Status izdelka in razvojni trendi usmerjenega elektrotehničnega jekla (silicijevega jekla)

Splošne smeri razvoja usmerjenega elektro jekla

Z{0}}zrnato elektrotehnično jeklo, običajno imenovano orientirano silicijevo jeklo, je osnovni material močnostnih transformatorjev in velikih rotacijskih strojev. Njegov razvoj poganjajo trije cilji: manjša izguba železa, večja magnetna indukcija in tanjši profil. Te izboljšave neposredno zmanjšajo-izgube transformatorjev brez obremenitve, ki se zaračunajo operaterju omrežja za celotno življenjsko dobo opreme, tako da že majhno zmanjšanje vatov na kilogram prihrani veliko količino energije v celotnem parku transformatorjev.

Stopnje in preskušanje so opredeljeni v standardih, kot sta GB/T 2521 in IEC 60404, pri čemer je izguba izmerjena z Epsteinovo metodo pri 1,7 T in 50 Hz, isti okvir pa velja za tanke in visoke-indukcijske stopnje, opisane spodaj.

Tehnologije z ultra-nizkimi izgubami železa

Tri proizvodne tehnologije zmanjšujejo izgubo jedra.

Oplemenitenje magnetne domene: lasersko piskanje ali podobna obdelava razdeli magnetne domene na površino traku. To zmanjša nenavadne izgube zaradi vrtinčnih tokov in zmanjša skupno izgubo sredice zrnato-orientiranega jekla za 10 % do 20 %.

Natezna prevleka za nanašanje: anorganska prevleka z visoko{0}}napetostjo, nanešena na obe površini, zmanjša izgubo na enoto teže lista ter izboljša faktor zlaganja in obnašanje pri rokovanju.

Tanjši merilniki: zmanjšanje debeline z 0,30 mm in 0,27 mm na 0,23 mm, 0,20 mm in končno 0,15 mm močno zmanjša izgube zaradi vrtinčnih tokov, ker se izgube zaradi vrtinčnih tokov spreminjajo s kvadratom debeline. Razred 0,20 mm je standardni mehki magnetni material za 400 Hz magnetna vezja, kot so napajalniki za letala in morje, ki združuje visoko indukcijo z nizko izgubo pri povišani frekvenci.

Razredi ultra-visoke magnetne indukcije

Visoka magnetna indukcija omogoča snovalcu transformatorja, da poveča delovno gostoto pretoka, kar zmanjša presek-jedra in s tem velikost in težo transformatorja za enako moč. Z uporabo dvojne ali trojne rekristalizacije ali visoko-postopka žarjenja s temperaturnim gradientom sodobne vrste dosežejo magnetno polarizacijo B8 od 1,95 T do 2,0 T pri poljski jakosti 800 A/m. Visoki-indukcijski razredi so določeni povsod, kjer so teža in mere transformatorja kritične, na primer v opremi za prenos UHV in velikih generatorskih transformatorjih.

Dvojno-usmerjen in 6,5 % Si

Drobno{0}}zrnato dvojno-orientirano silicijevo jeklo se proizvaja s postopkom razogljičenja s silicijevim-oksidom in razvije kubično teksturo, zato kaže visoko indukcijo tako v smeri valjanja kot v prečni smeri. Njegov B8 doseže 1,85 T do 1,90 T v obe smeri, z izgubo jedra P1,7/50 pod 1,02 W/kg pri debelini 0,30 mm, magnetostrikcijska pa je nizka v obe smeri. Ta material je zanimiv za rotacijske stroje in posebna jedra, kjer se smer toka stalno spreminja.

Ko se vsebnost silicija poveča na 6,5 ​​mas. %, material doseže skoraj-ničelno magnetostrikcijo, večjo električno upornost in nižje izgube zaradi vrtinčnih tokov, kar zagotavlja vrhunsko delovanje pri povišani frekvenci. Visok-silikonsko jeklo je zato idealen kandidat za nizko-hrupne, nizke-izgube-visokofrekvenčne-transformatorje in reaktorje ter ostaja aktivna raziskovalna tema, ker je trak zaradi visoke vsebnosti silicija krhek in ga je težko valjati.

Polja uporabe

Visoko{0}}učinkoviti močnostni transformatorji: UHV prenosni transformatorji in distribucijski transformatorji, ki morajo izpolnjevati stroge-omejitve izgub brez obremenitve.

Nova energetska oprema: vetrni in sončni pretvorniki ter visoko{0}}frekvenčni transformatorji za polnilne kupe električnih vozil.

Električne-naprave višjega cenovnega razreda: natančni instrumentalni transformatorji in visokofrekvenčni-reaktorji, pri katerih sta pomembna nizka magnetostrikcijska in stabilna zmogljivost.

Prihodnje raziskovalne smeri

Jeklo z-zrnatostjo-brez inhibitorjev, ki se izogiba običajni kemiji inhibitorjev, omogoča nižje temperature segrevanja plošč in odpravlja korak razogljičenja, njegova proizvodnja pa je bila delno vključena v proizvodnjo. Nadaljnje delo je potrebno na zelo tankih trakovih pod 0,1 mm, proizvedenih s trojno rekristalizacijo, usmerjenih ploščah iz čistega železa z visoko indukcijo nasičenja ter visoko-izolacijo, ne-onesnaževalno izolacijo in veznimi premazi. Ta razvoj cilja na iste cilje: manjše izgube, višja indukcija in tanjši profil za naslednjo generacijo energetsko-učinkovite magnetne opreme.

pogosta vprašanja

Kaj pomeni B8 v specifikacijah-zrnato usmerjenega jekla?

B8 je magnetna polarizacija, izmerjena pri jakosti magnetnega polja 800 A/m. Kaže, kako zlahka je mogoče magnetizirati material in kako visoko gostoto pretoka lahko doseže jedro, z vrednostmi, kot so 1,82 T za običajne stopnje in do 2,0 T za visoko-indukcijske stopnje.

Zakaj je tanjše silicijevo jeklo boljše-za visokofrekvenčne transformatorje?

Izguba vrtinčnega toka se poveča s kvadratom debeline traku, tako da prepolovitev debeline zmanjša komponento vrtinčnega toka za faktor štiri. Tanjši razredi, kot sta 0,20 mm in 0,15 mm, so zato bistveni pri 400 Hz in več.

Kako izboljšanje magnetne domene zmanjša izgubo jedra?

Laserska ali mehanska obdelava razdeli velike magnetne domene na manjše, kar skrajša pot gibanja domenske stene in zmanjša nenormalne izgube zaradi vrtinčnih tokov. Skupna izguba sredice zrnatega-jekla se zmanjša za 10 % do 20 %.

Kaj je posebnega pri 6,5 % silicijevem jeklu?

Pri 6,5 mas. % silicija se magnetostrikcijska bližina ničli, upornost je visoka in izgube zaradi vrtinčnih tokov so majhne, ​​zato je material tih in učinkovit pri visoki frekvenci. Pomanjkljivost je krhkost, ki otežuje valjanje in rokovanje.

Kateri razred je treba izbrati za razdelilni transformator?

Za 50 Hz razdelilne transformatorje običajni razredi, kot sta 23Q110 ali 27Q120, zagotavljajo uravnoteženo izgubo in stroške. Kjer izguba brez{6}}obremenitve prevladuje nad operativnimi stroški, so upravičeni razredi domene-prečiščene ali visoke-indukcije z izgubo pod 0,9 W/kg.

Kaj je P1.7/50?

To je specifična skupna izguba jedra v vatih na kilogram, izmerjena pri polarizaciji vrha 1,7 T in frekvenci 50 Hz z uporabo Epsteinovega okvira, standardne primerjalne točke za zrnato-orientirano električno jeklo.