Orientaziozko silikona erreaktionaren eta zorrakariaren eraginak IEE-Business transformatorren efizientzia eta sorburuan

1. Txinadina transformagailuen teknologia fabrikatzeko garapen tendentziak

Txinadina transformagailuak bi norabide nagusietan garatzen ari dira:

Lehenik, erdiguzturrak eta ultra-altu tenperatura duten transformagailu harrigarriak garatzea, tenperatura-mailak 220kV, 330kV eta 500kV-tik hasi 750kV eta 1000kV-ra doazela.

Bigarrenik, energia-borroka, txikiak, soramendu gutxiak, antzera altuak eta esplosioen aurkako motak garatzea. Produktu hauek oso batez ere transformagailu txikiak eta ertakorrak dira, hala nola orain arteko S13 eta S15 banaketako transformagailu berriak, hiriko eta landuko sarea eguneratzeko gomendatutakoa.

Txinako etorkizuneko transformagailuen garapen norabidea oraindik energia-efiziente, soramendu gutxiko, suertu eta esplosioen aurkako motak eta fidagarritasuna handia izango ditu.

2. Orientazioa duen silizio-harrearen materialaren eragina txinadina transformagailuen prestazioetan

Garatutako industria-herrialdeetan, transformagailu orientazioa duen silizio-harrekoan iritsitako hierroaren galduak gehienbat totala sortutako indar elektrikoaren 4% hartzen dute. Beraz, orientazioa duen silizio-harrekoan hierroaren galduak murriztea da munduko silizio-harreko enpresen ikerketaren gai garrantzitsua izan behar. Hierroaren galduak eddy current loss eta hysteresis loss bezala deskonposa daitezke.

Silizio-harreko materialari buruz, hierroaren galduak murrizteko metodo nagusiak silizio-kontzentrazioa handitzea, lerro-zabalera murriztea eta magnetiko domeniu finagarritze teknologia dira.

(1) Silizio-kontzentrazioa Handitzea

Orain arte industrialki ekoizten diren silizio-harrek 3.0% baino gehiago dituzte silizioaren pisuan. 6.5%ra igotzen bada, silizio-harrekoen galduak askoz gehiago murriztu egin dira, horixe da 400Hz-etik 10kHz-ra bitartean erabilgarriena.

(2) Lerro-Zabalera Murriztea

Orain arte erabilitako orientazioa duen silizio-harrekoa cada vez lagunagoa da. 0.35mm zabalera amaitu da, orain arrazoitzat hartzen direnak 0.3mm, 0.27mm, 0.23mm eta 0.18mm dira, horixe eddy current losses murriz dezake.

• 0.20mm orientazioa duen silizio-harreko zaharra 400Hz edo azpitik erabil daiteke, magnetiko fluxu dentsitatea 1.5T eraiki eta hierroaren galdu gutxiago duela.

• 0.15mm orientazioa duen silizio-harreko zaharra, 1kHz frekuentziatan lan egiten duenean, magnetiko fluxu dentsitatea 1.0T badu, hierroaren galdu-balioa 30W/kg baino gutxiago izango da. Horregatik, zahar honek 1kHz edo azpitik erabilgarria da.

• 0.10mm eta 0.08mm orientazioa duen silizio-harreko zaharrak hobe dira 3kHz edo azpitik erabilteko. 3kHz frekuentziatan, 0.10mm orientazioa duen silizio-harreko zaharra erabil daiteke magnetiko fluxu dentsitatea 0.50T izan dadin. Aldiz, 0.08mm zaharrak balio handiagoak erabil ditzake, adibidez 0.50-0.80T.

• 0.05mm orientazioa duen silizio-harreko zaharra, 5kHz frekuentziatan lan egiten duenean, magnetiko fluxu dentsitatea 0.5-0.6T izan dezake. Hori dagokionez, goiko zaharrerik zabala da eta 5kHz edo azpitik erabilgarria da.

(3) Magnetiko Domeniuen Finagarritzea

Grooving Teknologia: Japoniar Narita orientazioa duen silizio-harrekoan domain structure eta galduen efektuak aztertu zuen, esan zuen grooving strip directionarekiko elkarzuta daitekeela domain wall spacing eta eddy current losses murrizteko.

Laser Processing Teknologia line marking bidez orientazioa duen silizio-harreko lerroen gainean tratamendu egiten du, mikro-plastikoki deformatzen eta dislokazio kopuru handia sortzen ditu, main domain wall length murriztuz, eta aldi berean tensio erremanente bat sortzen du, horixe da magnetic domains finagarri eta hierroaren galduak murrizteko helburua.

Bi laser processing metodo daude: pulsed eta continuous laser processing.

3. Orientazioa duen silizio-harrekoaren gainazalaren eragina transformagailuaren soramenduan

Transformagailuaren soramenduaren arrazoi nagusi bat da orientazioa duen silizio-harreko corearen magnetostriction-a.

Magnetostriction-a ferromagnetiko materialen luzeraren aldaketa da magnetizatzean. Orientazioa duen silizio-harrekoaren magnetostriction-a oso zerikusi handia du gainazal insulante bat baldin badu. Gainazal insulanteak silizio-harreko lerroen gainean sortzen duen tension-ak konprimitasun-tensiona kentzeko laguntzen du, horixe soramendu transformagailuan murriztuz. Insulatu gabeko lerroak oso sensitiboak dira konprimitasun-tensionari. Konprimitasuna goratzen denean, magnetostriction-ren balioa askoz gehiago goratzen da, insulatu gabeko lerroek ez dute horrelako goratze handirik.

Orientazioa duen silizio-harrekoaren magnetostriction-a txiki izatea onuragarria da stressari buruzko sensitibotasuna murrizteko, soramendua murrizteko. Stressa sortzen da transformagailuaren core montatzean, beraz materialaren stressari buruzko sensitibotasuna murriztu behar da. Gainazal insulanteak orientazioa duen silizio-harrekoaren stressari buruzko sensitibotasuna murriztu eta transformagailuaren soramendua murriztu du.

Gainera, orientazioa duen silizio-harreko gainazal insulante bat aplikatzeak spezifik galduak murrizteko ere eragina du, hierroaren galduak 9%-14% murriztuz. Gainazal insulantearen kalitatea 5g/m² baino handiagoa izan behar da.

4. Altu-permeabilitateko orientazioa duen silizio-harrekoaren eragina txinadina transformagailuen no-load galdu eta soramendu mailan

Hi-B erabilitate handiko norabidezko silikoa lurreko abantailak hauek dira:

(1) Magnetizazio Ezaugarri Esplendidesgarriak

Magnetizazio ezaugarriak arrazoitzat hartzen dituzte 800A/meko magnetika fluxu dentsitatea euren kalitatea ebaluatzeko. Hi-B erabilitate handiko norabidezko silikoko 800A/meko erlazibo erabilgarritasuna 1920 da, CGO aceroaren 1820 bezala. Hi-B erabilitate handiko norabidezko silikoa nukleo material gisa erabiliz, gorputsekotasun galera txikitzeko modurik efektibena da energia ahorraratzeko.

(2) Magnetoskribu Txikiak

Magnetoskribua AC magnetizazioan nukleoko luzera luzatu eta laburtu egiten duen ezaugarria da, hau transformagailu soinuaren nagusiak izan dezakeena. Hi-B erabilitate handiko norabidezko silikok magnetoskribu txikiak dituenez, transformagailu soinua eta ingurumen kontaminazioa askoz gehiago murrizten ditu.

5. Indar Transformagarrien Nukleo Prozesamendu Teknologiaren Eragina

Egite eta prozesamenduan, norabidezko silikoa eztares garraio eta eskutik jaso duten eraginpean geratzen da. Mekanizatutako prozesamenduak eta kanpo faktoreen deterioroak silikoko galera espesifikoa askoz gehiago eragiten dute, aldiz, bati gehiago 3.08%-31.6% igotzen zaizkie.

Norabidezko silikoko mozketan sortzen diren burrak: Mozketaren kalitate txarra neurtzeko desbideratze handiak badira, nukleo osatzerakoan orri arteko zurbil handiak, lapurrak ugari eta nukleo laminazio desberdintasuna sortuko ditugu, horrek gorputsekotasun galera txikitzeko modurik efektibena da energia ahorraratzeko. Burrak kentze ondoren, galera espesifikoa jaisten da. Testuetan ikus daiteke 30QG120 burrak kentze ondoren, galera espesifiko P1.5-ak 2.1%-2.6% (batezbeste 2.3%) jaitsi dituela, eta P1.7-ak 1.6%-3.5% (batezbeste 2.5%).

Norabidezko silikoko mozketaren kalitate hobetzea, burrak murriztea, eta datuen zehaztasuna hobetzea, nukleo kolonoiak mugitze indarrak aplikatuta. Transformagailu fabrikarien iturpenak adierazten du burrak 0.02mm murrizteak gorputsekotasun totala (mugitze puntuetan) 2-3mm murrizten duela, eta soinua 3-4dB murrizten duela. Beraz, burrak 0.03mm barruan kontrolatu behar dira.

Norabidezko silikoa moztu, estampatu eta osatzen da, hau barne estresak sortzen ditu, kristal deformazioa ematen dio, horrek erabilgarritasun magnetikoak jaitsi eta galera espesifikoa gehitu ditu. Norabidezko silikoko moztu, estampatu, osatze eta beste prozesu batzuetan sortzen diren estresak annealing tratamenduarekin murriztu daitezke, horrek silikoko galera hierro espesifikoa 30% inguru murriz dezake.