يعد الصلب السيليكون ، المعروف أيضًا باسم الفولاذ الكهربائي ، مادة حاسمة في الصناعة الكهربائية بسبب فقدانها الأساسي المنخفض ونفاذية مغناطيسية عالية. أحد العوامل المهمة التي تؤثر على أدائها هو فقدان التباطؤ. كمورد من الصلب السيليكون ، يعد فهم كيفية حساب فقدان التباطؤ ضروريًا لكل من الولايات المتحدة ولعملائنا. في هذه المدونة ، سوف نتعمق في تفاصيل حساب فقدان التباطؤ في الصلب السيليكون.
فهم فقدان التباطؤ
يحدث فقدان التباطؤ عندما تتعرض مادة مغناطيسية ، مثل فولاذ السيليكون ، لحقل مغناطيسي متغير. عملية المغنطيسية وتزوير المغناطيسية ليست خطية. عند زيادة المجال المغناطيسي ، تتماشى المجالات المغناطيسية في الصلب السيليكون مع الحقل. ومع ذلك ، عندما ينخفض الحقل ، لا تعود المجالات إلى حالتها الأصلية على الفور. هذا التأخر بين المغنطيسية والمجال المغناطيسي يسمى التباطؤ. الطاقة التي تبددت خلال هذه العملية هي فقدان التباطؤ ، والذي يتم تحويله إلى حرارة.
معادلة شتاينميتز لحساب فقدان التباطؤ
الطريقة الأكثر استخدامًا لحساب فقدان التباطؤ في الصلب السيليكون هي معادلة Steinmetz. تم اقتراح هذه المعادلة من قبل Charles Proteus Steinmetz في عام 1892 وقد تم استخدامها على نطاق واسع منذ ذلك الحين. المعادلة كما يلي:
[p_h = k_h f b_m^{n} v]
أين:
- (P_H) هو فقدان التباطؤ في واتس (W).
- (K_H) هو معامل التباطؤ في Steinmetz ، وهو ثابت يعتمد على خصائص المواد من الصلب السيليكون. درجات مختلفة من الصلب السيليكون لها قيم مختلفة (K_H).
- (و) هو تواتر المجال المغناطيسي بالتناوب في هيرتز (هرتز).
- (B_M) هو أقصى كثافة التدفق المغناطيسي في Teslas (T).
- (N) هو الأسس Steinmetz ، والذي يتراوح عادة من 1.5 إلى 2.5 لصلب السيليكون.
- (V) هو حجم الصلب السيليكون في أمتار مكعبة ((M^3)).
تحديد معامل Steinmetz والأسس
معامل Steinmetz (K_H) والأسس (N) هما مادة - معلمات محددة. عادة ما يتم تحديد هذه القيم من خلال القياسات التجريبية. غالبًا ما توفر الشركات المصنعة لصلب السيليكون هذه القيم في أوراق بيانات المنتج الخاصة بهم. على سبيل المثال ، إذا كنت تستخدم درجة معينة من فولاذ السيليكون من الشركة المصنعة المعروفة ، فيمكنك العثور على قيم (K_H) و (N) في الوثائق الفنية.
لقياس هذه القيم بشكل تجريبي ، يتم وضع عينة من فولاذ السيليكون في مجال مغناطيسي مع تردد معروف وأقصى كثافة التدفق المغناطيسي. يتم قياس فقدان الطاقة في العينة باستخدام مقياس واتمتر. من خلال تغيير التردد وكثافة التدفق المغناطيسي وتسجيل خسائر الطاقة المقابلة ، يمكن الحصول على مجموعة من نقاط البيانات. ثم ، من خلال رسم البيانات على مقياس السجل - السجل وإجراء الانحدار الخطي ، يمكن حساب قيم (k_h) و (n).
مثال على حساب فقدان التباطؤ
لنفترض أن لدينا نواة فولاذية من السيليكون مع المعلمات التالية:
- معامل التباطؤ في Steinmetz (K_H = 200) (تعتمد الوحدة على نظام الوحدات المستخدمة ، هنا نفترض مجموعة متسقة من وحدات SI).
- تواتر المجال المغناطيسي المتناوب (F = 50) هرتز (وهو تردد الطاقة القياسي في العديد من البلدان).
- أقصى كثافة التدفق المغناطيسي (B_M = 1.5) T.
- الأسد Steinmetz (ن = 1.6).
- حجم جوهر الصلب السيليكون (v = 0.01) (m^3).
باستخدام معادلة steinmetz (p_h = k_h f b_m^{n} v) ، نستبدل القيم:
[P_H = 200 \ Times50 \ Times (1.5)^{1.6} \ Times0.01]
أولاً ، حساب ((1.5)^{1.6} \ approx1.93). ثم ، (P_H = 200 \ Times50 \ Times1.93 \ Times0.01 = 193) W.
هذا يعني أن فقدان التباطؤ في قلب الصلب السيليكون في ظل هذه الظروف هو 193 واط.
العوامل التي تؤثر على فقدان التباطؤ
عدة عوامل يمكن أن تؤثر على فقدان التباطؤ في الصلب السيليكون.
- كثافة التدفق المغناطيسي: كما هو موضح في معادلة Steinmetz ، فإن فقدان التباطؤ يتناسب مع (b_m^{n}). ستؤدي كثافة التدفق المغناطيسي الأعلى إلى فقدان التباطؤ أعلى. لذلك ، في التطبيقات التي يكون فيها تقليل فقدان التباطؤ أمرًا بالغ الأهمية ، يجب أن تبقى كثافة التدفق المغناطيسي منخفضة قدر الإمكان مع استمرار تلبية متطلبات الأداء.
- تكرار: فقدان التباطؤ يتناسب بشكل مباشر مع تواتر المجال المغناطيسي بالتناوب. في تطبيقات التردد العالية ، كما هو الحال في بعض المحولات الإلكترونية والمحاثات ، يمكن أن يكون فقدان التباطؤ أعلى بكثير مقارنة بتطبيقات التردد المنخفضة.
- خصائص المواد: يؤثر التكوين والبنية المجهرية لصلب السيليكون أيضًا على فقدان التباطؤ. على سبيل المثال ، يمكن أن تؤدي إضافة السيليكون إلى الحديد إلى تقليل فقدان التباطؤ. يمكن لعمليات التصنيع المختلفة ، مثل المتداول البارد والصلصة ، تغيير بنية الحبوب لصلب السيليكون ، مما يؤثر بدوره على خصائصه المغناطيسية وفقدان التباطؤ.
التطبيقات في الصناعة الكهربائية
يستخدم الفولاذ السيليكون على نطاق واسع في الصناعة الكهربائية ، وفهم فقدان التباطؤ أمر حاسم في هذه التطبيقات.
- محولات: المحولات هي واحدة من التطبيقات الأكثر شيوعا لصلب السيليكون. في محول ، يتكون القلب من الصلب السيليكون. الحد الأدنى من فقدان التباطؤ في قلب أمر ضروري لتحسين كفاءة المحول. من خلال حساب فقدان التباطؤ بدقة ، يمكن للمصممين اختيار الدرجة المناسبة من فولاذ السيليكون وتحسين تصميم المحول لتقليل نفايات الطاقة.
- المحركات الكهربائية: تستخدم المحركات الكهربائية أيضًا فولاذ السيليكون في نوى الثابت والدوار. يمكن أن يؤدي فقدان التباطؤ في النوى إلى تقليل كفاءة المحرك وزيادة درجة حرارة التشغيل. من خلال حساب وتقليل فقدان التباطؤ ، يمكن تحسين أداء وعمر المحرك.
المنتجات ذات الصلة في صناعة الصلب
بالإضافة إلى الصلب السيليكون ، هناك أنواع أخرى من المنتجات الفولاذية التي تستخدم على نطاق واسع في صناعات مختلفة. على سبيل المثال،ورقة من الفولاذ المقاوم للصدأ منقوشةهو خيار شائع للتطبيقات الزخرفية والهيكلية بسبب مظهره الفريد ومقاومة التآكل الجيدة.Aloy SSC - 6MO من جودة ممتازةهي سبيكة عالية الأداء من الفولاذ المقاوم للصدأ توفر قوة ممتازة وتآكل ، مما يجعلها مناسبة للبيئات القاسية.DH32 لوحة الصلبتم تصميمه خصيصًا لبناء السفن ، مع صلابة عالية وقابلية لحام جيدة.
خاتمة
يعد حساب فقدان التباطؤ في الصلب السيليكون جانبًا مهمًا في الصناعات الكهربائية والصلب. باستخدام معادلة Steinmetz وفهم العوامل التي تؤثر على فقدان التباطؤ ، يمكن للمهندسين والمصممين اتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار فولاذ السيليكون لتطبيقاتهم. كمورد سيليكون للصلب ، نحن ملتزمون بتوفير منتجات عالية الجودة ودعم فني لعملائنا. إذا كنت مهتمًا بشراء Silicon Steel أو لديك أي أسئلة حول حساب فقدان التباطؤ ، فلا تتردد في الاتصال بنا لمزيد من المناقشة والتفاوض على المشتريات.
مراجع
- Steinmetz ، CP (1892). "على قانون التباطؤ." معاملات المعهد الأمريكي للمهندسين الكهربائيين ، 9 ، 33 - 52.
- جروفر ، FW (1946). حسابات الحث: صيغ العمل والجداول. منشورات دوفر.
- Chikazumi ، S. (1964). فيزياء المغناطيسية. جون وايلي وأولاده.
