I materiali principali del nucleo di un trasformatore includono materiali a circuito magnetico, materiali per circuiti elettrici, materiali isolanti, materiali strutturali, ecc. . Le loro applicazioni e categorie di materiale specifiche sono i seguenti:
Fogli in acciaio al silicio
In Transformers, i requisiti chiave delle prestazioni per l'acciaio al silicio sono:
① Perdita a bassa core, che è l'indicatore più critico della qualità della lamiera in acciaio al silicio . paesi in tutto il mondo classificare i voti in base ai valori delle perdite core; Più bassa è la perdita di core, maggiore è il grado .
② densità di flusso magnetico elevato (induzione magnetica) in forti campi magnetici, che riduce il volume e il peso del nucleo del trasformatore, risparmiando su fogli di acciaio silicio, fili di rame e materiali isolanti .
③ superfici lisce e piatte con spessore uniforme per migliorare il fattore di imballaggio del core .
④ Buona punzonabilità per facile elaborazione .
⑤ forte adesione e saldabilità del film di isolamento superficiale per prevenire la corrosione e migliorare la punibilità .
⑥ Invecchiamento magnetico minimo .
Classificazione e definizione di grado di fogli di acciaio al silicio
I trasformatori in genere usano fogli di acciaio a grano ridotto a freddo (CRGO) per garantire un'elevata efficienza energetica a non carico . fogli di acciaio in silicio CRGO sono ulteriormente divisi in tre categorie in base alle prestazioni e ai metodi di elaborazione: CRGO convenzionale, CRGO ALTA-PERMICA-PERMIBILITÀ (DENSITÀ ALTA FUX)
CRGO convenzionale (CGO): Definito come fogli di acciaio al silicio che raggiungono un'intensità di polarizzazione magnetica minima (B800A) di 1 . 78T a 1,85t in un campo magnetico alternato di 800A (valore di picco) a 50Hz.
Acciaio al silicio ad alta permeabilità (acciaio Hi-B): Caratterizzato da valori B800A che superano 1 . 85t . La differenza principale tra acciaio hi-B e acciaio di silicio convenzionale si trova nella sua texture di guscio altamente orientata, in cui i cereali di acciaio silicon sono allineati in modo più uniforme lungo la facile direzione di magnetizzazione. prodotto in modo secondario, in acciaio Hi-B, in acciaio Hiic, in acciaio Hiic. Una deviazione media dell'orientamento del grano di 3 gradi dalla direzione di rotolamento (rispetto a 7 gradi per i fogli convenzionali), con conseguente maggiore permeabilità magnetica (in genere B800A> 1 . 88T) e perdite di core più basse. Inoltre, Hi-B Steel presenta un rivestimento di pellicola di vetro e isolamento con una tensione elastica di 3-5 N/mm² (rispetto a 1–2 n/mm² per i fogli convenzionali), che riduce la larghezza del dominio magnetico e le perdite anormali di corrente di empia.
Fogli di acciaio al silicio tagliati al laser: Questi sono prodotti dall'irradiazione di acciaio Hi-B con travi laser per indurre micro-stretti in superficie, perfezionando ulteriormente i domini magnetici e riducendo le perdite di base ., tuttavia, non possono sottoporsi a ricottura, poiché le temperature elevate eliminerebbero gli effetti del trattamento laser .}}
Tutti i gradi di fogli di acciaio al silicio condividono proprietà fisiche simili, con una densità di circa 7 . 65 g/cm³ . differenze di prestazione derivano principalmente dal contenuto di silicio e dai processi di produzione.
Nuclei in lega amorfi
I materiali in lega amorfo, sviluppati negli anni '70, sono vetri metallici avanzati prodotti tramite raffreddamento ultra-rapido (10⁶ gradi /s) di metallo fuso in nastri sottili (0 . 02-0.03 mm di spessore) prima che si verifichi la cristallizzazione. Composto da elementi come ferro (Fe), nichel (NI), cobalto (CO), silicio (SI), boro (b) e carbonio (c), questi materiali offrono diversi vantaggi:
a) Proprietà magnetiche morbide isotropiche: In mancanza di una struttura cristallina, le leghe amorfo presentano proprietà magnetiche uniformi, bassa potenza di magnetizzazione e eccellente stabilità della temperatura . La loro natura non orientata consente di manifatturiero del core semplificato con giunti di testa .
b) Ridotta perdita di isteresi: L'assenza di difetti di cristallo riduce al minimo la resistenza al movimento del dominio magnetico, abbassando le perdite di isteresi rispetto all'acciaio al silicio .
c) Ribbons ultra-tini: AT 0 . 02–0.03 mm di spessore (1/10 quello dell'acciaio al silicio), le leghe amorfo riducono significativamente i percorsi di corrente parassita.
d) Elevata resistività: Circa tre volte quello dell'acciaio al silicio orientato al grano, con conseguenti perdite di corrente parassita il 20-30% dei materiali convenzionali .
e) Bassa temperatura di ricottura: Circa la metà di quello dell'acciaio al silicio, abilitando i core con prestazioni a nitido superiori . Transformers usando i nuclei in lega amorfo ottengono perdite di non carico inferiore del 70-80% e oltre il 50% ridotto di corrente di non carico rispetto ai progetti convenzionali .}}}}}}}
A causa dei loro benefici per il risparmio energetico, la rete statale cinese e la rete di energia meridionale hanno aumentato l'approvvigionamento di trasformatori di distribuzione in lega amorfo dal 2012, con l'attuale penetrazione del mercato superiore al 50%.
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