Материалы для магнитопроводов

Опубликовано: 20 Декабрь 2012

Использование материала для магнитопровода с низкими потерями

            Для магнитопроводов трансформатора выбор металла, из которого они изготавливаются, является критичным. Поэтому важно, чтобы использовалась сталь с хорошими магнитными свойствами. Существует множество сортов стали, которые можно использовать для магнитопровода трансформатора. Каждый из них оказывает собственное влияние на эффективность на основе единицы веса. Выбор материала зависит от оценки потерь при отсутствии нагрузок, и общих затрат на владение трансформатором.
Сегодня почти все производители трансформаторов используют для своих магнитопроводов сталь, обеспечивающую низкие потери, связанные с влиянием магнитного гистерезиса и вихревых токов. Для достижения этих целей почти всегда используется кремнистая сталь холодной прокатки, с высокой магнитной проницаемостью, и ориентацией зерен. При сборке магнитопровода используется соединение пластин под углом 45°Со сдвигом, а сами пластины тщательно укладываются.

Магнитопроводы из аморфного металла

трансформатор с магнитопроводом из аморфного металла

В появившихся в 1986 году трансформаторах нового типа с жидким диэлектриком, используются магнитопроводы со сверхнизкими потерями, изготавливаемые из аморфного металла. У таких трансформаторов потери на магнитопроводе на 60-70 % меньше, чем у трансформаторов, использующих кремнистую сталь. На сегодняшний день, эти трансформаторы были разработаны для функций распределения, выполняемых, в первую очередь, компаниями электроснабжения. В этих трансформаторах используются разрезные магнитопроводы из аморфного металла. Они относятся к классам мощности от 10 кВА до 2500 кВА. Несмотря на то, что их стоимость значительно превышает стоимость трансформаторов на кремнистой стали, компании приобретают их из-за более высокой эффективности. С 1995 года компании электроснабжения США ввели в эксплуатацию более 400 000 трансформаторов с магнитопроводом из аморфной стали. Использование трансформаторов с жидким диэлектриком и магнитопроводом из аморфного металла сегодня распространяется на промышленные и коммерческие применения. Особенно  это проявляется в таких странах, как Япония.
Аморфный металл представляет собой новый тип материала, не имеющего кристаллической структуры. Традиционные металлы обладают кристаллической структурой, в которой атомы образуют упорядоченную, повторяющуюся трехмерную решетку. Аморфные металлы характеризуются произвольным размещением своих атомов (поскольку атомная структура в таком случае напоминает структуру стекла, то этот материал иногда называется стеклянным металлом). Такая атомная структура, вместе с различием в составе и плотности металла, приводит к очень низким гистерезису, и потерям из-за вихревых токов.
Основными препятствиями для того, чтобы на рынке появился широкий ассортимент трансформаторов с магнитопроводом из аморфной стали, являются высокие затраты и сложные методы их производства. Стоимость таких устройств, обычно, на 15-40% выше, чем стоимость трансформаторов с магнитопроводом из кремнистой стали. В определенной степени, разница в ценах зависит от того, какой класс кремнистой стали был использован при сравнении. (Чем выше энергетическая эффективность стали, используемой в магнитопроводе трансформатора, тем выше ее цена.)
В настоящее время, магнитопроводы из аморфного металла не используются в трансформаторах сухого типа. Но так как ведутся непрерывные исследования в этой области, то использование этого специального металла в трансформаторах сухого типа в будущем может стать реальностью.
Рассматривая использование трансформаторов с магнитопроводом из аморфного металла, следует определить экономические выгоды и потери; другими словами, сравнить стоимость устройства с затратами от потерь. Потери играют особенно важную роль, когда трансформатор оказывается под большой нагрузкой, например, с 9 часов утра, и до 6 часов вечера. При снижении нагрузки, потери магнитопровода становятся основной составляющей общих потерь трансформатора. Поэтому затраты на электрическую энергию в месте, где установлен такой трансформатор, являются весьма важным фактором, при проведении экономического анализа.
Различные производители обладают различными возможностями производства магнитопроводов из аморфного металла, и недавно, некоторые из них осуществили заметное продвижение в изготовление таких магнитопроводов для трансформаторов. Технические сложность изготовления магнитопровода, использующего аморфную сталь, ограничивают размеры трансформаторов, в которых применяется этот материал. С данным металлом не просто работать, поскольку он очень твердый, и с трудом поддается разрезанию. Он очень тонок, и напоминает пленку, которую сложно получать в виде больших листов. Однако развитие такого типа трансформаторов продолжается. В будущем можно ожидать появления устройств, класс которых выше, чем 2500 кВА.

В начало рекомендаций по выбору.

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки: , ,

Comments

One Response to “Материалы для магнитопроводов”

Оставить отзыв