لماذا تكون السبائك غير المتبلورة أرق من صفائح الفولاذ السيليكوني؟

أن محول من سبيكة غير متبلورةهو نوع جديد من المحولات الموفرة للطاقة يستخدم قلبًا مصنوعًا من سبيكة غير متبلورة تستخدم محولات ذات قلب من سبائك غير متبلورة مادة شريطية في قلبها. توفر هذه المحولات فوائد كبيرة في توفير الطاقة وحماية البيئة. فمقارنةً بمحولات S13، ينخفض ​​فقد الطاقة في حالة عدم التحميل بنسبة 57%، ومقارنةً بمحولات S11 بنسبة 64%، ومقارنةً بمحولات S9 بنسبة 72%.

أثناء عملية التشكيل، تتعرض السبيكة غير المتبلورة لتبريد سريع وتولد إجهادًا عند لف القلب. مادة قلب السبيكة غير المتبلورة حساسة للغاية للإجهاد الميكانيكي، حيث يمكن أن يؤثر كل من إجهاد الشد والانحناء على خصائصها المغناطيسية. لتحقيق خصائص فقد مناسبة، يجب أن يخضع قلب السبيكة غير المتبلورة لعملية تلدين في ظل ظروف مجال مغناطيسي محددة بعد التشكيل. ومع ذلك، فإن عملية التلدين معقدة وتتطلب دقة عالية. نظرًا لأن فقد قلب السبيكة غير المتبلورة يزداد مع الضغط، يجب إيلاء عناية فائقة للتصميم الهيكلي لجسم المحول أثناء التلدين، إلى جانب اتخاذ تدابير مناسبة وفعالة. بعد التلدين، تصبح مادة قلب السبيكة غير المتبلورة هشة للغاية وعرضة لإنتاج الحطام، مما يستلزم اتخاذ تدابير عملية محددة أثناء الإنتاج. سمك رقائق قلب السبيكة غير المتبلورة رقيق للغاية، 0.025 مم فقط، أي أقل من عُشر سمك صفائح الفولاذ السيليكوني شائعة الاستخدام. عامل التراص لقلوب السبيكة غير المتبلورة منخفض نسبيًا، حيث يبلغ 0.86 فقط. تتميز السبائك غير المتبلورة بكثافة تدفق مغناطيسي منخفضة عند التشبع (حوالي 1.5 تسلا)، لذا فإن كثافة التدفق المغناطيسي المقدرة لنوى هذه السبائك (1.3-1.4 تسلا) أقل من كثافة التدفق المغناطيسي المقدرة لصفائح الفولاذ السيليكوني المدرفلة على البارد (1.6-1.7 تسلا). ونتيجة لذلك، فإن تصميم المنتج مقيد بخصائص المادة.

أداء محولات السبائك غير المتبلورة

تفتقر مادة السبيكة غير المتبلورة القائمة على الحديد، والمستخدمة في قلب المحولات ذات السبائك غير المتبلورة، إلى بنية بلورية، مما ينتج عنه قدرة مغناطيسية منخفضة ومقاومة عالية، الأمر الذي يقلل بشكل كبير من فقد التيارات الدوامية. ونتيجة لذلك، يكون فقد التيار في حالة اللاحمل وتيار اللاحمل في المحولات التي تستخدم قلبًا من السبائك غير المتبلورة منخفضين للغاية. يبلغ فقد التيار في حالة اللاحمل في محولات قلب السبائك غير المتبلورة حوالي 35% فقط من فقد التيار في محولات التوزيع من النوع S11، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للمناطق ذات الأحمال الكهربائية المتقلبة، مثل المناطق الريفية والمدن والمدارس وإنارة الشوارع. ومع ذلك، يعتقد البعض أن فقد التيار في حالة اللاحمل في محولات قلب السبائك غير المتبلورة قد يزداد بمرور الوقت. هذا القلق غير مبرر لأن درجة حرارة كوري للسبيكة غير المتبلورة تبلغ حوالي 415 درجة مئوية، ودرجة حرارة تبلورها 550 درجة مئوية. هذه الدرجات الحرارية مرتفعة بما يكفي لعمليات مثل معالجة الشرائح غير المتبلورة، والتلدين اللاحق لتشكيل القلب، ودرجات حرارة التشغيل العادية، والاستقرار الحراري في حالة قصر الدائرة، لذا فإن المخاوف بشأن التبلور لا أساس لها من الناحية العملية.

الأداء الاقتصادي والمنافع الاجتماعية

بفضل انخفاض فقد الطاقة في حالة عدم التحميل لمحولات القلب المصنوعة من سبائك غير متبلورة، فإنها توفر وفورات كبيرة في الطاقة، وتقلل بشكل فعال من الفاقد المرتبط بالمحولات في خطوط شبكة الكهرباء. في ظل ظروف السوق الحالية، تُظهر دراسة اقتصادية مقارنة بين محولات التوزيع ثلاثية الطور من نوع SH15 المغمورة بالزيت والمصنوعة من سبائك غير متبلورة، ومحولات التوزيع ثلاثية الطور المغمورة بالزيت من نوع S9، أن فترة استرداد الاستثمار لمحولات التوزيع ذات القلب المصنوع من سبائك غير متبلورة تزيد قليلاً عن ثلاث سنوات، وبعدها يمكن للمستخدمين جني فوائد طويلة الأجل. يبلغ الطلب السنوي على المحولات في الصين حوالي 100 مليون كيلو فولت أمبير. في حال اعتماد محولات القلب المصنوعة من سبائك غير متبلورة بشكل كامل، يمكن أن تتجاوز الوفورات السنوية في الكهرباء 20 مليار كيلوواط ساعة، مما يؤدي إلى خفض تكاليف استهلاك الطاقة بما يقارب 10 مليارات يوان. إضافةً إلى ذلك، سيحقق هذا فوائد بيئية كبيرة من خلال تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي، والحد من النفايات غير القابلة لإعادة التدوير. من منظور طويل الأجل، يمكن أن يؤدي الترويج للمحولات ذات النواة المصنوعة من السبائك غير المتبلورة إلى توفير طاقة كبيرة للبلاد مع تحقيق فوائد بيئية ملحوظة، مما يجعلها جديرة بالاعتماد على نطاق واسع.