लोहे के कोर के लिए विद्युत स्टील शीट

ट्रांसफार्मर आयरन कोर का उद्देश्य प्राथमिक और द्वितीयक वाइंडिंग्स से गुजरने वाले चुंबकीय प्रवाह के लिए कम अनिच्छा चुंबकीय सर्किट प्रदान करना है।

प्रदान किए गए चुंबकीय सर्किट के कारण, लौह कोर की हिस्टैरिसीस घटना और अंदर बहने वाली एड़ी धाराएं लौह कोर के नुकसान का कारण बन सकती हैं, जो लौह कोर सामग्री के गर्म होने के रूप में प्रकट होती हैं। इसके अलावा, बड़े पावर ट्रांसफार्मर के लिए, वैकल्पिक चुंबकीय प्रवाह भी शोर उत्पन्न कर सकता है। इस प्रकार का शोर आसपास के वातावरण में उसी तरह फैलता है जैसे जेट या आंतरिक दहन इंजन के पूरी शक्ति से चलने पर उत्पन्न होने वाली ध्वनि।

यद्यपि ट्रांसफार्मर द्वारा प्रेषित क्षमता के सापेक्ष लौह कोर का नुकसान महत्वपूर्ण नहीं है, यह तब तक मौजूद रहता है जब तक ट्रांसफार्मर उत्तेजित होता है। इसलिए, लौह कोर हानि बिजली प्रणाली में निरंतर और उल्लेखनीय ऊर्जा हानि का प्रतिनिधित्व करती है। यह अनुमान लगाया गया है कि बिजली उपकरणों द्वारा उत्पन्न सभी विद्युत ऊर्जा का लगभग 5% लौह कोर हानि के रूप में उपभोग किया जाता है। केवल यूके में, 1987 और 1988 के बीच। ट्रांसफॉर्मर संख्या - लोड हानि का नुकसान लगभग 110 मिलियन पाउंड है। इस बीच, वितरण ट्रांसफार्मर में, लौह कोर के नुकसान के कारण सालाना लगभग 109 यूनिट ऊर्जा बर्बाद हो जाती है, जो बिजली उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले 1.146 बिलियन लीटर (2 मिलियन बैरल) तेल के बराबर होती है, और 35000 टन SO2 और 4 मिलियन टन CO2 को वायुमंडल में छोड़ती है। संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1998 में इसी तरह का एक अध्ययन किया था, और लागत 110 गुना से भी अधिक थी। निस्संदेह, बिजली व्यवस्था के विशाल दायरे के कारण, यह केवल एक मोटा अनुमान है। फिर भी, यह स्पष्ट है कि संचयी राजकोषीय मूल्य काफी महत्वपूर्ण है। बेशक, ऊपर उल्लिखित अनुमानित लागत इतनी अधिक होने का कारण 1970 के दशक की शुरुआत में तेल संकट के कारण ऊर्जा की कीमतों में वृद्धि का गंभीर प्रभाव है।

इसलिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि दशकों से, लोगों ने अपने अनुसंधान और विकास प्रयासों को नए प्रकार की विद्युत कठोर प्लेटों और ट्रांसफार्मर लौह कोर संरचनाओं को विकसित करने पर केंद्रित किया है। मुख्य रूप से घाटे और शोर को कम करने के लिए। 1920 और 1930 के दशक में आधुनिक बिजली ट्रांसफार्मर के डिजाइन और संरचना के लिए बुनियादी सिद्धांतों की स्थापना के कारण। इसलिए तब से, इन क्षेत्रों में महत्वपूर्ण प्रगति और परिवर्तन हुए हैं।
आयरन कोर हानि के दो भाग होते हैं: एक है हिस्टैरिसीस हानि, जो आवृत्ति के समानुपाती होती है और हिस्टैरिसीस लूप क्षेत्र पर निर्भर करती है। हिस्टैरिसीस लूप भौतिक गुणों पर निर्भर करता है और चरम चुंबकीय प्रवाह घनत्व का एक कार्य है; लौह कोर हानि का एक छोटा सा हिस्सा भंवर धारा हानि है, जो आवृत्ति के वर्ग पर निर्भर करता है लेकिन सामग्री की मोटाई के वर्ग के समानुपाती भी होता है। इसलिए, हिस्टैरिसीस नुकसान को कम करने के लिए, लौह कोर सामग्री को सबसे छोटा हिस्टैरिसीस लूप क्षेत्र बनाना आवश्यक है। भंवर धारा हानियों को कम करने के लिए, पतली लौह कोर स्टील शीट का उपयोग किया जाना चाहिए, और चादरों के बीच भंवर धाराओं के प्रवाह को कठिन बनाने के लिए अंतर शीट प्रतिरोध को बढ़ाया जाना चाहिए।

वास्तव में, भंवर धारा हानियाँ बहुत जटिल होती हैं और इसमें दो भाग होते हैं: पहला भाग वास्तव में सामग्री की मोटाई और चुंबकीय प्रवाह घनत्व सतह द्वारा गुणा की गई आवृत्ति वर्ग के साथ बदलता रहता है; दूसरा भाग भौतिक संरचना पर निर्भर करता है, जैसे कि दाने का आकार और चुंबकीयकरण अवधि के भीतर चुंबकीय डोमेन की गति, जिसे असामान्य हानि या अवशिष्ट हानि कहा जाता है। किसी भी विशिष्ट विद्युत स्टील शीट के लिए, असामान्य भंवर धारा हानि कुल हानि का लगभग आधा हिस्सा होती है। यह वास्तव में इस प्रकार की असामान्य हानि है जिसे लौह कोर सामग्री के विशेष प्रसंस्करण के माध्यम से काफी कम किया जा सकता है, इस प्रकार लौह कोर हानि को कम करने के आधुनिक तरीकों की नींव रखी जा सकती है।

1880 के दशक में उत्पादित ट्रांसफार्मर कोर का पहला बैच उच्च गुणवत्ता वाले जाली लोहे से बना था, और स्वीडिश लोहा कुछ समय के लिए लोकप्रिय था। लेकिन 1900 के आसपास, यह पता चला कि लोहे में थोड़ी मात्रा में सिलिकॉन या एल्यूमीनियम जोड़ने से चुंबकीय नुकसान को काफी कम किया जा सकता है, इस प्रकार विशेष रूप से निर्मित विद्युत स्टील शीट के एक नए युग की शुरुआत हुई।

1. हॉट रोल्ड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट

स्टील शीट में सिलिकॉन जोड़ने से हिस्टैरिसीस हानि कम हो जाती है और चुंबकीय पारगम्यता और प्रतिरोधकता बढ़ जाती है। इसलिए, यह लौह कोर की भंवर धारा हानि को भी कम करता है। सिलिकॉन मिलाने का एक नुकसान यह है कि यह स्टील प्लेट को भंगुर और कठोर बना सकता है। इसलिए, लौह कोर उत्पादन की प्रक्रियाशीलता और आसानी सुनिश्चित करने के लिए, जोड़े गए सिलिकॉन की मात्रा 4% तक सीमित होनी चाहिए। विद्युत स्टील शीट से कार्बन सहित अशुद्धियों को हटाने से भी घाटे को कम करने में महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। हालाँकि प्रारंभिक सिलिकॉन युक्त विद्युत स्टील शीट में 50 हर्ट्ज और 1.5T चुंबकीय प्रवाह घनत्व पर 7W/किलोग्राम की एक इकाई हानि थी, 1990 में उत्पादित इसी तरह की उच्च शुद्धता वाली विद्युत स्टील शीट में समान परीक्षण स्थितियों के तहत 2W/किलोग्राम से कम की इकाई हानि थी।

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, विद्युत स्टील शीट में एक क्रिस्टल संरचना होती है, और विद्युत स्टील शीट का चुंबकत्व विभिन्न क्रिस्टल या अनाज से आता है, और अधिकांश अनाज का चुंबकत्व परीक्षण स्थितियों के तहत अनाज की दिशा पर निर्भर करता है।
संयुक्त राज्य अमेरिका में, 1940 के दशक तक ट्रांसफार्मर लगभग 0.35 मिमी की मोटाई के साथ विद्युत स्टील शीट से बनाए जाते थे। यूनाइटेड किंगडम में, 1940 के दशक के अंत तक हॉट रोलिंग तकनीक का उपयोग करके ट्रांसफार्मर का निर्माण किया जाता था, जहां विद्युत स्टील शीट में अनाज को यादृच्छिक रूप से एक साथ जोड़ा जाता था। इसलिए, स्टील शीट से मापे गए चुंबकीय डेटा का मूल्य लगभग समान होता है और यह परीक्षण दिशा से स्वतंत्र होता है। क्योंकि ये डेटा सभी दिशाओं में प्रत्येक क्रिस्टल की एकरूपता को दर्शाते हैं, इन विद्युत सामग्रियों को आइसोट्रोपिक माना जाता है।

2. अनाज उन्मुख विद्युत स्टील शीट

1920 के दशक की शुरुआत में, यह माना गया था कि इलेक्ट्रिकल स्टील शीट क्रिस्टल में अनिसोट्रॉपी होती है, लेकिन 1934 तक ऐसा नहीं था कि अमेरिकी एनपी गॉस ने औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया पेटेंट के लिए आवेदन किया था, जिसे मुख्य रूप से अमेरिकी कंपनी एमिक द्वारा विकसित किया गया था और इसका वाणिज्यिक मूल्य स्टील शीट की अनिसोट्रॉपी में निहित है। अनाज उन्मुख कोल्ड रोल्ड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट का पहला बैच 1939 में व्यावसायिक रूप से उत्पादित किया गया था। मोटाई 0.32 मिमी है, और 50 हर्ट्ज और 1.5 टी पर इकाई हानि 1.5W/किग्रा है।

इस सामग्री को कोल्ड रोलिंग प्रक्रिया के माध्यम से रोल किया जाता है। इस प्रक्रिया ने कई वर्षों तक कोल्ड रोल्ड ग्रेन ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट के उत्पादन का आधार बनाया है। स्टील की पट्टी जो गर्म होने लगती है, उसे सतह के ऑक्साइड को हटाने के लिए अचार बनाने की आवश्यकता होती है, और फिर स्टील की पट्टी जो गर्म होती है, उसे 2 मिमी मोटाई में रोल किया जाता है, उसे ठंडा किया जाता है, उसे 0.6 मिमी मोटाई में रोल किया जाता है। इसके बाद, कोल्ड रोलिंग के दौरान बनी संरचना को फिर से क्रिस्टलीकृत करने की अनुमति देने के लिए एनीलिंग की जाती है, और फिर वांछित मोटाई में कोल्ड रोल किया जाता है। जब विद्युत सामग्री का कार्बन सामग्री द्रव्यमान अंश 0.003% से कम हो, तो मैग्नीशियम ऑक्साइड की एक पतली परत लगाएं। बाद में, स्टील शीट को और अधिक शुद्ध करने और द्वितीयक पुनर्क्रिस्टलीकरण से गुजरने के लिए 24 घंटे के लिए 1200 डिग्री पर एनील्ड किया जाता है। उसी समय, मैग्नीशियम ऑक्साइड स्टील शीट की सतह के साथ प्रतिक्रिया करके मैग्नीशियम सिलिकेट परत बनाता है, जिसे ग्लास कोटिंग या मैग्नीशियम ओलिविन परत के रूप में भी जाना जाता है। अंत में, अतिरिक्त मैग्नीशियम ऑक्साइड को हटाने के लिए कोल्ड-रोल्ड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट को समतल और एनील्ड किया जाता है, और फॉस्फेट कोटिंग के साथ लेपित किया जाता है। जब फॉस्फेट मैग्नीशियम सिलिकेट के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो एक मजबूत और इन्सुलेशन पतली फिल्म बनती है।

गर्म रोलिंग प्रक्रिया के दौरान, यह अनाज के विकास को रोकने के लिए पिघले हुए मैंगनीज सल्फाइड कणों को जोड़ने के लिए अनाज वृद्धि अवरोधक के रूप में कार्य करता है। हालाँकि यह स्टील स्ट्रिप के ठंडा होने के दौरान अवक्षेपित होता है। साथ ही, गॉसियन क्रिस्टल संरचनाओं वाले कुछ क्रिस्टल, यानी वांछित अभिविन्यास वाले क्रिस्टल, कई अन्य अभिविन्यासों के साथ उत्पन्न होते हैं। कोल्ड रोलिंग के बाद, डीकार्बराइजेशन एनीलिंग के दौरान, गाऊसी संरचित क्रिस्टल नाभिक फिर से क्रिस्टलीकृत हो जाता है, जैसे कि सामग्री "संरचनात्मक मेमोरी" में विकसित हो गई हो। इस स्तर पर, अनाज का व्यास लगभग 0.02 मिमी है, और उच्च तापमान के दौरान 800 डिग्री पर एनीलिंग होता है। जब मैंगनीज सल्फाइड कण अन्य कणों को बढ़ने से रोकते हैं, तो वे गाऊसी उन्मुख अनाज पर बढ़ते रहेंगे। प्रत्येक गॉसियन अनाज को द्वितीयक क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया के दौरान 106 से 107 प्राथमिक अनाजों को मिलाने की आवश्यकता होती है, जिससे स्टील शीट की पूरी मोटाई बनती है। अनाज का व्यास 10 मिमी या उससे अधिक तक बढ़ जाएगा। सभी अनाजों में आदर्श गाऊसी अभिविन्यास नहीं होता है। लेकिन अधिकांश अनाज आदर्श दिशा के 6 डिग्री के दायरे में हैं।

3. उच्च चुंबकीय चालकता विद्युत स्टील शीट

ऊपर उल्लिखित {{0}ठंडी {{1}रोल्ड ग्रेन ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट का उपयोग 1960 के दशक के अंत तक किया जाता था, इससे पहले उनकी उत्पादन प्रक्रिया में केवल मामूली सुधार किए गए थे। 1965 में, निप्पॉन स्टील ने विद्युत स्टील शीट की गुणवत्ता में एक नई सफलता की घोषणा की: जापान ने उच्च चुंबकीय चालकता अनाज विद्युत स्टील शीट विकसित की। इस कार्यक्रम को कोल्ड रोलिंग प्रक्रिया को समाप्त करके और एल्यूमीनियम क्लोराइड को अनाज के विकास का अवरोधक बनाने के लिए लगभग 0.025% एल्यूमीनियम जोड़कर सरल बनाया गया है। उच्च चुंबकीय चालकता वाली इलेक्ट्रिकल स्टील शीट में कोल्ड रोल्ड ग्रेन ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट (इसके बाद "साधारण इलेक्ट्रिकल स्टील शीट" के रूप में संदर्भित) की तुलना में बेहतर अभिविन्यास होता है। इस तथ्य के कारण कि उच्च चुंबकीय चालकता वाली विद्युत स्टील शीट के दाने ज्यादातर 3 डिग्री के भीतर व्यवस्थित होते हैं, औसत अनाज का व्यास 1 सेमी है, जो सामान्य विद्युत स्टील शीट के 0.3 मिमी व्यास से बहुत बड़ा है। 1.7T या उससे अधिक के चुंबकीय प्रवाह घनत्व पर, इसकी चुंबकीय पारगम्यता सर्वोत्तम सामान्य विद्युत स्टील शीट की तुलना में तीन गुना अधिक है। नुकसान और मैग्नेटोस्ट्रिक्शन की तनाव संवेदनशीलता अपेक्षाकृत कम है, क्योंकि विद्युत स्टील शीट इसे तथाकथित तनाव कोटिंग के साथ कवर करके उच्च तन्यता ताकत उत्पन्न करती है। स्ट्रेस कोटिंग तन्य तनाव को विद्युत स्टील स्ट्रिप में स्थानांतरित करती है, जिससे भंवर धारा हानि कम हो जाती है। अन्यथा, बड़े दाने के आकार के कारण, भंवर धारा हानि भी महत्वपूर्ण होगी। कोटिंग के कारण, हिस्टैरिसीस हानि को कम किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कुल हानि में कमी आती है। हालाँकि, उच्च पारगम्यता विद्युत स्टील शीट का कम नुकसान मुख्य रूप से अनाज अभिविन्यास में सुधार के कारण होता है, जो हिस्टैरिसीस नुकसान को 30% से 40% तक कम कर देता है।

4. परिष्कृत चुंबकीय डोमेन के साथ विद्युत स्टील शीट

ट्रांसफार्मर कोर घाटे को कम करने की बढ़ती मांग के साथ, विद्युत स्टील शीट की उत्पादन प्रक्रिया में भी लगातार सुधार हो रहा है। 1980 के दशक में, निप्पॉन स्टील ने उच्च पारगम्यता विद्युत स्टील शीट की तुलना में 5% से 8% कम हानि के साथ एक लेजर उत्कीर्ण विद्युत स्टील शीट का प्रस्ताव रखा। जापान 1983 से 0.23 मिमी की मोटाई वाली इस सामग्री का उत्पादन कर रहा है। 50Hz और 1.7T पर इकाई हानि 0.85W/kg है।

जैसा कि पहले निर्दिष्ट किया गया है। चुंबकीयकरण प्रक्रिया के दौरान, चुंबकीय डोमेन दीवारों की गति के कारण कुछ "असामान्य भंवर धारा हानियां" होती हैं। 1958 की शुरुआत में, मेसेरज़ पोरी और बिनई ने माना कि अनाज उन्मुख विद्युत स्टील शीट में, असामान्य एड़ी वर्तमान हानि चुंबकीय डोमेन दीवारों द्वारा कब्जा किए गए स्थान के समानुपाती होती है और विद्युत स्टील शीट की मोटाई के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

कई वर्षों से, यह माना जाता रहा है कि विद्युत स्टील शीट पर तनाव लगाने से चुंबकीय डोमेन के उपखंड पर एक निश्चित प्रभाव पड़ता है और लौह कोर के नुकसान को कम किया जा सकता है। यह उच्च चुंबकीय चालकता विद्युत स्टील शीट पर तनाव कोटिंग्स का उपयोग करने का सैद्धांतिक आधार है। थर्मल विस्तार के कम गुणांक के कारण कोटिंग ठंडा होने के दौरान स्टील शीट पर तन्य तनाव डालती है। एक निश्चित दूरी पर अनुप्रस्थ रोलिंग दिशा में विद्युत स्टील शीट की सतह पर यांत्रिक खरोंच बनाने का उपयोग तनाव उत्पन्न करने के तरीके के रूप में किया जा सकता है, लेकिन व्यावसायिक उत्पादन प्राप्त करना मुश्किल है। इस दृष्टिकोण का नुकसान यह है कि खरोंच पर विद्युत स्टील शीट की मोटाई कम हो जाती है, जिससे स्थानीय चुंबकीय प्रवाह घनत्व बढ़ जाता है और चुंबकीय प्रवाह आसन्न लेमिनेशन में स्थानांतरित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप नुकसान में शुद्ध वृद्धि होती है।

इस समस्या को हल करने के लिए निप्पॉन स्टील कॉर्पोरेशन द्वारा उठाया गया उपाय चुंबकीय डोमेन को बेहतर बनाने के लिए एक गैर-संपर्क विधि का उपयोग करना है, जो लेजर विकिरण का उपयोग करता है, जिसे आमतौर पर लेजर स्कोरिंग के रूप में जाना जाता है। जब उच्च शक्ति वाली लेज़र किरण को स्टील पट्टी की सतह पर लक्षित किया जाता है, तो वाष्पीकरण और प्रसार की घटनाएँ स्टील पट्टी की सबसे बाहरी परत में एक साथ घटित होती हैं। इसलिए, हजारों वायुमंडलों के प्रभाव दबाव के कारण स्टील शीट एक स्थानीय लोचदार प्लास्टिक क्षेत्र बनाएगी। लोचदार विरूपण के कारण होने वाले उच्च घनत्व जटिल मिसलिग्न्मेंट के कारण, शेष तनाव के परिणामस्वरूप चुंबकीय डोमेन का आवश्यक शोधन होगा। स्टील शीट की सतह की सबसे बाहरी परत पर लेजर विकिरण के कारण होने वाले वाष्पीकरण और प्रसार के कारण, इन्सुलेशन परत की सतह को बरकरार रखने के लिए एक अतिरिक्त कोटिंग की आवश्यकता होती है।

ऊपर वर्णित चुंबकीय डोमेन शोधन प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण पहलू यह है कि यदि सामग्री को 500 डिग्री से ऊपर के तापमान पर रखा जाता है, तो अवशिष्ट तनाव को समाप्त किया जा सकता है, लेकिन ऐसा करने से वास्तव में कार्यक्रम उलट जाता है। महत्वपूर्ण मुद्दा यह है कि लेजर मार्किंग प्रोग्राम के बाद 500 डिग्री से अधिक तापमान पर किसी भी प्रक्रिया को करने की अनुमति नहीं है।

5. अनाकार मिश्र धातुएँ

अनाकार मिश्र धातु एक नव विकसित विद्युत सामग्री है, और इसका विकास विद्युत स्टील शीट से पूरी तरह से अलग है। अनाकार मिश्र धातु, जिसे धातु के ग्लास के रूप में भी जाना जाता है, मूल रूप से अमेरिकी कंपनी आर्ल्ड सिंगर ग्लास प्रोडक्ट्स कंपनी लिमिटेड द्वारा विकसित की गई थी। 1970 के दशक की शुरुआत में, इसका उपयोग कार के टायरों में स्टील को मजबूत करने के लिए एक विकल्प सामग्री के रूप में किया गया था, और 1970 के दशक के मध्य तक लोगों को अनाकार मिश्र धातुओं के चुंबकीय गुणों के महत्व का एहसास नहीं हुआ था। यद्यपि 35 साल बाद भी अनाकार मिश्र धातु सामग्री का उत्पादन और प्रसंस्करण करना मुश्किल है, जो उनके अनुप्रयोग को सीमित करता है, सर्वोत्तम सामान्य विद्युत स्टील शीट की तुलना में अनाकार मिश्र धातु का नुकसान काफी कम हो जाता है।

अनाकार मिश्र धातु सामग्री में अनाकार परमाणु संरचना होती है, जिसमें कोई समरूपता अक्ष नहीं होता है और परमाणु बेतरतीब ढंग से वितरित होते हैं। परमाणु संरचना मुख्य रूप से पिघले हुए मिश्र धातु के तेजी से ठंडा होने और बोरॉन जैसे ग्लास बनाने वाले तत्वों के समावेश पर निर्भर करती है। एक विशिष्ट अनाकार मिश्र धातु सामग्री में 80% लोहा, 20% बोरॉन और सिलिकॉन होता है।

अनाकार मिश्र धातु के उत्पादन के लिए विभिन्न तरीके हैं, लेकिन सबसे अधिक इस्तेमाल पिघले हुए मिश्र धातु के एक बंडल को घूमते तांबे के रोलर पर स्प्रे करना है। पिघली हुई धातु की शीतलन दर लगभग 106 डिग्री/सेकंड है, और मिश्र धातु एक सतत स्टील पट्टी बनाने के लिए जम जाती है। शमन से सामग्री में उच्च आंतरिक तनाव हो सकता है, इसलिए, आंतरिक तनाव को कम करने और सामग्री को अच्छी चुंबकीय चालकता बनाने के लिए 200 डिग्री और 280 डिग्री पर कम तापमान का एनीलिंग आवश्यक है। सबसे पहले विकसित अनाकार मिश्र धातु केवल 2 मिमी चौड़ी और 0.025-0.05 मिमी मोटी थी। 1990 के दशक के मध्य में, बड़ी संख्या में ट्रांसफार्मर तार निर्माता 200 मिमी तक की चौड़ाई के साथ अनाकार मिश्र धातु सामग्री का सफलतापूर्वक उत्पादन करने में सक्षम थे।

1980 के दशक के उत्तरार्ध में, अनाकार मिश्र धातुओं के मूल डेवलपर, आर्ल्ड सिंगर मेटालिक ग्लास प्रोडक्ट्स कंपनी लिमिटेड ने पावरकोर स्टील स्ट्रिप नामक एक ठीक पट्टी अनाकार मिश्र धातु सामग्री का उत्पादन किया, जिसका उपयोग लेमिनेटेड लौह कोर के रूप में किया गया था। इस सामग्री की मोटाई 0.125-0.25 मिमी है, और यह कास्ट स्टील स्ट्रिप्स की कई परतों को एक साथ जोड़कर बनाई जाती है ताकि आसानी से संसाधित होने वाली स्टील स्ट्रिप बनाई जा सके। स्ट्रिप स्टील के सतह क्षेत्र के 15% से 75% से अधिक को विसरित सिलिकॉन ऑक्साइड बॉन्डिंग के चिपकने वाले प्रभाव के माध्यम से प्रभावी ढंग से एक साथ जोड़ा जा सकता है। यह कमजोर बंधन बड़ी एड़ी धाराओं को स्टील पट्टी की प्रत्येक परत से गुजरने की अनुमति नहीं देता है, इसलिए, बढ़ी हुई मात्रा वाली स्टील पट्टी की विशेषताएं एक पट्टी के समान होती हैं।

इस तथ्य के कारण कि कांच बनाने वाले तत्व गैर-चुंबकीय होते हैं, उनके उपयोग से एक और सीमा उत्पन्न होती है, जो यह है कि सामग्री में बहुत कम संतृप्त चुंबकीय प्रवाह घनत्व होता है। पावरकोर स्ट्रिप 1.56T के चुंबकीय प्रवाह घनत्व पर संतृप्ति प्रदर्शित करती है। 50Hz और 1.35T पर इकाई हानि 0.12W/kg है। 50Hz और 1.5T पर इकाई हानि 0.28W/kg है।

अनाकार मिश्र धातुओं की एक अन्य महत्वपूर्ण विशेषता उत्तेजना वोल्टामेट्री है। 1.3T पर, अनाकार मिश्र धातु का उत्तेजना वोल्टेज 0.25V · A/kg है, जबकि 3% सिलिकॉन सामग्री के साथ विद्युत स्टील शीट का उत्तेजना वोल्टेज 0.69V · A/kg है। उत्तेजना वोल्टामेट्री पर कम संतृप्ति चुंबकीय प्रवाह घनत्व का प्रभाव 1.5T चुंबकीय प्रवाह घनत्व के उत्तेजना वोल्टामेट्री के माध्यम से देखा जा सकता है। पावरकोर्फर स्ट्रिप स्टील के लिए, उत्तेजना वोल्टेज 1.3V · ए/किग्रा तक पहुंच सकता है। साधारण विद्युत इस्पात पट्टी का विशिष्ट उत्तेजना वोल्ट एम्पीयर मान केवल 0.94V · A/kg है।

मौजूदा उपलब्ध पावरकोर स्ट्रिप स्टील अभी भी बड़े पावर ट्रांसफार्मर कोर बनाने के लिए उपयुक्त नहीं है, हालांकि (विशेष रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका में) 50kV·A की औसत रेटेड क्षमता वाले हजारों वितरण ट्रांसफार्मर कोर अनाकार मिश्र धातु सामग्री से बने होते हैं। यूरोप में अनाकार मिश्र धातुओं का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका की तुलना में बहुत कम है। उपयोगकर्ता मुख्य रूप से नीदरलैंड, स्वीडन, स्विट्जरलैंड, जर्मनी और हंगरी में हैं। यूरोप में अनाकार मिश्र धातुओं को अपनाने में अपेक्षाकृत धीमी गति का कारण यह हो सकता है कि नैरोबैंड स्टील यूरोप में अपनाई गई लौह कोर संरचना के लिए उपयुक्त नहीं है। और कुंडलित लौह कोर संयुक्त राज्य अमेरिका में वितरण ट्रांसफार्मर का एक सामान्य रूप है। क्योंकि लुढ़का हुआ लोहे का कोर अनाकार मिश्र धातु सामग्री का उपयोग करने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है। यूके में, केवल एक ट्रांसफार्मर फैक्ट्री अनाकार मिश्र धातु सामग्री का उपयोग करती है, जबकि अन्य ट्रांसफार्मर फैक्टरियां शायद ही उनका उपयोग करती हैं। इस ट्रांसफार्मर फैक्ट्री ने अनाकार सामग्रियों का उपयोग करके सैकड़ों छोटे वितरण ट्रांसफार्मर का निर्माण किया है। ये सभी ट्रांसफार्मर कुंडलित लौह कोर संरचना को अपनाते हैं। यूके में इस ट्रांसफार्मर फैक्ट्री ने कम संख्या में परीक्षण ट्रांसफार्मर के निर्माण के लिए अनाकार मिश्र धातु सामग्री का भी उपयोग किया। रिपोर्टों के अनुसार, अनाकार मिश्र धातु सामग्री को काटने और साधारण लौह कोर संरचना बनाने की कठिनाई प्राप्त लाभों से अधिक है।

अनाकार मिश्र धातु इस्पात स्ट्रिप्स से संबंधित एक और व्यावहारिक मुद्दा उनका खराब लेमिनेशन कारक है। यह अनाकार मिश्र धातु इस्पात स्ट्रिप्स की पतली मोटाई और लेमिनेशन की कई परतों के कारण है। इससे जुड़ा एक और मुद्दा यह है कि शीट के पतले होने के कारण समतलता ख़राब होती है। 0.03 मिमी गैर क्रिस्टलीय मिश्र धातु लौह कोर का लेमिनेशन कारक केवल 0.8 है, और 0.13 मिमी मोटी पावरकोर स्टील स्ट्रिप का लेमिनेशन कारक 0.9 है। साधारण विद्युत स्टील शीट आयरन कोर की तुलना में, दोनों का लेमिनेशन कारक 0.95-0.98 है, जो बहुत हीन है।

6. माइक्रोक्रिस्टलाइन स्टील शीट

विद्युत स्टील शीट के चुंबकीय और यांत्रिक गुणों को अनुकूलित करने का एक अन्य तरीका तेजी से इलाज करने वाले उच्च सिलिकॉन सामग्री और एल्यूमीनियम लौह मिश्र धातुओं का उत्पादन करना है, जो अनाकार मिश्र धातुओं के समान ही उत्पादित होते हैं। इस शोध ने जापान में बहुत ध्यान आकर्षित किया है, और इसमें ग्लास बनाने वाले योजक नहीं हैं, जो इसे एक कठिन माइक्रोक्रिस्टलाइन स्टील बनाते हैं। आमतौर पर माइक्रोक्रिस्टलाइन स्टील स्ट्रिप के रूप में जाना जाता है। हमने पहले ही 6% सिलिकॉन आयरन स्टील स्ट्रिप का उत्पादन कर लिया है, जो वाणिज्यिक 3% अनाज उन्मुख विद्युत स्टील स्ट्रिप की तुलना में कठोरता और कम नुकसान साबित हुआ है। 50Hz और 1.7T चुंबकीय प्रवाह घनत्व पर। इस मिश्र धातु सामग्री के लिए विशिष्ट उद्धृत इकाई हानि 0.56W/किग्रा है। माइक्रोक्रिस्टलाइन स्टील के तेजी से शमन का लाभ यह है कि इसमें अनाकार मिश्र धातुओं की तुलना में अधिक चुंबकीय चालकता होती है।

7. उन्नत स्टील प्लेटों को अपनाना

कोल्ड रोल्ड ग्रेन ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट ने 1940 और 1950 के दशक में ट्रांसफार्मर निर्माण में उपयोग की जाने वाली शुरुआती हॉट रोल्ड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट को लगभग पूरी तरह से बदल दिया और आयरन कोर डिजाइन के क्षेत्र में नई सोच को प्रेरित किया। लगभग 30 वर्षों तक प्रचारित और लागू किए जाने के बाद, उच्च चुंबकीय चालकता अनाज उन्मुख विद्युत स्टील शीट का विकास अपेक्षाकृत धीमा रहा है, मुख्यतः उनकी उच्च लागत के कारण। उच्च चुंबकीय चालकता वाली विद्युत स्टील शीट का प्रारंभिक अनुप्रयोग मूल रूप से उन स्थितियों तक ही सीमित था, जहां बिना लोड हानि की स्वीकृत लागत अधिक थी। नई सामग्रियों के प्रदर्शन का पूरी तरह से उपयोग करने के लिए लोग हमेशा लोहे के कोर के डिजाइन और निर्माण में लगातार सुधार कर रहे हैं, और साथ ही, पारंपरिक सामग्रियों का उपयोग करने वाले डिजाइनों के लिए कुछ सुधार भी फायदेमंद होते हैं। 1981 में, दुनिया भर में अत्यधिक चुंबकीय अनाज उन्मुख विद्युत स्टील शीट का उत्पादन केवल 12% था; 1995 में, उच्च चुंबकीय चालकता वाली विद्युत स्टील शीट का उपयोग एक मानक बन गया। लेजर उत्कीर्ण विद्युत स्टील शीट के उद्भव के बाद की स्थिति पर भी यही बात लागू होती है। एक दशक से अधिक के सफल विकास के बाद, वे उत्पादन और लागत दोनों कारकों से बाधित थे। लेजर उत्कीर्णन फिल्म को अभी भी कई लोग "विशेष" सामग्री के रूप में मानते हैं, जिसका उपयोग केवल उच्च लोड हानि लागत वाले ट्रांसफार्मर के लिए किया जाता है। लौह कोर डिजाइन और संरचना की विकास दिशा मौजूदा सामग्रियों के गुणों को प्रतिबिंबित कर सकती है।

8. आयरन कोर इलेक्ट्रिकल स्टील शीट का ब्रांड

IEC 60404 लौह कोर स्टील शीट सहित चुंबकीय सामग्री के लिए एक अंतरराष्ट्रीय मानक है। यह एक व्यापक मानक है जिसमें एकाधिक फ़ाइलें शामिल हैं। 1980 के दशक के अंत तक बिजली ट्रांसफार्मर कोर के लिए स्टील शीट को ब्रिटिश मानक बीएस 601 में शामिल नहीं किया गया था। इससे पहले, इस्तेमाल की जाने वाली अधिकांश ठंडी रोल्ड ग्रेन ओरिएंटेड इलेक्ट्रिकल स्टील शीट इस मानक का पालन करती थीं। यह मानक विभिन्न विशिष्ट सामग्रियों की पहचान करने के लिए एक कोडिंग विधि का उपयोग करता है। उदाहरण के लिए, 28M4 या 30M5 क्रमशः 0.28 मिमी और 0.30 मिमी की मोटाई का प्रतिनिधित्व करते हैं, निम्नलिखित मान अधिकतम इकाई हानि का प्रतिनिधित्व करते हैं। उच्च चुंबकीय चालकता विद्युत स्टील शीट के प्रचार के साथ, इस सामग्री पर लेबल निर्दिष्ट करने के लिए इस कोडिंग विधि को मनमाने ढंग से बढ़ाया गया है। उदाहरण के लिए, उच्च पारगम्यता स्टील शीट को 30M2H लेबल किया गया है, जहां 0.30 मिमी मोटाई का प्रतिनिधित्व करता है और 2 इकाई हानि का प्रतिनिधित्व करता है। हालाँकि यह लेबल अभी भी लोगों द्वारा उपयोग किया जाता है, वर्तमान मानक अब लेबल 30M2H का उपयोग नहीं करता है।