ورق هسته مغناطسی

ورق هسته مغناطیسی 1

ورق‌ هسته مغناطیسی آلیاژی فولادی است که به صورت نورد سرد شده می‌ باشد، که برای بالا بردن مقاومت الکتریکی به منظور کاهش تلفات و نیز هدایت بهتر شار مغناطیسی، دانه‌ های سیلیکون بدان اضافه شده است. همچنین با هدف پایین آوردن سطح مقطع شار عبوری و به تبع آن کاهش مقدار جریان‌ گردابی2 و تلفات فوکو3 القا شده در آن‌ ها، ورق‌ های مذکور بصورت عایق‌ شده از یکدیگر می‌ باشند، و در یک سطح مقطع کلی مشخص هر چقدر ضخامت این ورق‌ ها کمتر و تعداد آن‌ ها بیشتر باشد، تلفات بوجود آمده در آن‌ ها کمتر خواهد بود.

پارامتر های مهم و اساسی در ورق هسته مغناطیسی

برای توصیف و مقایسه کیفیت هسته‌ های مغناطیسی چند پارامتر مهم و اساسی در وجود دارد، که توجه به آن‌ ها از ضرورت ویژه‌ ای برخوردار است. این پارامترها عبارتند از :

  • میزان سیلیکون: عنصر سیلیکون به منظور کاهش مقاومت (رلوکتانس4) مغناطیسی (شارش بهتر میدان مغناطیسی) و همین‌ طور افزایش مقاومت الکتریکی هسته (که منجر به کاهش تلفات هسته می‌ گردد) بدان افزوده می‌ شود. از اینرو میزان سیلیکون موجود در آنالیز شیمیایی هسته‌ های مغناطیسی از پارامترهای مهم هسته‌ های مغناطیسی می‌ باشند.
  • جهت‌ دهی کریستالی: کریستال‌ ها یا به‌ عبارتی دانه‌ های سازنده هسته، اگر بطور تصادفی پراکنده شده باشند و مداخله‌ ای برای جهت‌ دهی آن‌ ها صورت نگرفته‌ باشد، بصورت غیرجهت‌ داده شده (CRNGO5) خواهند بود، لیکن اگر در جهت‌ دهی کریستال‌ های هسته به‌ هنگام فرآیند تولید مداخله‌ ای صورت گرفته و بتوان تمامی و یا اکثریت آن‌ ها را در یک راستا، جهت‌ دهی کرد، هسته قابلیت گذردهی عبور شار مغناطیسی بیشتری داشته و از مرغوبیت بالاتری برخوردار خواهد بود، که به این دسته از هسته‌ های مغناطیسی، “هسته‌ های مغناطیسی جهت داده شده (CRGO6)” اطلاق می‌ شود.
  • ضخامت ورق: مطابق رابطه زیر که برای اندازه‌ گیری تلفات فوکوی یک هسته مغناطیسی استفاده می‌ گردد، هر چه ضخامت ورق کمتر باشد، جریان گردابی القا شده در آن کمتر و به تبع آن تلفات الکتریکی آن نیز کمتر خواهد بود. در نتیجه ورق‌ هسته مغناطیسی نازک‌ تر عملکرد بهتری نسبت به انواع ضخیم‌ تر دارد.
  • سطح اشباع مغاطیسی7: هسته‌ های مغناطیسی سطح اشباع مشخصی برای چگالی فلوی مغناطیسی عبوری از خود دارند، که اعمال چگالی فلوی مغناطیسی بیشتر از آن سبب شارش بیشتر شار نشده و تنها باعث تلف‌ شدن بیشتر انرژی می‌ گردد. مقدار این پارامتر بستگی به جنس و گرید ورق هسته مغناطیسی داشته و هر چه عدد آن بیشتر باشد، مطلوب‌ تر است.
  • تلفات واحد وزن هسته8: “میزان سیلیکون” جهت‌ دهی کریستالی9 “و ” ضخامت ورق”، بعنوان پارامترهای اساسی در تعیین کیفیت هسته نهایتا منجر به افزایش و یا کاهش تلفات هسته در واحد وزن می‌ شوند، که پارامتری بسیار اساسی و تعیین‌ کننده در انتخاب هسته می‌ باشد. از اینرو شرکت‌ های سازنده هسته معمولا “میزان تلفات هسته در واحد وزن” و همین‌ طور “سطح اشباع مغناطیسی هسته” را بعنوان معیارهای اصلی در کیفیت‌ سنجی هسته در دیتاشیت محصولات تولیدی‌ خود گزارش‌ می‌ نمایند.

برای آگاهی از جزئیات و انواع گریدهای هریک از انواع ورق های مغناطیسی می‌ توانید به محتوای مربوطه بخش ورق هسته مغناطیسی جهت داده شده و ورق هسته مغناطیسی غیرجهت داده شده مراجعه نمایید.

جدول زیر محل کاربرد گریدهای مختلف هسته‌ های مغناطیسی را نشان می‌ دهد:

مورد کاربرد

ماشین‌های گردان

(موتور – ژنراتور)

ترانسقورماتورها و چوک‌های کم توان

ترانسفورماتورهای شبکه

(توزیع – فوق‌توزیع – قدرت)

یوک کوره‌القایی

مشخصات ورق هسته

نوع هسته

ضخامت ورق

(mm)

CRNGO

0.50

  

0.35

 

CRGO

0.35

  

0.30

  

0.23-0.27

  

 

CRGO

کم‌تلفات

0.23-0.30

  

 

CRGO

فوق‌کم‌تلفات

0.23-0.27

  

 

 

فرآوری ورق‌ هسته مغناطیسی

هسته‌ های مورّق مغناطیسی در سطح جهان توسط سازندگان محدودی بصورت رول تولید و عرضه می‌ گردد. محصول خروجی تمامی این تولیدکنندگان بصورت رول بوده و خریداران با توجه به نیاز خود در جهت فرآوری آن‌ ها اقدام می‌ نمایند. دیاگرام زیر مراحل فرآوری و اشکال نهایی ورق‌ های مورد استفاده در ساخت انواع هسته‌ های مغناطیسی را نشان می‌ دهد:

1- Magnetic Core Sheet

2- Eddy Current

3- Foucault Losses

4- (Magnetic) Reluctance

5- Cold Rolled Non Grain-Oriented

6- Cold Rolled Grain-Oriented

7- Magnetic Saturation Point

8- Losses Per Kg

9- Crystal Orientation