כל ציוד חשמלי יחווה הפסדים במהלך הפעלה לטווח הארוך, ושנאי כוחאין יוצא מן הכלל. בהפסדי שנאי כוח הם מחולקים בעיקר לשני חלקים: הפסדי נחושת ואובדן ברזל.
אובדן נחושת
הַגדָרָה
נחושת ממלאת תפקיד חשוב בשנאי חשמל, וחוטי נחושת משמשים בדרך כלל בפיתולי השנאים. "אובדן הנחושת" בשנאים מתייחס לאובדן שנגרם כתוצאה מחוטי נחושת. "אובדן הנחושת" של שנאי, המכונה גם אובדן עומס, הוא אובדן משתנה שמשתנה. כאשר השנאי פועל תחת עומס, תהיה התנגדות כאשר הזרם יעבור דרך החוט, וכתוצאה מכך אובדן התנגדות. על פי חוק ג'ול, הזרם הזורם בנגד זה יפיק חום של ג'ול, וככל שהזרם גדול יותר, כך אובדן הכוח גדול יותר. לפיכך, אובדן ההתנגדות הוא פרופורציונאלי לכיכר הזרם והבלתי תלוי במתח. זה בדיוק מכיוון שהוא משתנה עם גודל הזרם שאובדן נחושת (אובדן עומס) הוא אובדן משתנה וההפסד העיקרי במהלך פעולת השנאי.
גורם השפעה
גודל הנוכחי:כאמור, אובדן נחושת הוא פרופורציונלי ישירות לריבוע הזרם, ולכן גודל הזרם הוא גורם מפתח המשפיע על אובדן נחושת.
התנגדות מפותלת:ההתנגדות של הפיתול משפיעה ישירות על אובדן נחושת. ככל שההתנגדות גבוהה יותר, כך אובדן הנחושת גבוה יותר.
מספר שכבות הסליל:ככל שיש יותר שכבות סליל, כך נתיב הזרם לזרום בפיתול, וההתנגדות המקבילה תגדל, וכתוצאה מכך אובדן נחושת מוגבר.
תדר מיתוג:ההשפעה של תדר מיתוג על אובדן נחושת שנאי קשורה ישירות לפרמטרי ההפצה ומאפייני העומס של השנאי. כאשר מאפייני העומס והפרמטרים המופצים מראים יחד מאפיינים אינדוקטיביים, אובדן הנחושת פוחת עם עליית תדר המיתוג; כאשר מציגים מאפיינים קיבוליים יחד, אובדן נחושת עולה עם עליית תדר המיתוג.
אפקט טמפרטורה:הפסדי עומס מושפעים גם מהטמפרטורה של השנאי, ושטף דליפה הנגרם כתוצאה מזרם עומס ייצר הפסדי זרם ערמומי בתוך ההפסדים המתפתלים והתועה בחלקי המתכת מחוץ לתפתל.
שיטות להפחתת אובדן נחושת
הגדלת אזור חתך הרוחב של פיתולי שנאי: הפחתת עמידות למוליכים, ובכך הפחתה ביעילות את אובדן הנחושת בשנאים.
שימוש בחומרים מוליכים באיכות גבוהה כמו נייר כסף נחושת או נייר אלומיניום כדי להפחית את ההתנגדות המתפתלת.
הפחתת זמן פעולת העומס האור של שנאים: הגבלת שיעור זמן פעולת העומס האור של שנאים מועילה להפחתת הפסדי נחושת של שנאים.
אובדן ברזל
הַגדָרָה
שלא כמו אובדן נחושת, אובדן ברזל בשנאים אינו קשור לגורמים כמו פיתול וגודל הנוכחי. כפי שהשם מרמז, אובדן ברזל קשור לברזל ונוצר על ידי ליבת הברזל. אובדן הברזל של שנאי ידוע גם בשם "אובדן ללא עומס" מכיוון שהוא קיים במצבי עומס מלאים וגם באפס של השנאי והוא אובדן קבוע שלשנאי מתח גבוהו עם זאת, בעומס אובדן החשמל יקטן ככל שחוזק השדה החשמלי יורד.
מִיוּן
אובדן הברזל של רובוטריקים מחולק לאובדן היסטריזהוכןאובדן עכשווי של אדי.
העיקרון העובד של שנאי אובדן היסטריה מבוסס על העיקרון של אינדוקציה אלקטרומגנטית להשגת עליית מתח ושינוי זרם. השטף המגנטי בתוך השנאי זורם על ליבת הברזל, שיש לו עמידות מגנטית לשטף המגנטי, ממש כמו שמוליך יש עמידות בפני זרם, וגם מייצר חום. סוג זה של אובדן נקרא "אובדן היסטריזה"
אובדן זרם ערמומי: כאשר הפיתול העיקרי של שנאי מופעל, השטף המגנטי שנוצר על ידי הסליל זורם דרך ליבת הברזל. מכיוון שגרעין הברזל עצמו הוא גם מוליך, נוצר פוטנציאל חשמלי במישור בניצב לקווי השדה המגנטי. פוטנציאל חשמלי זה יוצר לולאה סגורה על חתך הליבה של הברזל ומייצר זרם, כמו מערבולת, כך שהוא נקרא "זרם ערמומי". ההפסד שנוצר על ידי זרם אדי זה נקרא "אובדן זרם אדי". זה בדיוק מכיוון שגרעין הברזל מייצר זרמי ערמומי שהם הופכים לחתיכה דקה, מכיוון שככל שהוא דק יותר, כך ההתנגדות גדולה יותר והזרם קטן יותר.
גורם השפעה
מתח עבודה ותדר: אובדן ברזל קשור למתח העבודה ולתדירות השנאים, מכיוון שגורמים אלה יכולים להשפיע על חוזק השדה המגנטי ותופעת ההיסטריה בליבת הברזל.
חומר ליבה: תכונות ההיסטריה של חומר הליבה יכולות להשפיע על גודל אובדן הברזל. אם חומר ליבת הברזל לא ייבחר כראוי, אובדן ההיסטריה יגדל.
תהליך ייצור: תהליך הייצור של רובוטריקים משפיע גם הוא על אובדן ברזל. לדוגמה, שיטת הערימה וטיפול בידוד בליבת הברזל יכולים להשפיע על גודל אובדן הברזל.
שיטות להפחתת אובדן ברזל
בחירת חומרי ליבת ברזל באיכות גבוהה: בחירת חומרי ליבת ברזל עם אובדן היסטריזה נמוכה יכולה להפחית את אובדן הברזל של שנאים.
מיטוב את תהליך הייצור: על ידי שיפור שיטת הערימה וטיפול בידוד בליבת הברזל, הפחתת אובדן ברזל.
תכנון סביר: בשלב תכנון השנאי, אופטימיזציה של תכנון מבני ובחירת פרמטרים כדי להפחית את אובדן הברזל.
