প্রতিটি বৈদ্যুতিক ট্রান্সফরমারের কেন্দ্রস্থলে একটি উপাদান থাকে যা ধারণার দিক থেকে সহজ এবং কার্যকারিতা উভয় ক্ষেত্রেই গুরুত্বপূর্ণ: ট্রান্সফরমার কোর . এই চৌম্বকীয় সার্কিটটি প্রবাহের পথ হিসাবে কাজ করে, যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্ডাকশনের মাধ্যমে এক ঘুর থেকে অন্য দিকে বৈদ্যুতিক শক্তি স্থানান্তর করতে সক্ষম করে। যাইহোক, চৌম্বক প্রবাহের পথটি তার চ্যালেঞ্জ ছাড়া নয়। ট্রান্সফরমার ডিজাইনের সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য প্রকৌশলগত সিদ্ধান্তগুলির মধ্যে একটি হল এই কোরটি ধাতুর একক, শক্ত ব্লক হিসাবে নয়, বরং পাতলা, উত্তাপযুক্ত শীটের স্তুপ হিসাবে। ল্যামিনেশন নামে পরিচিত এই প্রক্রিয়াটি কার্যত সমস্ত আধুনিক ট্রান্সফরমারের কার্যক্ষমতা, দীর্ঘায়ু এবং ব্যবহারিক অপারেশনের জন্য মৌলিক। এই নিবন্ধটি ট্রান্সফরমার কোরগুলিকে কেন স্তরিত করা হয় তার প্রযুক্তিগত কারণগুলি গভীরভাবে অনুসন্ধান করে, শক্তির ক্ষতির পদার্থবিদ্যা, উপাদান নির্বাচন, এবং অত্যাধুনিক প্রকৌশল যা এই নকশাটিকে এত কার্যকর করে তোলে তা অন্বেষণ করে৷
লেমিনেটিং এর প্রয়োজনীয়তা বুঝতে ক ট্রান্সফরমার কোর , আমাদের প্রথমে একটি কঠিন, পরিবাহী ধাতুর আচরণের দিকে তাকাতে হবে যখন একটি পরিবর্তনশীল চৌম্বক ক্ষেত্রের অধীন হয়। একটি ট্রান্সফরমারের মূল নীতি-প্রাথমিক কয়েলে একটি পরিবর্তনশীল কারেন্ট যা মূলে একটি পরিবর্তনশীল চৌম্বকীয় প্রবাহ তৈরি করে-এছাড়াও এটির সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য অভ্যন্তরীণ অদক্ষতার উৎস। যখন চৌম্বকীয় প্রবাহ একটি কঠিন কোরের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয়, তখন এটি ধাতুর মধ্যেই একটি ভোল্টেজ প্ররোচিত করে। এই ভোল্টেজটি সঞ্চালনকারী স্রোত তৈরি করে যা চৌম্বকীয় প্রবাহের লম্বভাবে বন্ধ লুপে প্রবাহিত হয়। এগুলো এডি স্রোত।
এডি স্রোত ফ্যারাডে এর আনয়ন আইনের সরাসরি পরিণতি। একটি কঠিন ইস্পাত কোরে, এই স্রোতগুলি যথেষ্ট হতে পারে, কারণ তাদের মধ্যে প্রবাহিত হওয়ার জন্য অত্যন্ত পরিবাহী উপাদানের একটি বড় ক্রস-বিভাগীয় এলাকা রয়েছে। এডি স্রোতের সাথে প্রাথমিক সমস্যা হল যে তারা তাপ উৎপন্ন করে (I²R ক্ষতি), যা বৈদ্যুতিক শক্তির সরাসরি ক্ষতির প্রতিনিধিত্ব করে। এই শক্তি সেকেন্ডারি সার্কিটে দরকারী কাজ করে না বরং ট্রান্সফরমারকে উষ্ণ করে। এটি কল্পনা করতে, একটি কঠিন কোরের ক্রস-সেকশন বিবেচনা করুন। একটি বৃহৎ এলাকায় পরিবর্তিত চৌম্বক ক্ষেত্র একটি উল্লেখযোগ্য ইলেক্ট্রোমোটিভ বল প্ররোচিত করে, যা বড়, ঘূর্ণায়মান স্রোতের দিকে পরিচালিত করে।
এডি কারেন্ট ক্ষতির মাত্রা বিকল্প কারেন্টের ফ্রিকোয়েন্সি এবং মূল উপাদানের বেধ উভয়ের বর্গের সমানুপাতিক। এই সম্পর্কটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: পরিবাহী পথের বেধ বাড়ার সাথে সাথে ক্ষতিগুলি নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। এই ক্ষতি দ্বারা উত্পন্ন তাপ শুধুমাত্র শক্তি নষ্ট করে না বরং ট্রান্সফরমারের অপারেটিং তাপমাত্রাও বাড়ায়। অতিরিক্ত তাপ উইন্ডিংগুলির নিরোধক হ্রাস করতে পারে, ট্রান্সফরমারের জীবনকালকে ছোট করতে পারে এবং চরম ক্ষেত্রে, বিপর্যয়কর ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যেতে পারে। তদুপরি, অর্থনৈতিক দৃষ্টিকোণ থেকে, এমনকি একটি একক ট্রান্সফরমারে শক্তির ক্ষতির আপাতদৃষ্টিতে সামান্য শতাংশ সময়ের সাথে সাথে শক্তির একটি উল্লেখযোগ্য অপচয় হয়ে ওঠে, বিশেষত বড় আকারের বিদ্যুৎ বিতরণ নেটওয়ার্কগুলিতে।
ল্যামিনেশন হল এডি বর্তমান সমস্যার প্রকৌশলী প্রতিক্রিয়া। চৌম্বকীয় উপাদানের একটি একক পুরু ব্লক ব্যবহার করার পরিবর্তে, কোরটি ইস্পাতের অনেক পাতলা শীট থেকে তৈরি করা হয়, প্রতিটি পৃথকভাবে একটি অন্তরক স্তর দিয়ে লেপা। এই শীটগুলিকে তারপর স্ট্যাক করা হয় এবং সম্পূর্ণ কোর গঠনের জন্য একসাথে বন্ধন করা হয়। এই নকশার প্রাথমিক উদ্দেশ্য হল এডি স্রোতের তীব্রতা ব্যাপকভাবে হ্রাস করা।
কোরটিকে পাতলা লেমিনেশনে টুকরো টুকরো করে, এডি কারেন্ট প্রবাহের জন্য উপলব্ধ ক্রস-বিভাগীয় এলাকা নাটকীয়ভাবে হ্রাস পায়। যেহেতু এডি কারেন্ট লস বেধের বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক, উদাহরণস্বরূপ, 10 এর একটি ফ্যাক্টর দ্বারা পুরুত্ব কমিয়ে 100 এর ফ্যাক্টর দ্বারা ক্ষতি কমাতে পারে। ল্যামিনেশনের মধ্যে পাতলা, অন্তরক স্তরগুলি বিদ্যুৎ সঞ্চালন করে না, কার্যকরভাবে সঞ্চালনকারী স্রোতের পথকে বাধা দেয় এবং প্রতিটি ছোট ছোট ক্রস-সেটের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকতে বাধ্য করে। এটি একটি স্তরিতকরণের সবচেয়ে মৌলিক এবং সমালোচনামূলক উদ্দেশ্য ট্রান্সফরমার কোর .
এডি কারেন্ট ক্ষয়ক্ষতি হ্রাস করা সর্বোত্তম উদ্দেশ্য, একটি স্তরিত নির্মাণ ট্রান্সফরমার কোর অন্যান্য উল্লেখযোগ্য প্রকৌশল সুবিধা প্রদান করে।
একটি স্তরিত কার্যকারিতা ট্রান্সফরমার কোর শুধুমাত্র ল্যামিনেশনের জ্যামিতির উপর নির্ভর করে না বরং সেগুলি যে উপকরণ থেকে তৈরি করা হয় তার উপরও নির্ভর করে। উপাদানের পছন্দ হল চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য, বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ ক্ষমতা, যান্ত্রিক কার্যক্ষমতা এবং খরচের মধ্যে একটি সতর্ক ভারসাম্য।
ট্রান্সফরমার কোর ল্যামিনেশনের জন্য সবচেয়ে সাধারণ উপাদান হল সিলিকন ইস্পাত। এটি লোহার একটি সংকর ধাতু যা সিলিকনের একটি ছোট শতাংশ, সাধারণত 6.5% পর্যন্ত। সিলিকন সংযোজন বেশ কয়েকটি গুরুত্বপূর্ণ কাজ করে:
লেমিনেটেড সিলিকন ইস্পাত হল শিল্পের কাজের ঘোড়া, অন্যান্য উপকরণ এবং কনফিগারেশনগুলিও ব্যবহার করা হয়, প্রতিটি ট্রেড-অফের একটি নির্দিষ্ট সেট সহ।
ল্যামিনেশনের জ্যামিতিও কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে। ইআই, টরয়েডাল এবং সি-কোরের মতো বিভিন্ন মূল আকার, ফ্লাক্স পাথ অপ্টিমাইজ করতে, বর্জ্য কমাতে এবং উত্পাদনকে সহজ করতে বিভিন্ন উপায়ে ল্যামিনেশন ব্যবহার করে। নীচের সারণী এই ট্রেড-অফের কিছু চিত্রিত করে।
| মূল প্রকার | স্তরায়ণ আকৃতি | মূল সুবিধা | সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন |
| EI কোর (স্ট্যাক করা) | ই এবং আমি আকৃতির শীট | কম উত্পাদন খরচ, সহজ সমাবেশ | সাধারণ ট্রান্সফরমার, পাওয়ার সাপ্লাই |
| টরয়েডাল কোর | একটি রিং মধ্যে ক্রমাগত ফালা ক্ষত | উচ্চ দক্ষতা, কম ফুটো ফ্লাক্স, কমপ্যাক্ট | অডিও ট্রান্সফরমার, নির্ভুল যন্ত্র |
| সি-কোর (কাট কোর) | একটি ক্ষত ফালা থেকে দুটি "C" অর্ধেক | সহজ কুণ্ডলী সন্নিবেশ, নিয়ন্ত্রণযোগ্য বায়ু ফাঁক জন্য অনুমতি দেয় | উচ্চ-শক্তির ইন্ডাক্টর, বিশেষায়িত ট্রান্সফরমার |
একটি স্তরিত তৈরির প্রক্রিয়া ট্রান্সফরমার কোর সহজ ম্যানুয়াল স্ট্যাকিং থেকে পরিশীলিত, স্বয়ংক্রিয় প্রক্রিয়ায় বিকশিত হয়েছে যা নির্ভুলতা, দক্ষতা এবং সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে।
যাত্রা শুরু হয় সিলিকন স্টিলের একটি বড় কয়েল দিয়ে, যা একটি উচ্চ-গতির স্ট্যাম্পিং প্রেসে দেওয়া হয়। প্রেসটি স্টিলের স্ট্রিপ থেকে পৃথক ল্যামিনেশন কাটাতে কাস্টম-ডিজাইন করা ডাইস ব্যবহার করে। এই প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত দক্ষ এবং প্রতি মিনিটে হাজার হাজার ল্যামিনেশন তৈরি করতে পারে। ল্যামিনেশনের আকৃতি কোরের চূড়ান্ত জ্যামিতি দ্বারা নির্ধারিত হয়- একটি EI কোরের জন্য একটি "E" এবং "I" আকৃতি, অথবা টরয়েডাল কোরের জন্য একটি অবিচ্ছিন্ন সর্পিল। আধুনিক যন্ত্রপাতি কাটিয়া প্রক্রিয়ার উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের অনুমতি দেয়, নিশ্চিত করে যে ল্যামিনেশনগুলি অভিন্ন এবং ত্রুটিমুক্ত যা চৌম্বকীয় কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করতে পারে।
কাটার পরে, ল্যামিনেশনগুলি একটি অন্তরক স্তর দিয়ে লেপা হয়। এটি প্রায়শই বার্নিশের একটি পাতলা স্তর বা একটি অক্সাইড স্তর, তবে পেটেন্ট সাহিত্য আরও উন্নত পদ্ধতি প্রকাশ করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি ইপোক্সি রজন এবং অজৈব কণা সমন্বিত একটি থার্মোসেটিং রজন একই সাথে একটি অন্তরক এবং আঠালো স্তর তৈরি করতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। এই দ্বৈত উদ্দেশ্য আবরণ একটি উল্লেখযোগ্য উদ্ভাবন. আঠালো বন্ড ল্যামিনেশনগুলিকে একত্রে আবদ্ধ করে, যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা বাড়ায় এবং কম্পন হ্রাস করে, যখন অন্তরক বৈশিষ্ট্যগুলি অজৈব কণা দ্বারা রক্ষণাবেক্ষণ করা হয়, যা চাদরের মধ্যে ধাতু থেকে ধাতুর যোগাযোগকে বাধা দেয়।
বন্ধন ল্যামিনেশনের প্রাথমিক পদ্ধতিতে যান্ত্রিকভাবে সমাপ্ত স্ট্যাক আটকানো জড়িত ছিল। এখনও ব্যবহার করার সময়, এটি ক্রমবর্ধমানভাবে আঠালো বন্ধন দ্বারা প্রতিস্থাপিত হচ্ছে। কিছু আধুনিক পদ্ধতিতে স্ট্যাক করার আগে ইস্পাত পৃষ্ঠের উপর পাতলা আঠালো পুঁতির প্যাটার্ন প্রয়োগ করা জড়িত। এই পদ্ধতিটি বেশ কয়েকটি সুবিধা প্রদান করে: এটি স্পেস ফ্যাক্টর (কোর ভলিউমের শতাংশ ইস্পাত দ্বারা দখল) হ্রাস করে, পূর্ণ-পৃষ্ঠের আবরণের সাথে ঘটতে পারে এমন মূল ক্ষতির সামান্য বৃদ্ধি কমিয়ে দেয়। অধিকন্তু, আঠালো স্তরটি যান্ত্রিক কম্পন শোষণ করার জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে, ট্রান্সফরমারের শ্রবণযোগ্য শব্দ কমিয়ে দেয়। কিছু উন্নত মূর্তিতে, ছয় বা সাতটি ল্যামিনেশনের গোষ্ঠীগুলিকে একক উপ-সমাবেশ হিসাবে একত্রে আবদ্ধ করা হয়, যা পরে একটি ইউনিট হিসাবে পরিচালনা করা হয়, চূড়ান্ত স্ট্যাকিং প্রক্রিয়াটিকে সহজ করে।
ল্যামিনেশন অপ্রতিরোধ্য সুবিধা প্রদান করে, এটি এর ট্রেড-অফ ছাড়া নয়। একটি ভারসাম্যপূর্ণ নকশা সামগ্রিক অপ্টিমাইজ করার জন্য এই কারণগুলি বিবেচনা করে ট্রান্সফরমার কোর .
প্রাথমিক উদ্দেশ্য হল এডি বর্তমান ক্ষতি কমানো। কোরটিকে পাতলা, উত্তাপযুক্ত শীটগুলিতে বিভক্ত করে, প্রবাহিত স্রোতের পথ ব্যাহত হয়, নাটকীয়ভাবে তাপ হিসাবে নষ্ট হওয়া শক্তি হ্রাস করে।
ল্যামিনেশন প্রতিটি পৃথক শীটের ছোট ক্রস-বিভাগীয় এলাকায় এডি স্রোত সীমাবদ্ধ করে শক্তির ক্ষতি হ্রাস করে। যেহেতু এডি কারেন্টের ক্ষতি উপাদানের পুরুত্বের বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক, তাই পাতলা ল্যামিনেশন ব্যবহার করা এই ক্ষতিগুলিকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।
সর্বাধিক সাধারণ উপাদান হল সিলিকন ইস্পাত, যা উচ্চ চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা এবং বর্ধিত বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের জন্য নির্বাচিত হয়। অন্যান্য উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত ফেরাইট, এবং নিরাকার বা ন্যানোক্রিস্টালাইন অ্যালয়গুলি, যেখানে অতি-নিম্ন ক্ষতির প্রয়োজন হয় এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য ব্যবহৃত হয়।
একটি স্তরায়ণ থেকে অন্য স্তরায়ণে এডি স্রোতের প্রবাহ রোধ করতে ল্যামিনেশনের মধ্যে অন্তরক স্তর অপরিহার্য। যদি শীটগুলি সরাসরি বৈদ্যুতিক সংস্পর্শে থাকে তবে তারা মূলত একক, বৃহত্তর কন্ডাকটর হিসাবে কাজ করবে, বড় এডি স্রোতের জন্য পথ পুনরুদ্ধার করবে এবং ল্যামিনেশনের উদ্দেশ্যকে পরাজিত করবে।
হ্যাঁ। যদিও পৃথক শীটগুলি পাতলা হয়, আধুনিক উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলি ল্যামিনেশনগুলিকে একটি শক্ত, যান্ত্রিকভাবে শক্তিশালী কোরে বাঁধতে আঠালো বা ক্ল্যাম্পিং প্রক্রিয়া ব্যবহার করে। এটি কম্পন প্রতিরোধ করে, শ্রবণযোগ্য শব্দ কমায় এবং নিশ্চিত করে যে কোরটি অপারেশন চলাকালীন উপস্থিত তীব্র চৌম্বকীয় শক্তিকে সহ্য করতে পারে৷