Oriëntasie-silwerstal se impak op transformator-effektiwiteit & geraas
1. Ontwikkelingstendense van kragtransformer vervaardigingstegnologie in China
Kragtransformers ontwikkel hoofsaaklik in twee rigtings:
Eerstens, ontwikkeling na ekstra-groot ultra-hoëspanningstransformers, met spanningsvlakke wat vooruitgang maak van 220kV, 330kV en 500kV na 750kV en 1000kV.
Tweedens, ontwikkeling na energiebesparende, verkleinde, lae-gebruiksgeluid, hoëimpedans en ontploffingsvrye tipes. Hierdie produkte is hoofsaaklik klein en medium grootte transformers, soos die nuwe S13 en S15 verspreidingstransformers wat tans aanbeveel word vir stedelike en landelike kragrooster opgraderings.
China se toekomstige transformerontwikkelingsrigting sal steeds fokus op energie-effektiwiteit, lae-gebruiksgeluid, brand- en ontploffingsvryheid, en hoë betroubaarheid.
2. Invloed van gerigte silikon-staal materiaal op die prestasie van kragtransformers
In ontwikkelde industrielande maak elektriese energie wat as gevolg van ysterverlies in transformer-gerigte silikon-staal verbruik word, ongeveer 4% van totale kragopwekking uit. Daarom het die vermindering van ysterverlies in gerigte silikon-staal altyd 'n belangrike navorsingonderwerp vir silikon-staalondernemings wêreldwyd gewees. Ysterverlies kan in spoelstrookverlies en histereseverlies opgedeel word.
Met betrekking tot silikon-staal materiaal, is die hoofmetodes om ysterverlies in gerigte silikon-staal te verminder, die verhoging van silikoninhoud, die vermindering van plaatdikte en magnetiese domein-verfynings tegnologie.
(1) Verhoging van silikoninhoud
Tans bevat industrieel vervaardigde silikon-staal meer as 3.0% silikon per massa. Wanneer dit verhoog word tot 6.5%, neem silikon-staalverliese beduidend af, wat dit die ideale materiaal maak vir gebruik in die 400Hz tot 10kHz frekwensiebereik.
(2) Vermindering van plaatdikte
Gerigte silikon-staal wat tans gebruik word, word steeds dunner. 0.35mm dikte is uitgefaseer, met algemene diktes nou 0.3mm, 0.27mm, 0.23mm en 0.18mm, wat spoelstrookverlies in gerigte silikon-staal kan verminder.
0.20mm gerigte silikon-staal dun strook kan by 400Hz of lager gebruik word, met 'n magfluxe digtheid wat 1.5T bereik en relatief lae ysterverlies.
0.15mm gerigte silikon-staal dun strook, wanneer dit by 1kHz frekwensie met 'n magfluxe digtheid van 1.0T werk, het 'n ysterverlieswaarde van minder as 30W/kg. Dus is hierdie spesifikasie van dun strook geskik vir gebruik by 1kHz of lager.
0.10mm en 0.08mm gerigte silikon-staal dun strokke is meer geskik vir gebruik by frekwensies onder 3kHz. By 3kHz frekwensie word 0.10mm gerigte silikon-staal dun strook gebruik met 'n magfluxe digtheid van ongeveer 0.50T. Onder dieselfde omstandighede kan 0.08mm spesifikasie 'n iets hoër magfluxe digtheid waarde gebruik, soos 0.50-0.80T.
0.05mm gerigte silikon-staal dun strook, wanneer dit by 5kHz frekwensie werk, kan 'n magfluxe digtheid waarde van 0.5-0.6T hê. Dus het 0.05mm gerigte silikon-staal dun strook die wydste toepassingsbereik van die vyf spesifikasies hierbo en is geskik vir gebruik by 5kHz en lager.
(3) Magnetiese domein-verfynings
Groef tegnologie: Japan se Narita het oor die effek van groef op domeinstrukture en verliese in gerigte silikon-staal gerapporteer, en gewys dat groef loodreg tot die strookrigting effektief kan help om domeinmuurafstand en spoelstrookverliese te verminder.
Laser verwerkings tegnologie maak gebruik van die eienskappe van vinnige verhitting en afkoeling om die oppervlak van gerigte silikon-staalplaat deur lynmerking te behandel, wat mikro-plastiese vervorming en hoëdigtheid dislokasies in die verhitte gebied bevorder, die primêre domeinmuurlengte verminder, terwyl dit gelyktydig residuële trekspanning produseer, en die doelwit van magnetiese domein-verfynings en ysterverliesvermindering bereik.
Daar is twee laser verwerkingsmetodes: gepulseerde en kontinue laser verwerking.
3. Invloed van gerigte silikon-staal oppervlak op transformer geluid
Een van die hoofoorzaake van transformer geluid is die magnetostriktie van gerigte silikon-staal kerns.
Magnetostriktie verwys na die lengteverandering van ferromagnetiese materiaal tydens magnetisering. Die magnetostriktie van gerigte silikon-staal is grootliks verband met of daar 'n oppervlak isolasie-laag is. Die spanning van die laag op silikon-staalplaat kan die drukspanning wat deur materiale en transformer montasie gegenereer word, teenwerk, en daardeur transformer geluid verminder. Ongeïsoleerde staalplaat is baie sensitief vir drukspanning. As druk toeneem, styg die magnetostriktiewaarde skerp, terwyl geïsoleerde plaat minder betekenisvolle toename in magnetostriktiewaarde met toenemende drukspanning wys, wat 'n laer sensitiviteit vir drukspanning aandui.
Dit is wenslik dat gerigte silikon-staal lae magnetostriktie het om sy sensitiviteit vir spanning te verminder, en ook om geluid te verminder. Aangesien spanning gegenereer word tydens transformer kern montasie, is dit nodig om die materiaal se sensitiviteit vir spanning te verminder. Vanweë die laag, word die sensitiviteit van gerigte silikon-staal vir spanning tydens magnetostriktie verminder, en transformer geluid word ook verminder.
Addisioneel, het die toepassing van isolasie-laag op gerigte silikon-staal in die algemeen nog steeds die effek van spesifieke verliesvermindering, met 'n ysterverliesvermindering van 9%-14%. Die gehalte van die isolasie-laag moet liefst bo 5g/m² wees.
4. Invloed van hoë-permeabiliteit gerigte silikon-staal op leeglaai verlies en geluidsnivo van kragtransformers
Die voordele van Hi-B hoëpermeabiliteit gerigte silisiumstaal is as volg:
(1) Uitstekende Magnetiseringseienskappe
Magnetiseringseienskappe word tipies gemeet deur die magnetiese vloksdigtheid by 800A/m om hul kwaliteit te evalueer. Hi-B hoëpermeabiliteit gerigte silisiumstaal het 'n relatiewe permealibiliteit van ongeveer 1920 by 800A/m, terwyl CGO-staal 1820 is. Die gebruik van Hi-B hoëpermeabiliteit gerigte silisiumstaal as kernmateriaal om laaglastverlies te verminder, is die mees effektiewe vir energiebesparing.
(2) Lae Magnetokontraksie
Magnetokontraksie verwys na die lengte-uitbreiding en -kontraksie van die kern in die magnetiseringsrigting tydens AC-magnetisering, wat een van die hoofoorsaake van transformernas is. Aangesien Hi-B hoëpermeabiliteit gerigte silisiumstaal lae magnetokontraksie het, vermindert dit grootliks transformernas en omgewingsvervuiling.
5. Invloed van Kragtransformerkernprosesstegnieke
Tydens vervaardiging en verwerking word gerigte silisiumstaal blootgestel aan skerstress en impak van handmatige hanteer. Mekaniese verwerking en eksterne versleteringfaktore beïnvloed die spesifieke verlies van silisiumstaalplaatse aansienlik, soms met 'n toename van 3,08% tot 31,6%.
Borste van longitudinale sny van gerigte silisiumstaal: As die snykwaliteit swak is met groot dimensieafwykings, sal dit wanneer die kern gestap word, groot gaps tussen plaatse, baie oorvleuelinge en oneweredige kernlamine veroorsaak, wat lei tot 'n toename in laaglaststroom, soms bo standaarde. Na deburring neem spesifieke verlies af. Toetse wys dat na deburring van 30QG120, spesifieke verlies P1,5 met 2,1% tot 2,6% (gemiddeld 2,3%) afneem, en P1,7 met 1,6% tot 3,5% (gemiddeld 2,5%) afneem.
Verbetering van die snykwaliteit van gerigte silisiumstaal, vermindering van borste, verbetering van vlakheid, en toepassing van geskikte klemkrag op kernkolomme. Terugvoer van transformervervaardigers dui daarop dat die vermindering van borste met 0,02mm die totale gestapelde dikte (by klemplekke) met 2-3mm verlaag, en nas met 3-4dB. Daarom moet borste binne 0,03mm beheer word.
Gerigte silisiumstaal moet ondergaan sny, stempel, en stapeling, wat interne spannings veroorsaak, wat korrelvervorming veroorsaak, wat lei tot 'n vermindering in magnetiese permealibiliteit en 'n toename in spesifieke ysverlies. Die spannings wat in gerigte silisiumstaal tydens sny, stempel, stapeling, en ander verwerkingsoperasies gegenereer word, kan deur annealing behandeling verminder word, wat die spesifieke ysverlies van koudgerolde gerigte silisiumstaal met ongeveer 30% kan verminder.
