01.วัสดุแกนเหล็กสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า
เป็นอุปกรณ์สำคัญในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและส่งไฟฟ้าในระบบไฟฟ้าหม้อแปลงไฟฟ้าประกอบด้วยแกนเหล็ก ขดลวด และส่วนประกอบอื่นๆ เป็นหลัก แกนเหล็กถือเป็น "หัวใจ" ของหม้อแปลงไฟฟ้า แล้วแกนของหม้อแปลงไฟฟ้าทำจากวัสดุอะไร? เพื่อตอบคำถามนี้ เราต้องคิดถึงกระบวนการทำงานและหลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าก่อน
หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้านั้นส่วนใหญ่นั้นขึ้นอยู่กับกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งแกนกลางของหม้อแปลงไฟฟ้าก็คือการแปลงค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (กระแสไฟฟ้า) หนึ่งค่าเป็นแรงดันไฟฟ้า (กระแสไฟฟ้า) อื่นๆ หรือหลายค่าที่มีความถี่เท่ากันแต่มีค่าต่างกัน กล่าวได้ว่ากระบวนการทำงานทั้งหมดของหม้อแปลงไฟฟ้านั้นเสร็จสมบูรณ์ผ่านแกนเหล็กและขดลวด เนื่องจากหลักการทำงานนั้นขึ้นอยู่กับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า แกนกลางนี้จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีสภาพนำแม่เหล็กที่ดีหรือไม่
อย่างไรก็ตาม มีวัสดุหลายชนิดที่มีคุณสมบัตินำแม่เหล็ก เช่น เหล็กซิลิกอน โลหะผสมฐานไททาเนียม โลหะผสมฐานทองแดง เหล็กสตรอนเซียมไททาเนต เป็นต้น วัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัตินำแม่เหล็กได้ดี ทำไมเหล็กซิลิกอนจึงโดดเด่น และวัสดุอื่นๆ ไม่ได้กลายเป็นตัวเลือกแรกสำหรับวัสดุแกนหม้อแปลง เพราะมีข้อดีมากมาย:
1. เหล็กซิลิกอนมีความสามารถในการซึมผ่านสูง ซึ่งไม่ต้องสงสัยเลย แต่เพียงแค่นี้คงไม่สามารถทำได้
2. เหล็กซิลิกอนมีการสูญเสียเหล็กต่ำ เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุอื่นๆ การสูญเสียเหล็กจะน้อยกว่ามาก ซึ่งเป็นหนึ่งในเหตุผลหลักที่ทำให้แผ่นเหล็กซิลิกอนกลายมาเป็นวัสดุแกนหม้อแปลง
3. ประสิทธิภาพการสั่นแบบฮิสเทรีซิสของเหล็กซิลิกอนดีขึ้น และสามารถสั่นได้อย่างรวดเร็วภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็ก ดังนั้นการสูญเสียการสั่นแบบฮิสเทรีซิสจึงน้อยกว่าวัสดุอื่นๆ มาก
4. ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กซิลิกอนนั้นดี และมีความต้านทานการกัดกร่อนสูงต่อสภาพแวดล้อมภายนอกทางเคมีบางประเภท
5. ต้นทุนวัสดุอยู่ในระดับปานกลาง แม้ว่าราคาแผ่นเหล็กซิลิกอนจะค่อนข้างสูง แต่เมื่อพิจารณาถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและอายุการใช้งานที่ยาวนานแล้ว ความคุ้มทุนก็ยังคงสูงมาก
6. เหล็กซิลิกอนมีความแข็งแรงทางกลในระดับหนึ่งและสามารถรองรับขดลวดและส่วนประกอบอื่น ๆ ของหม้อแปลงได้
