მიმართული სილიკონის სტალის გავლენა ტრანსფორმატორის ეფექტიურობაზე და ხმაურებაზე

1. ქინეთის ელექტროენერგეტიკური ტრანსფორმატორების წარმოების ტექნოლოგიის განვითარების ტენდენციები

ელექტროენერგეტიკური ტრანსფორმატორები ძირითადად განვითარების ორ მიმართულებაში მიდის:

პირველი, განვითარება ზედაზედ დიდი და საშუალო დახრილის ტრანსფორმატორების მიმართ, რომლებიც დახრილით 220kV, 330kV და 500kV-დან 750kV და 1000kV-მდე მიდის.

მეორე, განვითარება ენერგიის ეფექტური გამოყენებით, მცირე ზომის, დაბალ ხმის, მაღალ იმპედანსის და ავარიულის ტიპების მიმართ. ეს პროდუქტები ძირითადად მცირე და საშუალო ზომის ტრანსფორმატორებია, როგორიცაა ახალი S13 და S15 დისტრიბუციული ტრანსფორმატორები, რომლებიც ახლა რეკომენდებულია ქალაქური და სოფელური ელექტრო ქსელების განახლებისთვის.

ქინეთის მომავალი ტრანსფორმატორების განვითარების მიმართულება ჯერ კიდევ დაკავებული იქნება ენერგიის ეფექტური გამოყენებით, დაბალ ხმით, ცეცხლის და ავარიულის ტიპებით და მაღალი დამრგვალებით.

2. დირექტიული სილიკონის სტალის მასალის ელექტროენერგეტიკურ ტრანსფორმატორებზე მოქმედების გავლენა

განვითარებულ ინდუსტრიულ ქვეყნებში ტრანსფორმატორების დირექტიული სილიკონის სტალიდან წარმოებული ელექტროენერგიის ხარჯი შედგება თითოეული წლის ელექტროენერგიის წარმოების მიხედვით დაახლოებით 4%-ზე. ამიტომ, დირექტიული სილიკონის სტალიდან წარმოებული ირონის ხარჯის შემცირება ყოველთვის იყო სილიკონის სტალის კომპანიების მთავარი კვლევითი თემა მთელ მსოფლიოში. ირონის ხარჯი შეიძლება დაშლილი იყოს ტრიალის და ჰისტერეზის ხარჯებად.

დირექტიული სილიკონის სტალის მასალის შესახებ, დირექტიული სილიკონის სტალიდან ირონის ხარჯის შემცირების მთავარი მეთოდები არის სილიკონის შემცირება, ფერადი სიმცირეების შემცირება და მაგნეტური დომენების გამრტყალების ტექნოლოგია.

(1) სილიკონის შემცირება

ამჟამად ინდუსტრიულად წარმოებული სილიკონის სტალი შეიცავს მასში 3.0% ზე მეტ სილიკონს. როდესაც ეს შეიცვლება 6.5%-მდე, სილიკონის სტალიდან ირონის ხარჯი დრამატულად შემცირდება, რაც ხდება იდეალური მასალის გამოყენებისთვის 400Hz-დან 10kHz-მდე სიხშირეში.

(2) ფერადი სიმცირეების შემცირება

ამჟამად გამოყენებული დირექტიული სილიკონის სტალი უფრო და უფრო ხელმისაწვდომია. 0.35mm სიმკვრივი უკვე გამოყენებიდან გამოშლილია, ხოლო ჩვეულებრივი სიმკვრივები არის 0.3mm, 0.27mm, 0.23mm და 0.18mm, რაც შემცირებს დირექტიული სილიკონის სტალიდან ირონის ხარჯს.

• 0.20mm სიმკვრივის დირექტიული სილიკონის სტალი შინაარსი შეიძლება გამოყენებულ იქნას 400Hz-დან ქვემოთ, სადაც მაგნეტური სიმკვრივე 1.5T-მდე იქნება და შესაბამისად დაბალი ირონის ხარჯი.

• 0.15mm სიმკვრივის დირექტიული სილიკონის სტალი, როდესაც ითვალისწინებს 1kHz სიხშირეს და მაგნეტური სიმკვრივე 1.0T-მდე იქნება, ირონის ხარჯი ნაკლები იქნება 30W/kg-ზე. ამიტომ, ეს სიმკვრივის სპეციფიკაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას 1kHz-დან ქვემოთ.

• 0.10mm და 0.08mm სიმკვრივის დირექტიული სილიკონის სტალი უფრო კვალიფიცირებულია სიხშირეებისთვის 3kHz-დან ქვემოთ. 3kHz სიხშირით 0.10mm სიმკვრივის დირექტიული სილიკონის სტალი ითვალისწინებს მაგნეტურ სიმკვრივეს დაახლოებით 0.50T-მდე. იდენტური პირობებით, 0.08mm სპეციფიკაცია შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცოტა უფრო მაღალ მაგნეტურ სიმკვრივეებით, როგორიცაა 0.50-0.80T.

• 0.05mm სიმკვრივის დირექტიული სილიკონის სტალი, როდესაც ითვალისწინებს 5kHz სიხშირეს, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მაგნეტურ სიმკვრივეს დაახლოებით 0.5-0.6T-მდე. ამიტომ, 0.05mm სიმკვრივის დირექტიული სილიკონის სტალი არის უფრო ფართო გამოყენების შესაძლებლობა ხუთი სპეციფიკაციაში და შეიძლება გამოყენებულ იქნას 5kHz-დან ქვემოთ.

(3) მაგნეტური დომენების გამრტყალება

გრძელების ტექნოლოგია: იაპონიის ნარიტა ახსნა გრძელების შედეგები დირექტიული სილიკონის სტალის დომენურ სტრუქტურაზე და ხარჯებზე, მითითებულია, რომ სტრიქონის მიმართულებით გრძელება შეიძლება ეფექტურად შემციროს დომენური კერძების სივრცე და ტრიალის ხარჯები.

ლაზერის დამუშავების ტექნოლოგია იყენებს სწრაფი გათბობისა და გაფრინდების მახასიათებლებს დირექტიული სილიკონის სტალის ზედაპირზე ხაზებით დამუშავების საშუალებით, რაც ხდება მიკროპლასტიკური დეფორმაციის და მაღალ სიმკვრივის დისლოკაციების დამუშავებით გათბობის არეალში, რითაც შემცირებული იქნება მთარული დომენური კერძების სიგრძე, შეერთებული ნარჩენი გაჭიმვის სიძის შესაბამისად, რითაც მიღებული იქნება მაგნეტური დომენების გამრტყალების და ირონის ხარჯის შემცირების მიზნი.

ლაზერის დამუშავების არაერთი მეთოდი არის პულსური და უწყვეტი ლაზერის დამუშავება.

3. დირექტიული სილიკონის სტალის ზედაპირის ელექტროენერგეტიკურ ტრანსფორმატორებზე ხმის გავლენა

ტრანსფორმატორების ხმის მთავარი მიზეზებიდან ერთ-ერთია დირექტიული სილიკონის სტალის მაგნეტოსტრიქცია.

მაგნეტოსტრიქცია ნიშნავს ფერომაგნეტური მასალის სიგრძის ცვლილებას მაგნეტიზაციის დროს. დირექტიული სილიკონის სტალის მაგნეტოსტრიქცია დიდად დაკავშირებულია იმით, არის თუ არა ზედაპირული იზოლაციური შედეგი. შედეგის ტენსია სილიკონის სტალის ზედაპირზე შეიძლება დაბრუნებული იყოს მასალისა და ტრანსფორმატორის ასამბელის შემდეგ შექმნილი დაჭიმვის სიძეები, რითაც შეიძლება შემცირდეს ტრანსფორმატორის ხმი. არაშედეგის სტალი ძალიან სენსიტიურია დაჭიმვის მიმართ. რაც უფრო დიდი დაჭიმვა იქნება, მაგნეტოსტრიქციის მნიშვნელობა რაპიდურად იზრდება, ხოლო შედეგის სტალი დაჭიმვის მიმართ ნაკლებად სენსიტიურია, რითაც ნიშნავს დაბალ ხმის შემცირებას.

დირექტიული სილიკონის სტალისთვის სუსტი მაგნეტოსტრიქცია შეიძლება შემციროს მასალის დაჭიმვის მიმართ სენსიტიურობა, რითაც შეიძლება შემცირდეს ხმი. რადგან დაჭიმვა შექმნილია ტრანსფორმატორის ბუნებრივი ასამბელის დროს, საჭიროა შემცირდეს მასალის დაჭიმვის მიმართ სენსიტიურობა. შედეგის გამოყენებით დირექტიული სილიკონის სტალის დაჭიმვის მიმართ სენსიტიურობა შეიძლება შემცირდეს და ტრანსფორმატორის ხმიც შეიძლება შემცირდეს.

დამატებით, დირექტიული სილიკონის სტალის ზედაპირზე შედეგის გამოყენება ზოგადად ასევე არის ეფექტური სპეციფიკური ხარჯის შემცირებაში, რაც შეიძლება შემცირდეს ირონის ხარჯს 9%-დან 14%-მდე. შედეგის ხარისხი უნდა იყოს ნაკლები 5g/m²-ზე.

4. მაღალი პერმეაბლის დირექტიული სილიკონის სტალის გავლენა ელექტროენერგეტიკური ტრანსფორმატორების სიდარდელის და ხმის დონეზე

Hi-B მაღალი პერმეიბილობის დირექციული სილიკონის ფოლადის ადვილებები შემდეგნაირად არიან:

(1) სახელმწიფო მაღალი მაგნეტიზაციის თვისებები

მაღალი მაგნეტიზაციის თვისებები ჩამოთვლილი არიან მაგნიტური ფლუქსის სიმკვრივეში 800A/m-ზე შესაბამისად იმის გასარკვევად, რომ რამდენად კარგი არიან. Hi-B მაღალი პერმეიბილობის დირექციული სილიკონის ფოლადი აქვს შესაბამისი პერმეიბილობა 1920-ის მაგიერ 800A/m-ზე, ხოლო CGO ფოლადი აქვს 1820. Hi-B მაღალი პერმეიბილობის დირექციული სილიკონის ფოლადის გამოყენება კორის მასალად ნელდარების დაკლებისთვის არის ყველაზე ეფექტური ენერგიის დასახმარებლად.

(2) დაბალი მაგნეტოსტრუქცია

მაგნეტოსტრუქცია ნიშნავს კორის სიგრძის გაზრდას და შემცირებას მაგნეტიზაციის მიმართულებით მიმდინარე AC მაგნეტიზაციისას, რაც არის ტრანსფორმატორის ხმის მთავარი მიზეზებიდან ერთი. რადგან Hi-B მაღალი პერმეიბილობის დირექციული სილიკონის ფოლადი აქვს დაბალი მაგნეტოსტრუქცია, ეს ძალიან დაკლებს ტრანსფორმატორის ხმას და გარემოს დაბინძურებას.

5. ძალა ტრანსფორმატორის კორის დამზადების ტექნოლოგიაზე

დამზადებისა და დამუშავების დროს დირექციული სილიკონის ფოლადი იქნება შეფარებული შეჭრის სტრესით და ხელით მუშაობის დაზიანებებით. მექანიკური დამუშავება და გარე დასახმარებელი ფაქტორები ნაკლებად იწვევს სილიკონის ფოლადის სპეციფიკურ დაკლებას, ზოგჯერ 3.08%-დან 31.6%-მდე.

დირექციული სილიკონის ფოლადის 縱向剪切产生的毛刺：如果切割质量差且尺寸偏差大，在堆叠铁芯时会导致片间间隙大、重叠多、铁芯层不均匀，从而增加空载电流，有时会超过标准。去毛刺后，特定损耗降低。测试表明，对30QG120进行去毛刺处理后，P1.5特定损耗减少2.1%-2.6%（平均2.3%），P1.7减少1.6%-3.5%（平均2.5%）。

改善取向硅钢的切割质量，减少毛刺，同时提高平整度，并对铁芯柱施加适当的夹紧力。变压器制造商的反馈表明，将毛刺减少0.02mm可使总堆叠厚度（在夹紧点处）减少2-3mm，噪声降低3-4dB。因此，应将毛刺控制在0.03mm以内。

取向硅钢需要经过切割、冲压和堆叠等工序，这会产生内部应力，导致晶粒变形，从而降低磁导率并增加特定铁损。通过退火处理可以减少取向硅钢在切割、冲压、堆叠等加工操作中产生的应力，从而使冷轧取向硅钢的特定铁损大约减少30%。

დირექციული სილიკონის ფოლადის ვერტიკალური შეჭრისას წარმოიქმნება ბურა: თუ შეჭრის ხარისხი დაბალია და ზომების გადახრა დიდია, კორის შეკრებისას ფოლადის ფეხებს შორის იქნება დიდი სივრცე, ბევრი დაკრავა და კორის ფეხები არასწორად დალაგებული იქნება, რაც გაზრდის ნელდარების დენს, ზოგჯერ აღემატება სტანდარტებს. ბურის წაშლის შემდეგ სპეციფიკური დაკლება შემცირდება. ტესტები აჩვენებს, რომ 30QG120-ის ბურის წაშლის შემდეგ P1.5 სპეციფიკური დაკლება შემცირდება 2.1%-დან 2.6%-მდე (საშუალო 2.3%), ხოლო P1.7 შემცირდება 1.6%-დან 3.5%-მდე (საშუალო 2.5%).

დირექციული სილიკონის ფოლადის შეჭრის, დაჭრის და შეკრების ხარისხის გაუმჯობესება, ბურის შემცირება, ფლატის გაუმჯობესება და კორის სველებზე შესაბამისი დაჭერის ძალის გამოყენება. ტრანსფორმატორის წარმოებელების უკუკავშირი აჩვენებს, რომ ბურის შემცირება 0.02 მმ-ით შემცირებს სურვილის სიმკვრივეს (დაჭერის წერტილებში) 2-3 მმ-ით და ხმას 3-4 დეციბელით. ამიტომ, ბური უნდა შემცირდეს 0.03 მმ-მდე.

დირექციული სილიკონის ფოლადი უნდა გაიაროს შეჭრა, დაჭრა და შეკრება, რაც წარმოქმნის შინაგან სტრესს, რაც იწვევს კრისტალური ნაწილაკების დეფორმაციას, რაც იწვევს მაგნეტური პერმეიბილობის შემცირებას და სპეციფიკური რკინის დაკლების ზრდას. შეჭრის, დაჭრის, შეკრების და სხვა დამუშავების ოპერაციებისას დირექციულ სილიკონის ფოლადში წარმოქმნილი სტრესები შეიძლება შემცირდეს ანალიზის მეშვეობით, რაც შეიძლება შემცირდეს ცივი დირექციული სილიკონის ფოლადის სპეციფიკური რკინის დაკლება დაახლოებით 30%-მდე.