Energiansäästön, päästöjen vähentämisen ja hiilineutraaliuden edistämiseen tähtäävien maailmanlaajuisten ponnistelujen taustalla sähkönjakelumuuntajista, jotka ovat sähköjärjestelmien tärkeimpiä laitteita, energiatehokkuudesta on tullut kansainvälisen huomion keskipiste. Viime vuosina suuret taloudet maailmanlaajuisesti ovat peräkkäin ottaneet käyttöön pakollisia energiatehokkuutta koskevia vähimmäisstandardeja jakelumuuntajille.

Kiina on vastaavasti päivittänyt kansallista standardiaan GB 20052 Energiatehokkuuden ja energiatehokkuusluokkien vähimmäisarvot kolmivaiheisille jakelumuuntajille, mikä asettaa tiukemmat vaatimukset sekä tyhjäkäynnille että kuormitushäviölle. Muuntajien energiatehokkuusluokkien parantaminen parantaa suoraan ydinmateriaalien suorituskykyä.

 

Tässä yhteydessä Baosteelin itsenäisesti kehittämiä vähärautahäviöisiä piiteräslaatuja B18R065 ja B20R070, joilla on erinomaiset sähkömagneettiset ominaisuudet ja vakaat käsittelyominaisuudet, on käytetty menestyksekkäästi tason 1 energiatehokkaiden jakelumuuntajien volyymituotannossa.

 

Baosteelin valtuutettuna kanavakumppanina GNEE Steel pystyy toimittamaan vakaasti näitä molempia rakeisen piiteräksen laatuja, mikä tarjoaa muuntajien valmistajille tehokkaan ja luotettavan materiaaliratkaisun.

 

Tässä artikkelissa esitellään systemaattisesti näiden kahden tuotteen kehitysperiaatteet, suorituskykyparametrit ja käytännön sovellustulokset tarjoamalla referenssinä muuntajien valmistajille materiaalien valinnassa ja suunnittelussa.

 

 

1. Yleiskatsaus korkean hyötysuhteen jakelumuuntajien kehitykseen

Viime vuosina suuret maat ja alueet ovat peräkkäin julkaisseet tai tarkistaneet pakollisia korkean hyötysuhteen jakelumuuntajien standardeja vähentääkseen tehokkaasti tehohäviöitä siirrossa ja jakelussa ja vähentääkseen hiilidioksidipäästöjä:

• Japani on ottanut käyttöön "Top Runner -ohjelman" vuodesta 2014 lähtien ja nostanut jatkuvasti muuntajien tehokkuutta koskevia vertailuarvoja.
• Euroopan unioni pani täytäntöön muuntajia koskevan ekologisen suunnittelun asetuksen (Tier 2) vuonna 2021 ja asetti korkeammat kynnykset tyhjäkäynnille ja kuormitushäviöille.
• Yhdysvallat otti käyttöön uuden DOE-standardin jakelumuuntajille vuonna 2024, mikä nosti kokonaisvaltaisesti tehokkuusvaatimuksia;
• Kiina on toistuvasti tarkistanut GB 20052:ta, lisännyt energiatehokkuusluokkia, nostanut sallittuja vähimmäisarvoja ja luokitellut muuntajat kolmeen luokkaan: Tier 1, Tier 2 ja Tier 3.

 

Energiaa säästävien jakelumuuntajien valmistus vaatii edistyneiden suunnittelukonseptien ja hienostuneiden tuotantolaitteiden lisäksi myös korkealaatuisia ydinmateriaaleja. Tällä hetkellä muuntajasydämissä käytetään pääasiassa ohutraeorientoitua piiterästä ja rautapohjaisia ​​amorfisia seoksia. Vaikka amorfisilla lejeeringeillä on erittäin pieni tyhjäkäyntihäviö, niillä on rajoituksia tuotettavan leveyden, sitkeyden, kosteudenkestävyyden ja magnetostriktion suhteen, mikä vaikuttaa laadun tasaisuuteen ja yleiseen soveltuvuuteen.

 

Raeorientoidun piiteräksen alalla johtavat kansainväliset tuottajat, kuten Nippon Steel, ovat ottaneet käyttöön laatuja 23ZDKH075 ja 20ZDKH070, kun taas JFE tarjoaa 20JCSE070. Kotimaassa Baosteel on yli kymmenen vuoden itsenäisen tutkimus- ja kehitystyön jälkeen hallinnut täysin koko raeorientoituneen piiteräksen prosessitekniikan ja rakentanut täydellisen tuoteperheen, jonka paksuus on 0,18–0,35 mm.

 

Näistä ohuet premium-laadut ovat saavuttaneet vakaan volyymituotannon, ja niitä on käytetty menestyksekkäästi Tier 1 -energiatehokkaissa jakelumuuntajissa. Baosteelistä on näin ollen tullut yksi harvoista maailmanlaajuisista tuottajista, jotka pystyvät toimittamaan tilavuudeltaan 0,20 mm ja 0,18 mm korkean läpäisevyyden omaavaa raeorientoitua piiterästä.

 

2. Materiaalikehityksen periaatteet

Raeorientoidun piiteräksen tyypilliset paksuudet ovat 0,23 mm, 0,27 mm ja 0,30 mm, ja piipitoisuus on noin 3,0 %. Mikrorakenteessa on vahva Goss-rakenne, jossa helppo magnetointisuunta on kohdistettu yhdensuuntaisesti vierintäsuunnan kanssa, mikä johtaa korkeaan magneettiseen induktioon vierintäsuunnassa. Magnetoinnin aikana muodostuu magneettisia domeeneja, ja pintaa eristävä pinnoite palvelee sekä sähköeristystä että magneettialueen jalostusta.

 

 

Tärkeimmät tekniset lähestymistavat rautahäviön vähentämiseksi raeorientoituneessa piiteräksessä sisältävät kolme näkökohtaa:Paranna viljan suuntausastetta; tuotteen pinta on sileä ilman pohjapinnoitetta; paksuus pienennetään 0,15-0,20 mm:iin ja piipitoisuus nostetaan 3,4-3,5 %:iin.

Ydinhäviö koostuu hystereesihäviöstä (\\(P_h\\)), pyörrevirtahäviöstä (\\(P_e\\)) ja poikkeavasta häviöstä (\\(P_a\\)): • Hystereesihäviö: vaikuttavat kiderakenne, epäpuhtaudet, sisäinen jännitys, raekoko ja muut tekijät; • Pyörrevirtahäviö: korreloi voimakkaasti levyn paksuuden kanssa, kaava ilmaistaan ​​muodossa

Epänormaali häviö: jäljellä oleva osa ydinhäviöstä, kun edellä mainitut kaksi häviötä on vähennetty.

Kokonaispyörrevirtahäviö, kun otetaan huomioon epänormaali häviö:

Hystereesihäviön kaava:

Kokonaistappiokaava:

Paksuuden pienentäminen voi pienentää pyörrevirtahäviötä ja ydinhäviötä, kun taas alueen hienosäätö lisää hystereesihäviötä.

Samaan aikaan arkkien oheneminen aiheuttaa epävakaata toissijaista uudelleenkiteytymistä, nauhan katkeamista tuotannon aikana ja muita vikoja, mikä edellyttää tiukkaa kemiallisen koostumuksen ja koko valmistusprosessin valvontaa.

 

3. Uusien tuotteiden B18R065 ja B20R070 suorituskyky

Baoshan Iron & Steel on kehittänyt vähähäviöiset B18R065- ja B20R070-luokat ottamalla käyttöön teknologioita, kuten innovatiivisen kemiallisen koostumuksen säädön, induktiokuumennusta, korkeajännitepinnoitusta{6}}ja laserkirjoitusta:

 

B20R070:n sähkömagneettiset ominaisuudet vastaavat periaatteessa ulkomaisia ​​0,2 mm:n 070-luokan tuotteita.

 

Mekaanisten ominaisuuksien vertailu: B18R065, B20R070 ja B23R075 välillä ei ole merkittäviä eroja. Leikkausprosessia on valvottava tiukasti käsittelyn laadun takaamiseksi.

 

Taulukko 1 Ohuen-mittaraeisen-sähköteräksen mekaaniset ominaisuudet

Luokka	Vetolujuus (pituussuuntainen) / MPa	Myötolujuus (pituussuuntainen) / MPa	Venymä (pituussuuntainen) / %	HV1
B23R075	352	330	12	200
B20R070	348	327	11	192
B18R065	345	322	14	189

 

4. B18R065:n ja B20R070:n käyttöedut tehokkaassa muuntajassa

 

GB 20052 on pakollinen kansallinen standardi, joka edellyttää huomattavia vähennyksiä no-kuormitushäviössä ja kuormitushäviössä, mikä tekee ultra-pieniytimestä-sähköteräksestä optimaalisen materiaalivaihtoehdon.

 

Esimerkkinä 630 kVA:n energiaa säästävän -jakelumuuntajan optimoitu rakenne: jy-suuntautuneen sähköteräslaadun parantaminen mahdollistaa muuntajan suunnittelun suuremmalla magneettivuon tiheydellä, mikä pienentää rautasydämen poikki-poikkipinta-alaa.

 

Tämä vähentää entisestään käämien, muuntajasäiliöiden, eristävän öljyn ja muiden komponenttien painoa, jolloin kokonaisrakenne on kompaktimpi ja kustannustehokkuus paranee 3–4 %. Siksi B18R065 ja B20R070 toimivat ensisijaisina ydinmateriaaleina korkeatehoisissa muuntajissa.

 

5. Käyttäjäsovelluksen suorituskyky

 

Yhteistyössä muuntajavalmistajien kanssa kehitetyn luokan 1 energiatehokkuusmuuntajan mallin S-M-315/10-NX1 testitulokset:

• B18R065: Sen no-kuormahäviö on 13 % pienempi kuin standardiarvo, ja melutaso on vain 42 dBA. Kaikki tekniset indikaattorit ylittävät määritetyt standardivaatimukset.
• B20R070: Sen sähkömagneettinen suorituskyky vastaa maahantuodun 0,2 mm:n luokan 070 sähköteräksen sähkömagneettista suorituskykyä.

Taulukko 2 S-M-315/10-NX1, luokan 1 energiatehokkaan jakelumuuntajan testiparametrit eri ydinmateriaaleilla

Ydinmateriaaliluokka	Ei-kuormitushäviö / W		Kuormitushäviö / W		Ei-kuormitusvirtaa / %		Melutaso / dBA
	Vakio	Mitattu	Vakio	Mitattu	Vakio	Mitattu	Vakio	Mitattu
B18R065	340	298301	3065	29462931	0.35	0.21	48	4142
B20R070	340	329332	3065	29452877	0.35	0.190.21	48	-
Tuotu 0,2 mm Grade 070	340	325327	3065	29632960	0.35	0.150.16	48	-

 

6. Päätelmät ja näkymät

Pakollisten korkean hyötysuhteen jakelumuuntajien standardien jatkuvasta päivittämisestä maailmanlaajuisesti on tullut keskeinen tekijä ydinmateriaalien suorituskyvyn jatkuvassa parantamisessa. Kiinan GB 20052:n peräkkäiset päivitykset ohjaavat muuntajien valmistusta kohti pienempiä häviöitä ja parempaa luotettavuutta, mikä luo laajat sovellusmahdollisuudet ohuille korkealuokkaisille rakeisille piiteräksille.

 

Täysin itsekehitetyllä prosessiteknologiallaan Baosteelin B20R070- ja B18R065-laadut ovat saavuttaneet kansainvälisesti edistyneen tason ja saavuttaneet volyymisovelluksen tason 1 energiatehokkaissa jakelumuuntajissa. Erityisesti B18R065:tä käyttävien muuntajien tyhjäkäyntihäviöt ovat yli 13 % alle standardirajan, mikä merkitsee merkittävää läpimurtoa kotimaisille materiaaleille korkealaatuisissa energiatehokkaissa muuntajasovelluksissa. Baosteelistä on tullut maailman ensimmäinen tuottaja, joka pystyy samanaikaisesti toimittamaan tilavuudeltaan 0,20 mm ja 0,18 mm korkean läpäisevyyden raeorientoitua piiterästä.

 

Tulevaisuudessa Baosteel jatkaa 0,20 mm:n ja 0,18 mm:n ohutraeorientoitujen piiterästen tuotantokapasiteetin laajentamista, parantaa edelleen tuotteiden sakeutta ja pinnan laatua sekä nopeuttaa seuraavan sukupolven tuotteiden kehitystä, joilla on entistä pienempi rautahävikki ja korkeampi magneettinen induktio, mikä tarjoaa vahvemman materiaalituen meneillään oleville muuntajien tehokkuuden parantamiselle.

 

 

GNEE terästä, Baosteel-raeorientoidun piiteräksen valtuutettuna jakelijana, ylläpitää pitkän aikavälin varastoa kaikista ohuista, erittäin läpäisevistä laatulajeista, mukaan lukien B18R065 ja B20R070. Tarjoamme leikkaus-, leikkaus- ja muita käsittelypalveluita ammattimaisen teknisen tuen tukemana. Toivotamme kaikki muuntajavalmistajat tervetulleiksi tiedustelemaan tai vierailemaan laitoksessamme. Olemme sitoutuneet tarjoamaan sinulle korkealaatuisia tuotteita ja tyydyttävää palvelua.

 

Pyydä tarjous