عملکرد یک هسته فلزی آمورف در شرایط فرکانس بالا چگونه است؟

اوه، چه خبر همه! من تامین کننده هسته های فلزی بی شکل هستم، و امروز می خواهم در مورد نحوه عملکرد این پسران بد در شرایط فرکانس بالا صحبت کنم.

اول از همه، بیایید به بررسی دقیق هسته های فلزی بی شکل بپردازیم. آنها از نوع خاصی از آلیاژ فلزی ساخته شده اند که ساختاری غیر کریستالی دارد. این با فلزات کریستالی سنتی متفاوت است و به هسته های فلزی آمورف خواص منحصر به فردی می دهد.

تلفات اصلی در موقعیت های با فرکانس بالا

یکی از مهمترین مواردی که در مورد عملکرد یک هسته فلزی آمورف در شرایط فرکانس بالا باید به آن توجه کرد، تلفات هسته است. تلفات هسته اساساً انرژی است که به عنوان گرما در هسته ترانسفورماتور یا سایر وسایل الکتریکی تلف می شود.

در فرکانس‌های بالا، هسته‌های آهنی سنتی تلفات هسته‌ای بسیار بالایی دارند. این به دلیل دو عامل اصلی است: کاهش هیسترزیس و از دست دادن جریان گردابی. از دست دادن پسماند زمانی اتفاق می‌افتد که میدان مغناطیسی در هسته تغییر جهت دهد، و حوزه‌های مغناطیسی در هسته باید دوباره هم‌تراز شوند. از طرف دیگر، از دست دادن جریان گردابی ناشی از جریان های در گردشی است که به دلیل تغییر میدان مغناطیسی در خود هسته ایجاد می شود.

هسته‌های فلزی آمورف در اینجا یک تغییر بازی هستند. ساختار غیر کریستالی منحصر به فرد آنها به این معنی است که حوزه های مغناطیسی می توانند راحت تر دوباره مرتب شوند. این منجر به تلفات هیسترزیس به میزان قابل توجهی در مقایسه با هسته های آهنی سنتی می شود. همچنین فلزات آمورف مقاومت الکتریکی بالایی دارند. این مقاومت بالا باعث کاهش جریان های گردابی می شود که می تواند در هسته ایجاد شود و در نتیجه تلفات جریان گردابی را نیز کاهش می دهد.

به عنوان مثال، در یکترانسفورماتور فلزی آمورفاستفاده از یک هسته فلزی آمورف می تواند منجر به تلفات هسته شود که تا 70٪ کمتر از ترانسفورماتورهای سنتی با هسته آهنی است. این یک معامله بزرگ است، به خصوص در برنامه های با فرکانس بالا که هر ذره بهره وری انرژی اهمیت دارد.

نفوذپذیری و پاسخ فرکانس بالا

یکی دیگر از جنبه های کلیدی عملکرد، نفوذپذیری است. نفوذپذیری معیاری است که نشان می دهد میدان مغناطیسی چقدر آسان می تواند از یک ماده عبور کند. در کاربردهای فرکانس بالا، نفوذپذیری اولیه بالا اغلب مطلوب است.

هسته های فلزی آمورف دارای نفوذپذیری اولیه عالی حتی در فرکانس های بالا هستند. این بدان معنی است که آنها می توانند انرژی مغناطیسی را از سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه در ترانسفورماتور به طور موثر انتقال دهند. وقتی فرکانس بالا می رود، میدان مغناطیسی با سرعت بیشتری تغییر می کند. با یک هسته فلزی آمورف، هسته همچنان می‌تواند با این تغییرات سریع مطابقت داشته باشد و از عملکرد روان ترانسفورماتور اطمینان حاصل کند.

فرض کنید با یک سر و کار داریدترانسفورماتور سه فاز غوطه ور روغنیبا فرکانس نسبتاً بالا کار می کند. نفوذپذیری بالای هسته فلزی آمورف امکان جفت شدن بهتر بین فازها را فراهم می کند. این منجر به ولتاژ خروجی پایدارتر و عملکرد کلی بهتر ترانسفورماتور می شود.

اشباع و محدودیت های فرکانس بالا

با این حال، همه چیز آفتاب و رنگین کمان نیست. هسته های فلزی آمورف در مورد عملکرد فرکانس بالا دارای محدودیت هایی هستند. یکی از مسائل اصلی اشباع است. اشباع زمانی اتفاق می‌افتد که میدان مغناطیسی در هسته به نقطه‌ای می‌رسد که نمی‌تواند بیشتر از این افزایش یابد، مهم نیست که چقدر جریان در سیم‌پیچ افزایش یافته است.

در فرکانس های بسیار بالا، میدان مغناطیسی می تواند به سرعت تغییر کند که ممکن است هسته به راحتی شروع به اشباع کند. هنگامی که اشباع اتفاق می افتد، هسته توانایی خود را برای انتقال موثر انرژی مغناطیسی از دست می دهد و عملکرد دستگاه می تواند به طور قابل توجهی کاهش یابد.

برای مقابله با این موضوع، مهندسان اغلب باید مدار مغناطیسی و شرایط عملیاتی را با دقت طراحی کنند. به عنوان مثال، در یکترانسفورماتور سه فاز، ممکن است تعداد چرخش ها در سیم پیچ ها یا اندازه هسته را تنظیم کنند تا از اشباع در فرکانس های بالا جلوگیری کنند.

دما و عملکرد فرکانس بالا

دما همچنین نقش مهمی در عملکرد هسته های فلزی آمورف تحت شرایط فرکانس بالا ایفا می کند. از آنجایی که هسته در فرکانس های بالا کار می کند، به دلیل تلفات هسته ای که قبلا در مورد آن صحبت کردیم، گرما تولید می کند.

دماهای بالا می تواند تأثیر منفی بر خواص مغناطیسی فلز بی شکل داشته باشد. به عنوان مثال، نفوذپذیری ممکن است با افزایش دما کاهش یابد و تلفات هسته ممکن است افزایش یابد. این می تواند به یک چرخه معیوب منجر شود که در آن تلفات بیشتر گرمای بیشتری تولید می کند که به نوبه خود عملکرد را بیشتر کاهش می دهد.

برای کاهش این امر، سیستم های خنک کننده مناسب ضروری است. در بسیاری از کاربردهای فرکانس بالا، ترانسفورماتورها با هسته‌های فلزی آمورف مجهز به مکانیزم‌های خنک‌کننده پیشرفته مانند خنک‌کننده روغن یا خنک‌کننده هوای اجباری هستند. این سیستم ها به حفظ دمای هسته در محدوده قابل قبولی کمک می کنند و عملکرد پایدار را تضمین می کنند.

کاربردها و مزایا در صنایع با فرکانس بالا

عملکرد هسته های فلزی آمورف در شرایط فرکانس بالا آنها را برای طیف وسیعی از کاربردها ایده آل می کند. در صنعت الکترونیک قدرت، آنها در منابع تغذیه سوئیچ فرکانس بالا استفاده می شوند. این منابع تغذیه باید بسیار کارآمد باشند، و تلفات هسته کم هسته های فلزی آمورف آنها را کاملا مناسب می کند.

در صنعت مخابرات از آنها در ترانسفورماتورهای فرکانس بالا برای انتقال سیگنال استفاده می شود. نفوذپذیری بالا و تلفات کم هسته ها تضمین می کند که سیگنال ها با حداقل اعوجاج و اتلاف انرژی منتقل می شوند.

در بخش انرژی های تجدیدپذیر، به ویژه در اینورترهای خورشیدی و مبدل های توربین بادی، هسته های فلزی آمورف نیز به طور فزاینده ای محبوب می شوند. این دستگاه‌ها اغلب در فرکانس‌های بالا کار می‌کنند و خواص صرفه‌جویی در انرژی هسته‌های فلزی آمورف می‌تواند کارایی کلی سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

نتیجه گیری و فراخوان برای اقدام

در مجموع، هسته های فلزی آمورف مزایای عملکرد شگفت انگیزی را در شرایط فرکانس بالا ارائه می دهند. تلفات هسته کم، نفوذپذیری بالا و سایر ویژگی های منحصر به فرد آنها آنها را به انتخابی برتر برای بسیاری از کاربردهای با فناوری پیشرفته تبدیل می کند.

اگر در بازار هسته های فلزی آمورف با کیفیت بالا برای پروژه های فرکانس بالا خود هستید، من اینجا هستم تا به شما کمک کنم. چه مهندسي به دنبال طراحي منبع تغذيه نسل آينده باشيد و چه صاحب مشاغلي باشيد كه با هدف بهبود كارايي سيستم هاي الكتريكي شما انجام مي شود، من مي توانم هسته هاي فلزي آمورف مناسبي را براي رفع نيازهاي شما در اختيار شما قرار دهم. فقط کافی است تماس بگیرید و ما می‌توانیم در مورد اینکه چگونه این هسته‌ها می‌توانند پروژه‌های شما را به سطح بعدی برسانند، صحبتی را آغاز کنیم.

مراجع

• چن، جی، و یانگ، جی (2018). تحلیل عملکرد فرکانس بالا ترانسفورماتورهای هسته فلزی آمورف مجله مهندسی برق.
• اسمیت، آر (2020). تاثیر دما بر خواص فرکانس بالا فلزات آمورف مجله بین المللی قدرت الکترونیک.
• وانگ، ال.، و ژانگ، اچ (2019). کاربرد هسته های فلزی آمورف در الکترونیک قدرت فرکانس بالا. بررسی الکترونیک قدرت.