http://gkma4702

.tripod.com

 
   
 
แกนเหล็ก (core & Step Lap)
 
แกนเหล็ก การเรียงเหล็กแบบ Step Lap ( Core & Step Lap)

แกนเหล็กของหม้อแปลงผลิตจากแผ่นเหล็กซิลิคอนรีดเย็นแบบจัดเรียงทิศทาง (Cold Rolled Grain-Oriented Magnetic Steel Laminations)

ตัดรอยต่อเป็นมุม 45° เพื่อให้เกิดการไหลของฟลักซ์แม่เหล็กจากขาแกนเหล็กไปยังแกนเหล็กส่วนบน (Upper Yokes) ได้ดีที่สุด

ประกอบแผ่นเหล็กเป็นแกนเหล็กโดยใช้โต๊ะเรียงเหล็ก (Gauges and Jigs) เพื่อให้เกิดช่องว่างอากาศ (Air Gaps) ระหว่างแผ่นเหล็กน้อยที่สุด เนื่องจากช่องว่างอากาศมีผลทำให้กระแสขณะไม่มีโหลดสูง (No Load Current) ความสูญเสียขณะไม่มีโหลดสูง (No Load Losses) ระดับความดังของเสียงรบกวนสูง (Noise Levels)

         
       
ทำไมต้องเรียงเหล็กแบบ Step Lap ?

1. ทำไมต้องเรียงเหล็กแบบStep Lap เพราะความสูญเสียทางด้านแม่เหล็ก (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสูญเสียขณะไม่มีโหลด) ต้นทุนการผลิตและระดับความดังของเสียงรบกวน (Noise Levels) เพื่อให้สามารถแข่งขันได้ในท้องตลาด

2. องค์ประกอบทางด้านเทคโนโลยีที่มีผลต่อการสูญเสียขณะไม่มีโหลด และระดับความดังของเสียงรบกวน การสูญเสียขณะไม่มีโหลด (No Load Losses) เป็นผลมาจากปัจจัยหลักได้แก่ วัตถุดิบที่ใช้ทำเหล็กแกน กระบวนการตัดแผ่นเหล็ก การออกแบบแกนเหล็ก และโดยเฉพาะรอยต่อระหว่างขาแกนเหล็กกับแกนเหล็กส่วนบน (Legs & Yokes) แสดงให้เห็นความสัมพันธ์ต่างๆ ระหว่างคุณภาพของแผ่นเหล็ก ความหนาของแผ่นเหล็ก และความสูญเสียที่เกิดจาก Eddy Current ซึ่งจะเห็นได้ว่าเมื่อความหนาของแผ่นเหล็กลดลง ค่าความสูญเสียก็จะลดน้อยลงด้วย

   
 
     
 

2.1 การนำแผ่นเหล็กที่ได้ผ่านกระบวนการจัดเรียงโครงสร้างโมเลกุลโดยแสงเลเซอร์ (Laser Treatment) มาใช้ สามารถลดการสูญเสียที่เกิดจากความไม่เป็นระเบียบของโครงสร้างโมเลกุล (Hysteresis Losses) ลงได้

2.2้ การตัดแผ่นเหล็กอย่างถูกวิธี (โดยใช้เครื่องตัดแผ่นเหล็กที่ทันสมัย) การออกแบบแกนเหล็กเป็นพิเศษบริเวณรอยต่อระหว่างขาแกนเหล็กกับแกนเหล็กส่วนบน (Legs and Yokes) ด้วยการเพิ่มพื้นที่หน้าตัดบริเวณรอยต่อของ Yokes โดยพัฒนา Yokes ที่มีรอยต่อบริเวณขาแกนเหล็กกลาง (Center Leg Joint) เป็นรูป "V" เพื่อ

     ไม่ให้การไหลของฟลักซ์แม่เหล็กลดน้อยลงเนื่องจากช่องว่างอากาศ (Air Gaps)
     ไม่ก่อให้เกิดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กจนเกิดการอิ่มตัว (Saturation) บริเวณรอยต่อเหล่านี้
     ลดกระแสขณะไม่มีโหลด (No load Current) และการสูญเสียขณะไม่มีโหลด (No Load Losses)
     ลดระดับความดังของเสียงรบกวน (Noise Levels)
    ผลที่ได้รับคือ ลดการใช้วัตถุดิบ ลดผลกระทบที่เกิดจากรอยต่อบริเวณมุมด้านใน การเรียงเหล็กที่รวดเร็วขึ้น และระยะเวลาการผลิตที่น้อยลง (รูปที่ 2)
2.3 การเรียงเหล็กแบบ Step Lap บริเวณรอยต่อระหว่างขาแกนเหล็กกับแกนเหล็กส่วนบน (Legs and Yokes) จะให้ผลดีกว่าการเรียงเหล็กดั้งเดิมแบบ "Conventional" หรือ "Overlap" ดังแสดงตาม Schematic Diagrams ในรูปที่ 3
 
รูปที่ 1 ค่าเปอร์เซ็นต์ No Load Losses ของเหล็กแบบโมเลกุลจัดเรียงทิศทาง (Grain Oriented Steel) ที่ความหนาต่างๆกัน เมื่อเทียบ 100% คือค่าความสูญเสียขณะไม่มีโหลด (No Load Losses) ของเหล็กซิลิคอนทั่วไปที่ความหนา 0.3 มม.
 
Conventional Interleaving
Step Lap Interleaving
 
 
 
รูปที่ 2 ความแตกต่างของรอยต่อของแกนเหล็กทั้งสองแบบ
   
Conventional Interleaving
Step Lap Interleaving
 
 
   
 
รูปที่ 3 Schematic Diagram แสดงการไหลของเส้นแรงแม่เหล็ก
     
 
รูปที่ 4 การลดลงของความสูญเสียขณะไม่มีโหลด (No Load Losses) และกระแสขณะไม่มีโหลด (No Load Current) ขึ้นอยู่กับระดับของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (Induction Level) เมื่อเปรียบเทียบระหว่างการเรียงเหล็กดั้งเดิมแบบ "Overlap" ("Conventional") และการเรียงเหล็กแบบ "Step Lap"
 
รูปที่ 5 ระดับความดังของเสียงรบกวน (Noise Levels) ขึ้นอยู่กับการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (Induction) เมื่อเปรียบเทียบระหว่างการเรียงเหล็กดั้งเดิมแบบ "Overlap" ("conventional) และการเรียงเหล็กแบบ "Step Lap"