قلب الحديد للمحول

 

النواة هي الجزء الرئيسي من الدائرة المغناطيسية في المحول. وهي تتكون عادة من صفائح فولاذية من السيليكون المدرفلة على الساخن أو المدرفلة على البارد مع محتوى عالي من السيليكون وسطح مطلي بطلاء عازل. يشكل قلب الحديد والملفات المحيطة به نظامًا كاملاً للحث الكهرومغناطيسي. تعتمد كمية الطاقة المنقولة بواسطة محول الطاقة على المادة ومساحة المقطع العرضي للنواة الحديدية.

 

 

2.1 قلب الجرح والقلب المصفح

2.1.1 قلب الحديد الجرح

يشيع استخدام قلب الجرح في المحولات الصغيرة والمتوسطة الحجم (أقل من 1000 كيلو فولت أمبير)، والمحولات، ومكبرات الصوت المغناطيسية، ومحولات التيار ذات التسلسل الصفري لحماة التسرب.

 

المواد المستخدمة في قلب الجرح عبارة عن صفائح فولاذية من السيليكون المدرفلة على البارد رفيعة للغاية ذات نفاذية عالية وشريط مغناطيسي ناعم مثل permalloy. سمك صفائح الفولاذ السيليكوني هو 0.18~0.30; سمك شريط بيرمالوي هو 0.03~0.10 ملم. بأخذ المحولات الصغيرة والمتوسطة الحجم كمثال، فإن استخدام قلب الجرح له المزايا التالية:

1) في ظل نفس الظروف، يتم تقليل فقدان عدم التحميل لقلب الجرح بنسبة 7% إلى 10% مقارنةً بالقلب الرقائقي؛ يمكن تقليل تيار عدم التحميل بنسبة 50% إلى 75%.

2) يمكن أن يكون قلب الجرح مصنوعًا من صفائح الفولاذ السليكونية الفولاذية المدرفلة على البارد، ذات النفاذية العالية، والتي يمكن أن تنتج محولات ذات خسائر أقل.

3) يتمتع قلب الجرح بقابلية معالجة جيدة، ولا يوجد مخلفات قص، ومعدل الاستخدام يصل إلى 100% تقريبًا. يمكنها أيضًا اعتماد التشغيل الميكانيكي، مما يزيل عملية التكديس، وتكون كفاءة الإنتاج أعلى بـ 5 إلى 10 مرات من تلك الخاصة بالقلب الرقائقي.

4) قلب الجرح نفسه كامل، ولا يحتاج إلى التثبيت عن طريق تثبيت أجزاء الدعم، ولا يحتوي على مفصل، لذلك في نفس ظروف القلب الرقائقي، يمكن تقليل ضوضاء المحول بنسبة 5 ~ 10 ديسيبل.

5) يبلغ معامل العملية لمحول الجرح الأساسي أحادي الطور حوالي 1.1 ؛ ثلاث مراحل أقل من 1.15؛ بالنسبة لقلوب الحديد الرقائقي، يبلغ معامل العملية ذات السعة الصغيرة حوالي 1.45، ومعامل العملية ذو السعة الكبيرة حوالي 1.15. ولذلك، فإن قلب الجرح مناسب بشكل خاص للمحولات الصغيرة والمتوسطة الحجم.

 

 

2.1.2 النوى الحديد الرقائقي

تعريف

يعد قلب الحديد الرقائقي مكونًا رئيسيًا يستخدم في محولات الطاقة والمحاثات والمحولات ومعدات الطاقة الأخرى. إنها مكونة من صفائح متعددة، ذات نفاذية عالية وخسارة تباطؤ منخفضة، والتي يمكنها تحسين كفاءة العمل واستقرار أداء المعدات بشكل فعال.

 

هيكل الحديد الرقائقي الأساسية

يتكون القلب الرقائقي من صفائح متعددة، كل منها مصنوعة من مادة عالية النفاذية، مثل الفولاذ السيليكوني. ويتم فصل هذه الصفائح بمادة عازلة لتكوين هيكل واحد. عادةً ما تكون قلوب الحديد الرقائقي مستطيلة أو دائرية الشكل للتكيف مع متطلبات المعدات المختلفة. في عملية تصنيع قلب الحديد الرقائقي، من الضروري أيضًا مراعاة عوامل مثل سمك الصفيحة واختيار المواد العازلة وعملية المعالجة لضمان أدائها وموثوقيتها. يشكل القلب الحديدي دائرة مغناطيسية مغلقة في المحول، وهو أيضًا الهيكل العظمي لملف التثبيت، وهو جزء مهم جدًا للأداء الكهرومغناطيسي والقوة الميكانيكية للمحول. القلب الحديدي هو جزء الدائرة المغناطيسية للمحول، والذي يتكون من عمود قلب حديدي (ملف مثبت على العمود) ونير حديدي (يربط قلب الحديد لتشكيل دائرة مغناطيسية مغلقة). من أجل تقليل فقدان التيار الدوامي والتباطؤ وتحسين التوصيل المغناطيسي للدائرة المغناطيسية، يتكون القلب الحديدي من {{0}}. صفائح فولاذية من السيليكون بسمك 35 مم ~ 0.5 مم ومغطاة بطلاء عازل. القسم الأساسي للمحول الصغير مستطيل أو مربع، والقسم الأساسي للمحول الكبير متدرج، وهو الاستفادة الكاملة من المساحة.

 

الميزات الأساسية مغلفة

نظرًا لأنه يتم تصنيع قلب ولف المحول الأساسي الرقائقي بشكل منفصل، يتم تكديس القلب أولاً، ثم تتم إزالة النير العلوي، ومن ثم يتم تركيب العزل الأساسي والملف، ويتم دعم الملف والعمود الأساسي بدعامة، وأخيرًا يتم إدخال النير الحديدي لإكمال تجميع الجسم.

 

يتميز هيكل المحول الأساسي الرقائقي بالخصائص التالية:

1. اتجاه التثبيت للقلب هو اتجاه سمك الصفيحة الأساسية، والتي يمكنها تثبيت اللب جيدًا؛

2. بالنسبة للملف الأسطواني ذو الطبقة المزدوجة، فإن الطبقة الداخلية للملف لا تحتوي على هيكل للملف؛

3. بسبب إزالة النير الحديدي العلوي أثناء التثبيت، يمكن تشديد العمود الأساسي والملف بسهولة عن طريق التثبيت.

4. يتم لف الملف بشكل منفصل، ويمكن غمس الملف بشكل منفصل بعد اللف.

 

 

2.1.3 مقارنة قلب الجرح الثلاثي الأبعاد والقلب الرقائقي وجوهر الجرح المسطح

1) قلب حديدي ثلاثي الأبعاد

نواة جرح ثلاثية الأبعاد: ترتيب ثلاثي الأبعاد لنواة حديدية مكونة من ثلاثة نوى جرح أحادية الإطار لها نفس الحجم الهندسي.

محول قلب الجرح ثلاثي الأبعاد: محول التوزيع ذو قلب الجرح ثلاثي الأبعاد كدائرة مغناطيسية.

ميزات العملية: يتكون القلب الحديدي بالكامل من ثلاثة إطارات مفردة متطابقة، ويتم ترتيب الأعمدة الأساسية الثلاثة للنواة الحديدية في مثلث متساوي الأضلاع. يتكون كل إطار من عدد من أحزمة المواد شبه المنحرفة التي يتم لفها على التوالي. يكون المقطع العرضي للإطار المفرد بعد اللف قريبًا من نصف دائري، والمقطع العرضي بعد الانقسام قريب جدًا من الدائرة بأكملها شبه المضلع. يتم لف حزام المواد شبه المنحرف بأحجام مختلفة للإطار المفرد بواسطة آلة قطع الخط القابلة للطي الخاصة. يمكن إجراء هذا النوع من معالجة القطع بدون معالجة المواد، أي أنه عند القطع، يكون معدل استخدام المواد 100%.

 

2) قلب الحديد الرقائقي

قلب الحديد الرقائقي: يتكون من خط إنتاج القص الطولي وخط إنتاج القص العرضي، ويتم معالجة شريط فولاذ السيليكون إلى شكل معين من صفائح فولاذ السيليكون، ثم يتم تكديس صفائح فولاذ السيليكون بطريقة معينة.

النواة الرقائقية لها ثلاثة عيوب:

توجد فجوات هوائية تتكون من العديد من المفاصل في الدائرة المغناطيسية مما يزيد من المقاومة المغناطيسية للدائرة المغناطيسية وبالتالي يزيد الفقد وعدم التحميل للتيار.

يتعارض اتجاه الدائرة المغناطيسية في بعض الأماكن مع اتجاه النفاذية المغناطيسية العالية لشريط السيليكون الصلب.

إن عدم وجود إحكام بين الشرائح لا يقلل من معامل التصفيح فحسب، بل الأهم من ذلك أنه يزيد من الضوضاء.

تأثير العملية على الخسارة

يؤدي القص الطولي والقص العرضي إلى زيادة فقدان الإجهاد الميكانيكي

اتجاه الدائرة المغناطيسية في الزاوية غير متوافق مع اتجاه الموصلية المغناطيسية مما يزيد من الفقد بشكل كبير

تعمل المفاصل على زيادة الفقد، وخاصة زيادة تيار عدم التحميل

معامل العملية هو 1.15 ~ 1.3

 

3) تأثير الهيكل على الدائرة المغناطيسية

في قلب المكدس التقليدي مع فجوة الهواء، من الواضح أن الدائرة المغناطيسية المقترنة بين طور التيار المتردد أطول بمقدار 1/2 من الدائرة المغناطيسية للمرحلة AB والمرحلة BC، وبالتالي فإن الدائرة المغناطيسية غير متوازنة، والمقاومة المغناطيسية للتيار المتردد المرحلة أكبر. عندما يتم تطبيق جهد ثلاثي الطور على المحول، ينتج القلب تدفقًا مغناطيسيًا متوازنًا ثلاثي الطور φA، φB، وφC.

عندما يمر التدفق المغناطيسي للتوازن ثلاثي الطور عبر الدائرة المغناطيسية غير المتوازنة، يكون انخفاض الجهد المغناطيسي للمرحلتين A وC كبيرًا، مما يؤثر على توازن الجهد ثلاثي الطور. يعد هذا الخلل في الدائرة المغناطيسية عيبًا هيكليًا لا يمكن التغلب عليه بالنسبة للمحولات المستوية.

 

4) قلب حديدي مسطح

نواة الجرح المسطحة: نواة حديدية مسطحة مرتبة تتكون من إطار واحد أو أكثر مع نوى جرح.

خصائص العملية: يتم أولاً جرح قلب الجرح المسطح بإطارين داخليين أصغر، بعد الجمع بين إطارين داخليين تم جرحهما، ثم جرح إطار خارجي أكبر في تركيبته الخارجية، يتم ترتيب الأعمدة الأساسية الثلاثة لقلب الجرح المسطح في الطائرة.

عيوب هيكل الجرح المسطح

تمامًا مثل قلب الجرح المسطح والقلب المصفح، يتم ترتيب الأعمدة الأساسية الثلاثة في مستوى، بحيث يكون طول الدائرة المغناطيسية للأعمدة الأساسية الثلاثة غير متناسق: طول الدائرة المغناطيسية للعمود الأوسط قصير، الدائرة المغناطيسية طول العمودين الجانبيين أطول، ويبلغ متوسط ​​طول الدائرة المغناطيسية حوالي 20%، مما يؤدي إلى اختلاف كبير في فقدان عدم التحميل للأعمدة الأساسية الثلاثة، وفقدان عدم التحميل للعمود الأوسط منخفض، و فقدان عدم التحميل العمودان الجانبيان كبيران، مما يؤدي إلى خلل في التوازن ثلاثي المراحل.

 

 

2.2 النوى أحادية الطور وثلاثية الطور

يحتوي القلب أحادي الطور على قلب مصفح ذو عمودين. هناك خمسة أنواع من النواة أحادية الطور ذات العمود الجانبي ذات أربعة أعمدة، والقلب الرقائقي من النوع المزدوج العمود أحادي الطور، والقلب الرقائقي من النوع المشع أحادي الطور. هناك أربعة أنواع من النواة ثلاثية الطور: قلب مصفح بعمود ثلاثي الطور، قلب مصفح بخمسة أعمدة ثلاثي الطور، قلب مصفح مزدوج الإطار ثلاثي الطور، قلب مصفح للمفاعل ثلاثي الطور.

يتكون قلب الحديد من جزأين: عمود حديدي ونير حديدي. العمود الأساسي مغطى باللف، ويربط النير الحديدي العمود الأساسي ليشكل دائرة مغناطيسية مغلقة. تظهر الخطة الأساسية للمحول في الشكل 1، الشكل 1 أ هو محول أحادي الطور، الشكل 1 ب هو محول ثلاثي الطور، يمكن تقسيم الهيكل الأساسي إلى جزأين، C هو جزء من الملف، يسمى العمود الأساسي. يتم استخدام Y لإغلاق جزء من الدائرة المغناطيسية يسمى النير. يحتوي المحول أحادي الطور على عمودين أساسيين، ويحتوي المحول ثلاثي الطور على ثلاثة أعمدة أساسية.

 

 

لأن التدفق المغناطيسي في قلب المحول هو تدفق مغناطيسي متناوب، من أجل تقليل فقدان التيار الدوامي، يتكون قلب المحول عمومًا من صفائح فولاذية من السيليكون ذات مقاومة كبيرة إلى حجم معين من رقاقة الحديد، وتتكون صفائح فولاذ السيليكون من يتم قطع قلب الحديد إلى الشكل والحجم المطلوب، ومن ثم يتم دمج ورقة التثقيب بطريقة متداخلة. يوضح الشكل 2أ القلب الحديدي لمحول أحادي الطور، حيث تتكون كل طبقة من 4 قطع تثقيب. يوضح الشكل 2 ب القلب الحديدي للمحول ثلاثي الطور، وتتكون كل طبقة من 6 قطع، ويطبق مزيج كل طبقتين من الشريحة ترتيبًا مختلفًا لترتيب مفاصل كل طبقة من الدائرة المغناطيسية. تسمى طريقة التجميع هذه بالتجميع المتداخل، ويمكن لهذا التجميع تجنب تدفق التيار الدوامي بين صفائح الفولاذ وصفائح الفولاذ. ولأن كل طبقة من طبقات التثقيب متشابكة، يمكن استخدام عدد أقل من أدوات التثبيت لجعل الهيكل بسيطًا عند الضغط على قلب الحديد. أثناء التجميع، يتم تكديس صفائح التثقيب أولاً لتشكل قلبًا حديديًا كاملاً، ومن ثم يتم تثبيت نير الحديد السفلي، وتتم إزالة لوحة تثقيب نير الحديد العلوي لكشف العمود الأساسي، ويتم وضع اللف الجاهز على العمود الأساسي، و وأخيرًا يتم إدخال لوحة تثقيب نير الحديد العلوي المستخرج.

 

 

2.3 القشرة والنوى الأساسية

يُطلق على جزء اللف المغطى في القلب الحديدي اسم "العمود الأساسي"، ويسمى جزء اللف غير المغطى الذي يلعب فقط دور الدائرة المغناطيسية بـ "نير الحديد". حيث يحيط القلب الحديدي باللف، ويسمى نوع الصدفة؛ يُسمى المكان الذي يحيط فيه اللف بالعمود الأساسي بالنوع الأساسي. يتميز نوع الغلاف ونوع اللب بخصائصهما الخاصة، ولكن عملية تصنيع المحولات التي يحددها القلب الحديدي مختلفة تمامًا، ومن الصعب التحول إلى هيكل بمجرد اختيار هيكل معين. تعتمد معظم نواة المحولات في بلدنا على النوع الأساسي المكدس.

وفقًا لترتيب اللف في القلب الحديدي، يتم تقسيم المحول إلى النوع الأساسي ونوع الصدفة. يكمن الاختلاف بشكل رئيسي في توزيع الدائرة المغناطيسية، حيث يحيط نير غلاف المحول الأساسي بالملف، ويكون قلب المحول الأساسي في الغالب في الملف، وجزء فقط من نير الحديد خارج الملف، والذي يستخدم لتشكيل المغناطيسي الدائرة.

 

 

 

عندما يكون المحول في وضع التشغيل الطبيعي، فإن النواة الحديدية سوف تولد حرارة بسبب وجود فقدان الحديد، وكلما زاد وزن وحجم النواة الحديدية، كلما تم توليد المزيد من الحرارة. درجة حرارة زيت المحولات التي تزيد عن 95 درجة من السهل أن تتقادم، لذلك يجب التحكم في درجة حرارة السطح الأساسي أقل من درجة الحرارة هذه قدر الإمكان، الأمر الذي يتطلب هيكل تبديد الحرارة في القلب لتبديد حرارة القلب بسرعة. هيكل تبديد الحرارة يهدف بشكل أساسي إلى زيادة سطح تبديد الحرارة للقلب الحديدي. يشمل تبديد حرارة اللب الحديدي بشكل أساسي تبديد الحرارة لقناة زيت اللب الحديدي وتبديد الحرارة لمجرى الهواء الحديدي.

 

في المحولات المغمورة بالزيت ذات السعة الكبيرة، غالبًا ما يتم ترتيب فتحات الزيت بين شرائح قلب الحديد لتعزيز تأثير تبديد الحرارة. ينقسم خزان الزيت إلى نوعين، أحدهما موازي لصفائح الفولاذ السيليكونية، والآخر عمودي على صفائح الفولاذ، كما هو موضح في الشكل 4. الترتيب الأخير له تأثير أفضل في تبديد الحرارة، لكن الهيكل أكثر تعقيدًا.

 

يتم تبريد الهواء في قلب المحول الجاف، وذلك لضمان أن درجة الحرارة الأساسية لا تتجاوز القيمة المسموح بها، وغالبًا ما يتم تثبيتها في العمود الأساسي ومجرى الهواء الحديدي.

 

 

 

سوف ينتج المحول ضوضاء أثناء التشغيل. مصدر ضجيج جسم المحول هو الانقباض المغناطيسي لصفائح الفولاذ السيليكونية في قلب الحديد ، أو أن ضجيج قلب المحول ناتج بشكل أساسي عن الانقباض المغناطيسي. ويشير ما يسمى بالتضيق المغناطيسي إلى زيادة حجم صفائح السيليكون الفولاذية على طول اتجاه خط الحث المغناطيسي عندما يتم إثارة النواة الحديدية؛ يتناقص حجم صفائح السيليكون الفولاذية في الاتجاه العمودي على خط الحث المغناطيسي، ويسمى هذا التغير في الحجم بالتضيق المغناطيسي. بالإضافة إلى ذلك، فإن الهيكل والحجم الهندسي للنواة الحديدية، وعملية معالجة وتصنيع نواة الحديد سيكون لها درجة معينة من التأثير على مستوى الضوضاء.

 

يمكن تقليل مستوى الضوضاء في قلب الحديد من خلال التدابير الفنية التالية: (1) استخدام صفائح الفولاذ السيليكونية عالية الجودة مع نسبة تضيق مغناطيسي صغيرة ε. (2) تقليل كثافة التدفق المغناطيسي للنواة. (3) تحسين هيكل النواة الحديدية. (4) حدد حجمًا أساسيًا معقولًا. (5) اعتماد تكنولوجيا المعالجة المتقدمة.

 

 

في التشغيل العادي للمحول، يكون المجال الكهربائي المتكون بين الملف المشحون وسلك الرصاص وخزان الوقود مجالًا كهربائيًا غير متساوٍ، ويكون القلب الحديدي وأجزائه المعدنية في المجال الكهربائي. نظرًا لاختلاف إمكانات الحث الكهروستاتيكي، فإن إمكانات التعليق للنواة الحديدية وأجزائها المعدنية ليست هي نفسها، وعندما يكون فرق الجهد بين النقطتين قادرًا على كسر العزل بينهما، يتم توليد تفريغ الشرارة. يمكن أن يؤدي هذا التفريغ إلى تكسير زيت المحولات وإتلاف العزل الصلب. لتجنب ذلك، يجب تأريض كل من القلب ومكوناته المعدنية بشكل موثوق.

 

يجب أن يكون القلب مؤرضًا قليلاً. عندما يتم تأريض قلب الحديد أو المكونات المعدنية الأخرى عند نقطتين أو أكثر، سيتم تشكيل حلقة مغلقة بين النقاط الأرضية، مما يشكل دورة، يمكن أن يصل التيار في بعض الأحيان إلى عشرات الأمبيرات، وسوف يسبب ارتفاع درجة الحرارة المحلية، مما يؤدي إلى قد يؤدي تحلل الزيت أيضًا إلى اندماج الشريط الأرضي وحرق القلب، وهذا غير مسموح به. لذلك، يجب تأريض القلب، ويجب أن يكون مؤرضًا قليلاً.

 

 

يوفر ظهور النوى الحديدية النانوية والحديدية غير المتبلورة مواد مثالية للمحولات ذات التردد المتوسط ​​والعالي. مع تطور الصناعة، تم زيادة تردد التشغيل لمصدر الطاقة إلى 20 كيلو هرتز، وتجاوزت طاقة الخرج 30 كيلو واط. المواد الأساسية التقليدية مثل صفائح الفولاذ السيليكونية لديها خسارة كبيرة ولا يمكنها تلبية المتطلبات الجديدة لإمدادات الطاقة.

 

يتميز قلب البلورات النانوية غير المتبلور والحديدي بخصائص الحث المغناطيسي عالي التشبع، والنفاذية العالية، والخسارة المنخفضة، واستقرار جيد في درجة الحرارة، وحماية البيئة، وما إلى ذلك، وله قيمة تطبيقية مهمة في المحولات عالية التردد عالية الطاقة.

 

 

 

6.1 النواة البلورية النانوية

تتكون المواد البلورية النانوية بشكل أساسي من الحديد والكروم والنحاس والسيليكون والبورون وعناصر أخرى، ويتم تحويل مكونات السبائك المحددة هذه إلى حالات غير متبلورة بواسطة تقنية التبريد السريع، ثم معالجتها بالحرارة لتشكيل حبيبات نانوية الحجم.

يُظهر قلب البلورات النانوية خصائص مغناطيسية ممتازة واستقرارًا في درجة الحرارة، وهو مناسب بشكل خاص لاستبدال الفريت في المحولات التي تقل عن نطاق التردد من 20 كيلو هرتز إلى 50 كيلو هرتز.

تتمتع المادة البلورية النانوية بمقاومة تبلغ 90 ميكرومتر (بعد المعالجة الحرارية)، وبفضل بنيتها النانوية، تجمع بين مزايا الفولاذ السيليكوني والبيرمالوي والفريت.

 

 

 

يبلغ سمك المواد المغناطيسية الناعمة البلورية النانوية المصنوعة من الحديد حوالي 30 ميكرومتر. بسبب هشاشته وحساسيته للإجهاد، ستنخفض خصائصه المغناطيسية بشكل كبير عند تعرضه لقوى خارجية أثناء المعالجة والاستخدام. لذلك، عادة ما يتم تصنيع قلب البلورة النانوية على شكل حلقة أو حدوة حصان ويتم وضعها في غلاف واقي. ستؤثر مادة الغلاف الواقية على أداء تبديد الحرارة للقلب البلوري النانوي.

تم تطبيق قلب البلورات النانوية الجديد على المحولات، ويبلغ سمك المادة البلورية النانوية 24 ميكرومتر فقط، كما أن القلب المعالج بعد المعالجة الحرارية له مزايا كبيرة مقارنة بقلب المحولات التقليدية:

يتم تغليف قلب البلورات النانوية الجديد بطبقة عازلة، مما يحقق القوة المطلوبة لللف ويمكن لفه مباشرة في المحولات.

يزيل قلب البلورات النانوية المُعالج الغلاف الواقي، مما يوفر مساحة أكبر لتبديد الحرارة وتحسين السلامة التشغيلية للمحول.

يقلل هذا التصميم من تأثير مادة الغلاف الواقي على قلب البلورات النانوية، ويوفر التصميم الهيكلي ووقت تشكيل الغلاف الواقي.

يمكن أن يكون تصميم قلب البلورات النانوية أكثر مرونة، ويقدم مجموعة متنوعة من الأشكال مثل الحلقة، والمستطيلة، والقلب على شكل C، مما يوفر المزيد من الخيارات لتصميم المحولات وعملية اللف اللاحقة.

 

6.2 النواة المغناطيسية غير المتبلورة

يتم إنتاج المادة غير المتبلورة باستخدام تقنية التبريد فائقة السرعة بمعدل تبريد يبلغ حوالي مليون درجة في الثانية. تعمل هذه التقنية على تقوية الفولاذ المنصهر في عملية تبريد واحدة وتحويلها إلى شريط من السبائك يبلغ سمكه 30 ميكرون. نظرًا لمعدل التبريد السريع، لا يوجد لدى المعدن وقت للتبلور، مما يؤدي إلى عدم وجود حبيبات أو حدود حبيبية في السبيكة، مما يؤدي إلى تكوين ما يسمى بالسبائك غير المتبلورة.

يتمتع المعدن غير المتبلور ببنية مجهرية فريدة تختلف عن المعدن التقليدي، ويمنحه تركيبه وبنيته غير المنتظمة العديد من الخصائص الفريدة، مثل المغناطيسية الممتازة، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، والقوة العالية، والصلابة، والمتانة، والمقاومة العالية، ومعامل الاقتران الكهروميكانيكي العالي ، إلخ.

 

 

 

المكونات الرئيسية للنواة غير المتبلورة القائمة على الحديد هي الحديد والسيليكون والبورون، حيث يصل محتوى السيليكون فيها إلى 5.3%، والبنية الفريدة للحالة غير المتبلورة، تبلغ مقاومتها 130 ميكرومتر، وهو ضعف ذلك من صفائح الفولاذ السيليكونية (47 μΩ.cm).

يبلغ سمك المادة غير المتبلورة ذات الأساس الحديدي المستخدمة في القلب غير المتبلور حوالي 30 نانومتر، وهو أرق بكثير من سمك صفائح الفولاذ السيليكونية، وبالتالي فإن فقدان التيار الدوامي يكون صغيرًا عند التشغيل عالي التردد. في نطاق التردد من 400 هرتز إلى 10 كيلو هرتز، تكون الخسارة فقط 1/3 ~ 1/7 من صفائح الفولاذ السيليكونية. وفي الوقت نفسه، فإن نفاذية قلب الحديد غير المتبلور القائم على الحديد أعلى بكثير من نفاذية قلب الحديد التقليدي.

بفضل هذه المزايا، يمكن للقلب غير المتبلور أن يقلل من وزن المحول بأكثر من 50% وارتفاع درجة الحرارة بنسبة 50%.

بعد سنوات من التطوير، تم استخدام نوى الحديد غير المتبلور والبلوري النانوي على نطاق واسع في المحولات عالية التردد، ومحولات التيار، وتبديل إمدادات الطاقة، ومعدات التوافق الكهرومغناطيسي وغيرها من التطبيقات.