෝධය වැඩි දියුණු කළ හැකි බවත්, සුළි ධාරාව සහ හිස්ටෙරසිස් පාඩු අඩු කළ හැකි බවත්, "මූලික වයසට යාමේ" සංසිද්ධිය සමනය කළ හැකි බවත්ය. 1903 දී, එක්සත් ජනපදය සහ ජර්මනිය උණුසුම්-රෝල් කරන ලද සිලිකන් වානේ තහඩු නිෂ්පාදනය කිරීම ආරම්භ කළ අතර, එය සිලිකන් වානේ තහඩු යුගයේ ආරම්භය සනිටුහන් කළේය.
උණුසුම් රෝල් කරන ලද සිලිකන් වානේ තහඩු අසමාන ක්රියාකාරිත්වය සහ ඉහළ පාඩු වැනි ගැටළු ඇති කරයි. 1930 ගණන්වලදී, සීතල-රෝල් කරන ලද සිලිකන් වානේ තහඩු තාක්ෂණයේ ඉදිරි ගමනක් සිදු කරන ලදී. 1933 දී, ගෝස් පෙරළෙන දිශාව ඔස්සේ ඉහළ චුම්භක ගුණ සහිත 3% Si වානේ නිපදවීමට සීතල රෝල් කිරීමේ සහ ඇනීලිං ක්රම දෙකක් භාවිතා කළේය. 1935 දී, එක්සත් ජනපදයේ ආම්කෝ වානේ සමාගම සීතල-රෝල් කරන ලද දිශානුගත සිලිකන් වානේ නිෂ්පාදනය ආරම්භ කිරීම සඳහා වෙස්ටිංහවුස් සමාගම සමඟ සහයෝගයෙන් කටයුතු කළේය.
1960 ගණන්වලින් පසු, ප්රධාන කාර්මික රටවල් ක්රමයෙන් උණුසුම්-රෝල් කරන ලද සිලිකන් වානේ තහඩු නිෂ්පාදනය නතර කර වඩා හොඳ කාර්ය සාධනයක් සහිත සීතල-රෝල් කරන ලද සිලිකන් වානේ තහඩු වෙත යොමු විය. 1964 දී, ජපානයේ නිපොන් වානේ සංස්ථාව ඉහළ පාරගම්යතාවයෙන් යුත් ධාන්ය නැඹුරු සීතල-රෝල් කරන ලද සිලිකන් වානේ තහඩු (Hi-B වානේ) සංවර්ධනය කළ අතර, ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල බරක් නොමැති පාඩු තවදුරටත් අඩු කළේය.
1970 ගණන්වලදී, අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ ද්රව්ය ඓතිහාසික වේදිකාවට පිවිසියේය. 1974 දී, යුනයිටඩ් ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රොනික්ස් කෝපරේෂන් යකඩ මත පදනම් වූ අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ සංවර්ධනය කළ අතර, 1978 දී, එක්සත් ජනපදය 10KVA අස්ඵටික යකඩ හර ට්රාන්ස්ෆෝමර් සංවර්ධනය කළේය. මෙම නව වර්ගයේ ද්රව්යයට අතිශයින් අඩු යකඩ අලාභයක්, සාම්ප්රදායික සිලිකන් වානේ තහඩු වලින් 1/3-1/5 ක් පමණක් වන අතර, ට්රාන්ස්ෆෝමර් සඳහා බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ නව යුගයක් විවෘත කරයි.
යකඩ හර ද්රව්යවල ප්රධාන වර්ග සහ ලක්ෂණ
සිලිකන් වානේ තහඩුව
සිලිකන් වානේ තහඩුව යනු අතිශයින් අඩු කාබන් අන්තර්ගතයක් සහිත සිලිකන් යකඩවල මෘදු චුම්භක මිශ්ර ලෝහයකි, සාමාන්යයෙන් 0.5-4.5% සිලිකන් අන්තර්ගතයක් ඇත. සිලිකන් එකතු කිරීමෙන් යකඩවල විද්යුත් ප්රතිරෝධය සහ උපරිම චුම්භක පාරගම්යතාව වැඩි කළ හැකිය, බලහත්කාරය, හර අලාභය සහ චුම්භක වයසට යාම අඩු කළ හැකිය. සිලිකන් වානේ තහඩු කාණ්ඩ දෙකකට බෙදිය හැකිය: උණුසුම්-රෝල් කරන ලද සහ සීතල-රෝල් කරන ලද, සීතල-රෝල් කරන ලද තවදුරටත් දිශානුගත සහ නොනැඹුරු වර්ග වලට බෙදා ඇත.
සීතල රෝල් කරන ලද නොනැඹුරු සිලිකන් වානේ තහඩුව යනු 0.5% ~ 4.0% (Si+Al) මිශ්ර ලෝහයක් වන අතර එය 0.65mm, 0.5mm සහ 0.35mm දක්වා සීතල-රෝල් කර පසුව එය සෑදීම සඳහා ඇනීල් කර ආලේප කර ඇත. එහි ධාන්ය වයනය වර්ගය සාපේක්ෂව විසිරී ඇති අතර, එය සෑම දිශාවකටම සාපේක්ෂව ඒකාකාර චුම්භක ගුණ ඇත.
දිශානුගත සිලිකන් වානේ පහසුවෙන් චුම්භක කළ හැකි<001>දිශාවේ ඉහළ චුම්භක පාරගම්යතාව සහ අඩු පාඩු ලක්ෂණ ඇති අතර එය ට්රාන්ස්ෆෝමර් වැනි ස්ථිතික බල උපකරණවල චුම්භක සන්නායකතා අවශ්යතා සපුරාලයි. සාමාන්ය දිශානුගත සිලිකන් වානේ (CGO) හි සාමාන්ය ධාන්ය දිශානති අපගමන කෝණය 7° පමණ වන අතර සන්තෘප්ත චුම්භක සංවේදීතා අගය B8 1.82Tesla ට වඩා වැඩිය; ඉහළ චුම්භක දිශානති නැඹුරු සිලිකන් වානේ (Hi-B) හි සාමාන්ය ධාන්ය දිශානති අපගමන කෝණය 3° පමණ වන අතර B8 අගය 1.90 Tesla ට වඩා වැඩිය.
අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහය
අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහය යනු ද්රව්ය අනුකෘතිය තුළ අහඹු ලෙස බෙදා හරින ලද පරමාණු සහිත ලෝහමය ක්රියාකාරී ද්රව්යයකි, එය "වීදුරු" සංයුතියක් ඇත. සාමාන්ය අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහයක 80% යකඩ අඩංගු වන අතර ඉතිරි සංරචක බෝරෝන් සහ සිලිකන් වේ. මෙම ද්රව්යයට ඉහළ සන්තෘප්ත චුම්භක ප්රේරණ ශක්තිය (1.54T), ඉහළ චුම්භක පාරගම්යතාව, අඩු උද්දීපන ධාරාව සහ අතිශයින් අඩු යකඩ අලාභය යන ලක්ෂණ ඇත.
යකඩ මත පදනම් වූ අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහවල යකඩ අලාභය දිශානුගත සිලිකන් වානේ තහඩු වලින් තුනෙන් එකක සිට පහෙන් එකක් පමණක් වන අතර එමඟින් සාම්ප්රදායික සිලිකන් වානේ ට්රාන්ස්ෆෝමර් හා සසඳන විට අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල බරක් නොමැති අලාභය 70% සිට 80% දක්වා අඩු වේ. අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහවල සන්තෘප්ත චුම්භක ප්රවාහ ඝනත්වය සාපේක්ෂව අඩුය (1.5T පමණ), එබැවින් ශ්රේණිගත චුම්භක ප්රවාහ ඝනත්වය සාමාන්යයෙන් 1.3-1.4T ලෙස තෝරා ගනු ලැබේ.
අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ තීරුවේ ඝණකම අතිශයින් තුනී වන අතර එය 0.03mm පමණි, එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස අස්ඵටික යකඩ හරය සඳහා ලැමිෙන්ෂන් සංගුණකය 80% ක් පමණ වේ. අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහවල සිලිකන් වානේ තහඩු වලට වඩා අඩු නිශ්චිත ගුරුත්වාකර්ෂණයක් තිබුණද, යකඩ හරයේ බර තවමත් සාපේක්ෂව බරයි.
මූලික ව්යුහ නිර්මාණය
ට්රාන්ස්ෆෝමර් හර ව්යුහයේ සැලසුම ද සැලකිය යුතු පරිණාමයකට භාජනය වී ඇත. මුල්ම ලැමිෙන්ටඩ් යකඩ හරයේ සිට, C-හැඩැති යකඩ හරය දක්වා, පසුව වළලු හැඩැති (දඟර යකඩ හරය) යකඩ හරය දක්වා, සෑම ව්යුහයකටම තමන්ගේම ලක්ෂණ සහ වාසි ඇත.
රවුම් යකඩ හරය සෑදී ඇත්තේ තදින් තුවාල වූ ඔරලෝසු දඟරයක් මෙන් සිලිකන් වානේ තීරු එතීමෙනි. මෙම වර්ගයේ යකඩ හරයට වායු පරතරයන් නොමැතිව අඛණ්ඩ චුම්භක පරිපථයක් ඇති අතර එමඟින් අඩු චුම්භක ප්රතිරෝධයක් සහ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇති වේ. එකම ධාරිතාවයකින් යුත් ලැමිෙන්ටඩ් ට්රාන්ස්ෆෝමර් සමඟ සසඳන විට, ටොරොයිඩ් ට්රාන්ස්ෆෝමර් කුඩා ප්රමාණය, සැහැල්ලු බර සහ අඩු චුම්භක කාන්දු වීමේ වාසි ඇත.
අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ ට්රාන්ස්ෆෝමර් සඳහා, ඒවායේ ද්රව්ය කැපීමේ දුෂ්කරතාවය නිසා, ඒවා සාමාන්යයෙන් දඟර යකඩ හර ව්යුහයන් ලෙස නිර්මාණය කර ඇත. තනි-අදියර ට්රාන්ස්ෆෝමරයක හර ව්යුහය රාමුවක් වන අතර, ත්රි-අදියර ට්රාන්ස්ෆෝමරයක හර ව්යුහය රාමු හතරක් ත්රි-අදියර පහේ තීරු ව්යුහයකට සමාන ව්යුහයකට ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් සෑදී ඇත. මෙම ව්යුහය මඟින් චුම්බක පරිපථයේ ස්වාධීන රාමු දෙකක් මත එක් එක් අදියර එතීෙම් තැබීමට හැකියාව ලබා දෙන අතර, තුන්වන හාර්මොනික් චුම්භක ප්රවාහයේ බලපෑම ඵලදායී ලෙස ඉවත් කරයි.
යකඩ හර ද්රව්ය නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය
සිලිකන් වානේ තහඩු නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය සංකීර්ණයි, විශේෂයෙන් නැඹුරු සිලිකන් වානේ තහඩු. එහි නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය සංකීර්ණයි, ක්රියාවලි කවුළුව පටුයි, සහ නිෂ්පාදන දුෂ්කරතාව ඉහළයි. එය "වානේ නිෂ්පාදනවල අත්කම්" ලෙස හැඳින්වේ.
සීතල-රෝල් කරන ලද දිශානත නොවන සිලිකන් වානේ තහඩු නිෂ්පාදන ක්රියාවලියට සාමාන්යයෙන් ඇතුළත් වන්නේ: උණුසුම් රෝලිං වානේ බිල්ට් හෝ අඛණ්ඩ වාත්තු බිල්ට් 2.3mm පමණ ඝනකමකින් යුත් දඟරවලට, පසුව අම්ල සේදීම, සීතල රෝල් කිරීම, ඇනීලිං සහ පරිවාරක පටල ආලේපන ක්රියාවලීන් අනුගමනය කරයි. ඉහළ සිලිකන් නිෂ්පාදන සඳහා, උණුසුම් රෝල් කිරීමෙන් පසු ඒවා මුලින්ම 800-850 ℃ ට සාමාන්යකරණය කිරීම අවශ්ය වේ, පසුව අම්ල සේදීම, නිශ්චිත ඝනකමකට සීතල රෝල් කිරීම, ඇනීලිං කිරීම, පසුව අඩු අඩු කිරීමේ අනුපාතයකින් සීතල රෝල් කිරීම සහ අවසානයේ අවසාන ඇනීලිං කිරීම අවශ්ය වේ.
අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ නිපදවීම සඳහා වඩාත් පොදු ක්රමය වන්නේ අධිවේගී භ්රමණය වන තඹ එතීෙම් රාමුවක් මත උණු කළ ලෝහ වාෂ්ප ඉසීමයි, සහ උණු කළ ලෝහය සිසිල් කර 106 ℃/s අනුපාතයකින් තුනී ඉළ ඇට බවට ඝන කර ඇත. හොඳ චුම්භක ගුණ ලබා ගැනීම සඳහා නිවාදැමීමෙන් සාදන ලද ඉහළ අභ්යන්තර ආතතිය 200 ℃ සහ 280 ℃ අතර ඇනීල් කිරීම මගින් අඩු කළ යුතුය.
යකඩ හර ද්රව්යවල බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ ප්රතිලාභ
ට්රාන්ස්ෆෝමර් බොහෝ වන අතර බල පද්ධතියේ විශාල ධාරිතාවක් ඇති බැවින් සැලකිය යුතු මුළු පාඩු ඇති වේ. චීනයේ ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල මුළු පාඩුව පද්ධතියේ විදුලි උත්පාදනයෙන් 10% ක් පමණ වන බව ඇස්තමේන්තු කර ඇත. පාඩු 1% කින් අඩු කිරීමෙන් වාර්ෂිකව කිලෝවොට් පැය බිලියන ගණනක විදුලිය ඉතිරි කර ගත හැකිය.
අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ යකඩ හර ට්රාන්ස්ෆෝමර් සැලකිය යුතු බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ බලපෑම් ඇති කරයි. S9 ශ්රේණියේ සිලිකන් වානේ ට්රාන්ස්ෆෝමර් හා සසඳන විට SH12 ශ්රේණියේ අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ හර ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල බරක් නොමැති වීම 75% කින් පමණ අඩු වේ. සාම්ප්රදායික ට්රාන්ස්ෆෝමර් වලට වඩා අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ ට්රාන්ස්ෆෝමර් මිල අධික වුවද, ඒවායේ මෙහෙයුම් පිරිවැය අතිශයින් අඩු වන අතර ආයෝජන ආපසු ගෙවීමේ කාලය සාමාන්යයෙන් අවුරුදු 2-5 අතර වේ.
ෂැංහයි, ජියැන්ග්සු සහ ෂෙජියැං පළාත් නියෝජනය කරන ආර්ථික වශයෙන් දියුණු කලාප මහා පරිමාණයෙන් අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ ට්රාන්ස්ෆෝමර් භාවිතා කර ඇත.ජියැන්ග්සු විදුලි බල සමාගම අනාගතයේදී නව සහ ප්රතිසංස්කරණය කරන ලද රේඛා ස්ථාපනය කිරීමට පවා සැලසුම් කර ඇති අතර, අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ ට්රාන්ස්ෆෝමර් භාවිතය 30% ට නොඅඩු විය යුතුය.
යකඩ හර ද්රව්යවල සංවර්ධන ප්රවණතාවය
යකඩ හර ද්රව්ය අඩු යකඩ අලාභය සහ ඉහළ චුම්භක ප්රේරණය දෙසට වර්ධනය වෙමින් පවතී. අඩු යකඩ අලාභය ඉහළ කාර්යක්ෂමතා මෝටර සඳහා දිශානුගත නොවන සිලිකන් වානේ ඇතුළු සිලිකන් වානේ තහඩු සඳහා, තුනී පිරිවිතර අතිශය අඩු යකඩ අලාභය ඉහළ චුම්භක ප්රේරණය නැඹුරු සිලිකන් වානේ සහ මධ්යම සහ ඉහළ සංඛ්යාත බලශක්ති ඉතිරිකිරීමේ විදුලි උපකරණ සඳහා ඉහළ සිලිකන් වානේ.
ඉහළ සිලිකන් වානේ (4.5%~6.7% Si සහිත Si Fe මිශ්ර ලෝහය) ඉහළ සංඛ්යාතවලදී සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරන ලද යකඩ අලාභය, ඉහළ උපරිම චුම්භක පාරගම්යතාව සහ අඩු තදබලතාවය යන ලක්ෂණ ඇත. නමුත් එහි Si අන්තර්ගතය ඉතා ඉහළ වන අතර කාමර උෂ්ණත්වයේ දී එහි ප්ලාස්ටික් බව අතිශයින් දුර්වල බැවින් එය රෝල් කිරීමට සහ සෑදීමට අපහසු වේ. වර්තමානයේ, දිශානුගත නොවන 6.5% Si Fe මිශ්ර ලෝහ ද්රව්ය ප්රධාන වශයෙන් සිලිකන් ආක්රමණ ක්රියාවලිය හරහා සකස් කෙරේ.
නැනෝ වෙනස් කරන ලද ද්රව්ය සහ ජෛව පාදක ද්රව්ය ද අනාගත සංවර්ධන දිශාවන්ගෙන් එකකි. පාරිසරික ආරක්ෂාව සඳහා වැඩිවන ඉල්ලුමත් සමඟ, විෂ නොවන, ජෛව හායනයට ලක්විය හැකි හෝ ප්රතිචක්රීකරණය කළ හැකි යකඩ හර ද්රව්ය සංවර්ධනය වැදගත් පර්යේෂණ දිශාවක් බවට පත්වනු ඇත.
නිගමනය
ට්රාන්ස්ෆෝමර් හර ද්රව්යවල පරිණාමය ද්රව්ය විද්යාවේ සහ විදුලි ඉංජිනේරු විද්යාවේ පරිපූර්ණ සංයෝජනයක් දැක තිබේ. සාමාන්ය කාබන් වානේ සිට සිලිකන් වානේ තහඩු දක්වා සහ පසුව අස්ඵටික මිශ්ර ලෝහ දක්වා, සෑම ද්රව්යමය දියුණුවක්ම ට්රාන්ස්ෆෝමර්වල බලශක්ති කාර්යක්ෂමතා මට්ටම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කර ඇත.
බලශක්ති සංරක්ෂණය සහ විමෝචනය අඩු කිරීම ගෝලීය සම්මුතියක් බවට පත්ව ඇති අද ලෝකයේ, කාර්යක්ෂම යකඩ හර ද්රව්ය තෝරා ගැනීම ආර්ථික ප්රතිලාභවලට පමණක් නොව, පාරිසරික වගකීමකට ද සම්බන්ධ වේ. අනාගතයේදී, නව ද්රව්ය හා ක්රියාවලීන් අඛණ්ඩව මතුවීමත් සමඟ, ට්රාන්ස්ෆෝමර් හරයන් අඩු පාඩු සහ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව කරා වර්ධනය වෙමින්, හරිත හා අඩු කාබන් බලශක්ති පද්ධතියක් ගොඩනැගීමට දායක වනු ඇත.
පළ කිරීමේ කාලය: අගෝස්තු-29-2025
