Ориентация силиконовой стали на эффективность и шум трансформатора

1. Кытайда электр трансформаторларды жасау технологиясының дамуының әдістері

Электр трансформаторлар негізінен екі бағытта дамуда:

Бірінші, айырмашылықты өте жоғары напряжение трансформаторларына даму, напряжение деңгейлері 220кВ, 330кВ, 500кВ-ден 750кВ және 1000кВ-ке дейін жетеді.

Екінші, энергия сақтайтын, кішірейтін, түсінікті, жоғары инпеданс, және кабылдатпайтын түрлерге даму. Бұл продукттар негізінен кішкентай және орташа трансформаторлар, мысалы, қазіргі таңда ауыл және қала электр желілерін жаңарту үшін салынатын жаңа S13 және S15 распределительлік трансформаторлар.

Келесі уақытта Кытайдың трансформаторларды даму бағыты энергия сақтайтын, түсінікті, отау және кабылдатпайтын түрлерде, және жоғары тура қолданылатын болады.

2. Оріентацияланған кремний лигатурасының электр трансформаторлардың өнімділігіне тигізген тәсірі

Дамыған санайлы елдерде, трансформаторлардағы кремний лигатурасының демір жоюынан шығатын электр энергиясы барлық жаратылған энергияның приблизителік 4%-ін тұратын. Сондықтан, оріентацияланған кремний лигатурасының демір жоюын азайту әрі әрі әлемдегі кремний лигатурасы өндіруші компанияларының маңызды зерттеу мезгілі болып саналады. Демір жоюын тікелей ағымдардың жоюы мен магниттік реттелу жоюына бөлуға болады.

Оріентацияланған кремний лигатурасы материалы бойынша, демір жоюын азайту үшін негізгі әдістер - кремний мөлшерін арттыру, таңбасыздықты азайту және магниттік аймақты жинақтау технологиясы.

(1) Кремний мөлшерін арттыру

Азықта өндірілетін кремний лигатурасының массасының үстінде 3,0% кремний мөлшері бар. Егер 6,5%-ке дейін арттырылса, кремний лигатурасының жоюы өте азайады, ол 400Гц-ден 10кГц-ге дейінгі дауыстық диапазонда қолданылатын оптималь материал болып табылады.

(2) Таңбасыздықты азайту

Қазіргі таңда қолданылатын оріентацияланған кремний лигатурасы өте жеңіл. 0,35мм таңбасыздық шешілді, қазіргі кездегі жиі кездесетін таңбасыздықтар 0,3мм, 0,27мм, 0,23мм және 0,18мм, олар оріентацияланған кремний лигатурасының ағымдарының жоюын азайтуға болады.

• 0,20мм оріентацияланған кремний лигатурасының жеңіл таңбасы, 400Гц немесе одан төмен дауыстықта қолданылатын, магниттік ағымтың тығыздығы 1,5Т-ға жетеді, демір жоюы өте аз.

• 0,15мм оріентацияланған кремний лигатурасының жеңіл таңбасы, 1кГц дауыстықта, магниттік ағымтың тығыздығы 1,0Т болғанда, демір жоюы 30Вт/кг-нан аз. Сондықтан, бұл өлшемдік таңбасы 1кГц немесе одан төмен дауыстықта қолданылатын болады.

• 0,10мм және 0,08мм оріентацияланған кремний лигатурасының жеңіл таңбалары 3кГц-тен төмен дауыстықта қолданылатын болады. 3кГц дауыстықта, 0,10мм оріентацияланған кремний лигатурасының жеңіл таңбасы магниттік ағымтың тығыздығы 0,50Т болғанда қолданылады. Сол сияқты шарттарда, 0,08мм өлшемдік таңба әлі де жоғары магниттік ағымтың тығыздығын қолдануға болады, мысалы, 0,50-0,80Т.

• 0,05мм оріентацияланған кремний лигатурасының жеңіл таңбасы, 5кГц дауыстықта, магниттік ағымтың тығыздығы 0,5-0,6Т болғанда қолданылады. Сондықтан, 0,05мм оріентацияланған кремний лигатурасының жеңіл таңбасы өзара айырмашылықты қарастырылған бес өлшемдік таңбадан ең кең қолданылатын болады және 5кГц немесе одан төмен дауыстықта қолданылатын болады.

(3) Магниттік аймақты жинақтау

Жобалау технологиясы: Японияның Нарита оріентацияланған кремний лигатурасының магниттік аймақ структурасына және жоюына жобалау туралы хабарлады, таңбасыздықтың бағытына перпендикуляр жобалау магниттік аймақтың стенкаларының арасын және ағымдардың жоюын азайтуға болады деп айтылған.

Лазер өңдеу технологиясы жылдам иіну және соғу өзіндіктерін пайдаланып, оріентацияланған кремний лигатурасының бетін сызықты белгілеу арқылы өңделеді, ісіленген аймақта микропластик деформация және өте тығыз дислокациялар пайда болады, негізгі магниттік аймақтың стенкасының ұзындығы азайады, сондай-ақ қалдық кепілдік күші пайда болады, магниттік аймақты жинақтау және демір жоюын азайту мақсатын қамтиды.

Екі лазер өңдеу әдісі бар: импульс және үзіліссіз лазер өңдеу.

3. Оріентацияланған кремний лигатурасының бетінің трансформатордың шуына тигізген тәсірі

Трансформатордың шуының бірінші себебі оріентацияланған кремний лигатурасының магнетострикции.

Магнетострикция - бұл магниттік материалдың магниттік іске қосылу кезінде ұзындығының өзгеруі. Оріентацияланған кремний лигатурасының магнетострикции оның бетінде изоляциялық жабық болуына өте байланысты. Жабықтың кремний лигатурасына тымыры басқыл қысымдарды компенсациялауға болады, сондықтан трансформатордың шуын азайтуға болады. Жабықсыз таңбасыздықтар басқыл қысымдарға өте жауапкершілік береді. Қысым артқан сайын, магнетострикция мәні тез өседі, ал жабық таңбасыздықтар қысым өсіп отырғанда магнетострикция мәнінің өсуі аз болады, басқыл қысымдарға өте жауапкершілік береді деп айтылады.

Оріентацияланған кремний лигатурасының магнетострикциясы аз болуы қажет, оның қысымдарға жауапкершілігін азайту үшін, оның қысымдарға жауапкершілігін азайту үшін, трансформатордың шуын азайту үшін. Трансформатордың магниттік ядросын құрастыру кезінде қысымдар пайда болады, сондықтан материалдың қысымдарға жауапкершілігін азайту қажет. Изоляциялық жабықты оріентацияланған кремний лигатурасына қолдану, оның қысымдарға жауапкершілігін азайтуға, трансформатордың шуын азайтуға болады.

Сонымен қатар, оріентацияланған кремний лигатурасына изоляциялық жабық қолдану, жалпы жоюын азайтуға болады, демір жоюын 9%-14% азайтуға болады. Изоляциялық жабықтың сапасы 5г/м²-ден жоғары болуы қажет.

4. Жоғары проницациялы оріентацияланған кремний лигатурасының электр трансформаторлардың жоғары напряжимді жоғалтуына және шуы деңгейіне тигізген тәсірі

Hi-B жоғары магниттік өткізгіштікке ие болған бағытталған кремнистік асқауының артықшылыkları төмендегідей:

(1) Жақсы Магниттік Өткізу Сипаттамалары

Магниттік өткізу сипаттамалары көбінесе 800А/м магнит индукциясы бойынша өлшенеді. Hi-B жоғары магниттік өткізгіштікке ие болған бағытталған кремнистік асқауының 800А/м бойынша салыстырмалы магниттік өткізгіштігі құбылайы 1920, ал CGO асқауының 1820. Hi-B жоғары магниттік өткізгіштікке ие болған бағытталған кремнистік асқауын ядро материалы ретінде пайдалану бос және ағымдық жоғалтуын азайту үшін ең үздік энергия сақтау ықпалы.

(2) Төмен Магнетострикция

Магнетострикция - бұл АС магниттік өткізу кезінде ядроның магниттік бағытта ұзындығының өсуі мен азайуы, бұл трансформатордың шуының негізгі себептерінің бірі. Hi-B жоғары магниттік өткізгіштікке ие болған бағытталған кремнистік асқауының төмен магнетострикциясы трансформатордың шуын және ауылшаруаны азайтуға үлкен ықпал етеді.

5. Электр станция трансформаторының ядро өңдеу технологиясына ықпалы

Өндіру және өңдеу кезінде, бағытталған кремнистік асқауы кесу напқысына және жасушылық ерекшеліктерге тағынады. Машиналық өңдеу және сыртқы қорыту факторлары кремнистік асқауы парақтарының өзіндік жоғалтуына өте ықпал етеді, кейде өзіндік жоғалту 3,08%-31,6% артық болады.

Бағытталған кремнистік асқауының узындығы бойынша кесу кезінде пайда болған терілер: Егер кесу сапасы жақсы емес, өлшемдерінің ауытқулары үлкен болса, ядроны орналастыру кезінде парақтар арасында үлкен бұрыштар, көптеген қиылысу және теңсіздіктер пайда болады, бұл бос ағымды арттырады, кейде стандарттарды астам. Терілерді алып тастау кезінде өзіндік жоғалту азаяді. Синопсис тесттері 30QG120-ны терілерден алып тастау кезінде өзіндік жоғалту P1.5 2,1%-2,6% (орташа 2,3%) азаяды, ал P1.7 1,6%-3,5% (орташа 2,5%) азаяды.

Бағытталған кремнистік асқауының кесу сапасын жақсарту, терілерді азайту, және таза сызықтықты жақсарту, ядро стобаларына ыңғайлаулы басылу күшін қолдану. Трансформатор өндірушілерінің пікірі бойынша, терілерді 0,02 мм азайту барысында жалпы жинақталған қалыңдық (ыңғайлау нүктелерінде) 2-3 мм, ал шуы 3-4 дБ азайады. Сондықтан, терілерді 0,03 мм ішінде басқару керек.

Бағытталған кремнистік асқауыны кесу, прессинг жасау және жинақтау кезінде ішкі напқыстар пайда болады, бұл зерлердің деформациясына және магниттік өткізгіштіктің азайуына және өзіндік демір жоғалтуының артуына ықпал етеді. Кесу, прессинг, жинақтау және басқа өңдеу операциялары кезінде пайда болған напқыстарды анықтау арқылы азайту мүмкін, бұл сәйкес, соңғы өнеркәсіптік ориентирленген кремнистік асқауының өзіндік демір жоғалтуын құбылайы 30% азайтуға мүмкіндік береді.