Pagsasalamin ng Silicon Steel sa Epekto at Ingay ng Transformer

1. Pag-unlad ng Teknolohiya sa Paggawa ng Power Transformer sa Tsina

Ang mga power transformer ay unti-unting umuunlad sa dalawang direksyon:

Una, ang pag-unlad patungo sa extra-large ultra-high voltage transformers, na ang antas ng voltaje ay lumilipat mula 220kV, 330kV, at 500kV patungo sa 750kV at 1000kV.

Pangalawa, ang pag-unlad patungo sa energy-saving, miniaturized, low-noise, high-impedance, at explosion-proof types. Ang mga produktong ito ay pangunahing maliit at katamtamang laki na mga transformer, tulad ng bagong S13 at S15 distribution transformers na kasalukuyang inirerekomenda para sa pag-upgrade ng mga grid ng kuryente sa lungsod at kabukiran.

Ang hinaharap na direksyon ng pag-unlad ng transformer sa Tsina ay magpapatuloy na magtutuon sa energy-efficient, low-noise, fire and explosion-proof types, at mataas na reliabilidad.

2. Impluwensya ng Material na Oriented Silicon Steel sa Performance ng Power Transformer

Sa mga industriyal na nagi-unlad na bansa, ang enerhiyang elektriko na na-consume dahil sa iron loss sa oriented silicon steel ng transformer ay nagsisilbing humigit-kumulang 4% ng kabuuang pag-generate ng kuryente. Dahil dito, ang pagbawas ng iron loss ng oriented silicon steel ay palaging isang mahalagang paksa ng pagsasaliksik para sa mga kompanya ng silicon steel sa buong mundo. Ang iron loss ay maaaring ibahagi sa eddy current loss at hysteresis loss.

Sa kaso ng material na silicon steel, ang pangunahing pamamaraan upang bawasan ang iron loss ng oriented silicon steel ay ang pagtaas ng laman ng silicon, pagbabawas ng kapal ng sheet, at magnetic domain refinement technology.

(1) Pagtaas ng Laman ng Silicon

Kasalukuyan, ang industriyal na nailathala na silicon steel ay may higit sa 3.0% na laman ng silicon. Kapag ito ay itinaas hanggang 6.5%, ang mga pagkawala ng silicon steel ay malinaw na bumababa, ginagawang ito ang pinakamahusay na materyal para sa paggamit sa frequency range ng 400Hz hanggang 10kHz.

(2) Pagbabawas ng Kapal ng Sheet

Ang kasalukuyang ginagamit na oriented silicon steel ay naging mas mababaw. Ang 0.35mm na kapal ay napasedula, at ang karaniwang kapal ngayon ay 0.3mm, 0.27mm, 0.23mm, at 0.18mm, na maaaring mabawasan ang eddy current losses sa oriented silicon steel.

• Ang 0.20mm oriented silicon steel thin strip ay maaaring gamitin sa 400Hz o mas mababa, na may magnetic flux density na 1.5T at relatibong mababang iron loss.

• Ang 0.15mm oriented silicon steel thin strip, kapag gumagana sa 1kHz na frequency na may magnetic flux density na 1.0T, ay may halaga ng iron loss na mas mababa sa 30W/kg. Dahil dito, ang specification ng thin strip na ito ay angkop para sa paggamit sa 1kHz o mas mababa.

• Ang 0.10mm at 0.08mm oriented silicon steel thin strips ay mas kwalipikado para sa paggamit sa frequencies na mas mababa sa 3kHz. Sa 3kHz na frequency, ang 0.10mm oriented silicon steel thin strip ay ginagamit na may magnetic flux density na humigit-kumulang 0.50T. Sa parehong kondisyon, ang 0.08mm specification ay maaaring gamitin ang kaunti pang mas mataas na halaga ng magnetic flux density, tulad ng 0.50-0.80T.

• Ang 0.05mm oriented silicon steel thin strip, kapag gumagana sa 5kHz na frequency, ay maaaring may halaga ng magnetic flux density na 0.5-0.6T. Dahil dito, ang 0.05mm oriented silicon steel thin strip ay may pinakamalaking saklaw ng aplikasyon sa limang nabanggit na specification at angkop para sa paggamit sa 5kHz at mas mababa.

(3) Magnetic Domain Refinement

Grooving Technology: Inireport ni Narita ng Japan ang epekto ng grooving sa domain structure at losses sa oriented silicon steel, na nagpapahiwatig na ang grooving na perpendikular sa direksyon ng strip ay maaaring mabawasan ang domain wall spacing at eddy current losses.

Laser Processing Technology ay gumagamit ng katangian ng mabilis na pag-init at paglalamig upang tratuhin ang ibabaw ng oriented silicon steel sheets sa pamamagitan ng line marking, na nagpapromote ng micro-plastic deformation at high-density dislocations sa init na lugar, na nagbabawas ng main domain wall length, habang nagpapalabas din ng residual tensile stress, na nagpapatupad ng layunin ng magnetic domain refinement at pagbawas ng iron loss.

Mayroong dalawang paraan ng laser processing: pulsed at continuous laser processing.

3. Impluwensya ng Ibabaw ng Oriented Silicon Steel sa Ingay ng Transformer

Isa sa pangunahing sanhi ng ingay ng transformer ay ang magnetostriction ng oriented silicon steel cores.

Ang magnetostriction ay tumutukoy sa pagbabago ng haba ng ferromagnetic material sa panahon ng magnetization. Ang magnetostriction ng oriented silicon steel ay malapit na nauugnay sa kung may surface insulation coating ba o wala. Ang tension mula sa coating sa silicon steel sheets ay maaaring labanan ang compressive stresses na idinudulot ng materyales at pagsasama ng transformer, na nagbabawas ng ingay ng transformer. Ang mga uncoated steel sheets ay napakasensitibo sa compressive stress. Habang tumaas ang presyon, ang halaga ng magnetostriction ay tumaas nang malubha, habang ang coated sheets ay nagpapakita ng hindi kasing-significant na pagtaas ng halaga ng magnetostriction habang tumaas ang compressive stress, na nagpapahiwatig ng mas mababang sensitibidad sa compressive stress.

Nararapat na ang oriented silicon steel ay may mababang magnetostriction upang mabawasan ang sensitibidad nito sa stress, at sa parehong oras, mabawasan ang ingay. Dahil ang stress ay idinudulot sa panahon ng pagsasama ng core ng transformer, kinakailangan na mabawasan ang sensitibidad ng materyal sa stress. Dahil sa coating, ang sensitibidad ng oriented silicon steel sa stress sa panahon ng magnetostriction ay nabawasan, at ang ingay ng transformer ay nabawasan din.

Karagdagan pa, ang pag-apply ng insulation coating sa oriented silicon steel ay karaniwang may epekto na nagpapababa ng specific loss, na nagpapababa ng iron loss ng 9%-14%. Ang kalidad ng insulation coating ay dapat na mas mataas sa 5g/m².

4. Impluwensya ng High-Permeability Oriented Silicon Steel sa No-Load Loss at Antas ng Ingay ng Power Transformers

Ang mga abilidad ng Hi-B mataas na permeabilidad oriented silicon steel ay ang mga sumusunod:

(1) Kamangha-manghang Katangian ng Magnetisasyon

Ang katangian ng magnetisasyon ay karaniwang sinukat sa magnetic flux density sa 800A/m upang i-evaluate ang kalidad nito. Ang Hi-B mataas na permeabilidad oriented silicon steel ay may relative permeability na humigit-kumulang 1920 sa 800A/m, samantalang ang CGO steel ay 1820. Ang paggamit ng Hi-B mataas na permeabilidad oriented silicon steel bilang materyales ng core upang mabawasan ang walang-load na pagkawala ay ang pinakaepektibong paraan para sa pag-iipon ng enerhiya.

(2) Mababang Magnetostriction

Ang magnetostriction ay tumutukoy sa paglaki at pagsikip ng core sa direksyon ng magnetisasyon sa panahon ng AC magnetisasyon, na isa sa pangunahing sanhi ng ingay ng transformer. Dahil ang Hi-B mataas na permeabilidad oriented silicon steel ay may mababang magnetostriction, ito ay malaking nagbabawas ng ingay ng transformer at polusyon sa kapaligiran.

5. Impluwensya ng Teknolohiya ng Pagproseso ng Core ng Power Transformer

Sa panahon ng paggawa at pagproseso, ang oriented silicon steel ay inilapat ng shear stress at epekto ng manual handling. Ang mekanikal na pagproseso at panlabas na mga factor ng pagkasira ay malaking nakakaapekto sa partikular na pagkawala ng silicon steel sheets, ilang beses ay nagdudulot ng pagtaas ng partikular na pagkawala ng 3.08%-31.6%.

Ang burrs mula sa longitudinal shearing ng oriented silicon steel: Kung ang kalidad ng pag-cut ay masama at may malaking pagkakaiba-iba sa sukat, kapag ini-stack ang core, ito ay magdudulot ng malaking gap sa pagitan ng mga sheet, maraming overlap, at hindi pantay na linya ng core, na nagreresulta sa pagtaas ng walang-load na kuryente, ilang beses ay lumalampas sa pamantayan. Matapos ang pagdeburr, bumababa ang partikular na pagkawala. Ang mga test ay nagpapakita na matapos ang pagdeburr ng 30QG120, ang partikular na pagkawala P1.5 ay bumababa ng 2.1%-2.6% (average 2.3%), at ang P1.7 ay bumababa ng 1.6%-3.5% (average 2.5%).

Ang pagpapabuti ng kalidad ng pag-cut ng oriented silicon steel, pagbawas ng burrs, habang tinataas ang pagiging flat, at pag-apply ng angkop na clamping force sa mga column ng core. Ang feedback mula sa mga tagagawa ng transformer ay nagpapakita na ang pagbawas ng burrs ng 0.02mm ay nagbabawas ng kabuuang stacked thickness (sa mga puntos ng clamping) ng 2-3mm, at ang ingay ay bumababa ng 3-4dB. Kaya, ang burrs ay dapat kontrolin sa loob ng 0.03mm.

Ang oriented silicon steel ay kailangan dinumaan ng pag-cut, stamping, at stacking, na nagdudulot ng internal stresses, na nagdudulot ng deformation ng grain, na nagreresulta sa pagbaba ng magnetic permeability at pagtaas ng partikular na iron loss. Ang mga stress na ito na nabuo sa oriented silicon steel sa panahon ng pag-cut, stamping, stacking, at iba pang operasyon ng pagproseso ay maaaring bawasan sa pamamagitan ng annealing treatment, na maaaring bawasan ang partikular na iron loss ng cold-rolled oriented silicon steel ng humigit-kumulang 30%.