2500 kVA prilagođena naslagana jezgra s pravokutnim silicijskim čeličnim limom

Složena jezgra je komponenta zatvorenog magnetskog kruga koja se formira slojevitošću i pričvršćivanjem izoliranih silicijskih čeličnih limova ravno u kontroliranom smjeru. Za velike energetske transformatore u klasi od 2500 kVA, pravokutna naslagana jezgra glavna je struktura jer kombinira magnetski krug s malim -gubicima s mehaničkom krutošću potrebnom za teške namote i kontinuirani rad u mreži. Ovaj članak objašnjava kako su takve jezgre dizajnirane, koje su kvalitete dostupne i kako praksa slaganja utječe na performanse transformatora.

Što je složena jezgra transformatora?

Složena jezgra izgrađena je od tankih ploča elektrotehničkog čelika, od kojih je svaka obložena izolacijskim slojem, naslaganih licem u lice i stegnutih u zatvoreni magnetski krug. Izolacijski premaz dijeli jezgru na neovisne tanke slojeve tako da izmjenični tok ne može stvoriti velike{1}}vrtložne struje unutar čelika; ovo je primarni mehanizam koji održava niske-gubitke vrtložne struje. Listovi su orijentirani duž smjera magnetskog kruga, a za zrnato-orijentirane vrste, smjer valjanja trake usklađen je s putanjom fluksa kako bi se iskoristila visoka propusnost materijala i mali specifični gubitak jezgre.

Pravokutne naslagane jezgre preferiraju se za energetske transformatore od 2500 kVA jer pravokutni prozor učinkovito prilagođava koncentrične cilindrične namotaje, ravni krakovi pojednostavljuju stezanje i montažu zavojnice, a presjek jezgre-može se stepenasto približiti krugu i minimizirati srednju duljinu zavoja namota.

Zašto odabrati složenu strukturu za jezgru od 2500 kVA?

Složeni dizajn odabran je iz tri inženjerska razloga:

Suzbijanje gubitka vrtložne-struje: tanke laminacije (0,20–0,30 mm tipično) skraćuju putanju vrtložne-struje; u kombinaciji s izolacijskim premazom, ukupni gubitak željeza ostaje unutar zajamčenih vrijednosti odabrane kvalitete.

Optimiziranje kontinuiteta magnetskog kruga: listovi su složeni duž smjera fluksa, a uz raspoređene (korak-preklop) spojevi zračni raspori u kutovima smanjeni su na minimum, smanjujući struju magnetiziranja i buku.

Mehanička čvrstoća: isprepletene lamele i pro-stezanje vijcima ili trakom stvaraju krutu jezgru koja podnosi sile-kratkog spoja i transportne vibracije.

Metode slaganja

Pomaknuto slaganje (korak-krug):krajevi limova su odrezani u koracima, a spojevi susjednih slojeva su pomaknuti. Flux postupno prelazi područje spoja umjesto kroz jedan ravni otvor, što smanjuje gubitak željeza i zvučnu buku. Ovo je standard za 2500 kVA distribucijske i energetske transformatore.

Ravno slaganje:spojevi su poravnati sloj do sloja, što je jednostavnije rezati, ali stvara kontinuirani zračni raspor na liniji spoja, povećavajući struju magnetiziranja i gubitke. Ravno slaganje ograničeno je na jeftinu-opremu niske-učinkovitosti i ne preporučuje se za velike energetske transformatore.

Materijal jezgre: zrna{0}}silicijski čelik

Magnetska izvedba naslagane jezgre definirana je stupnjem silikonskog čelika. Ne-orijentirani stupnjevi imaju jednaka svojstva u svim smjerovima i koriste se u motorima i malim transformatorima. Grain{3}}orijentirani (CRGO) tipovi nude visoku propusnost i male gubitke u jezgri duž smjera valjanja i ispravan su izbor za jezgru transformatora od 2500 kVA, gdje je svakih 0,1 W/kg gubitka jezgre važno tijekom 20-30 godina radnog vijeka. Metode ispitivanja slijede IEC 60404 (magnetska svojstva) i GB/T 2522 (prevlačenje i ispitivanje električne trake).

Dostupni stupnjevi i tipična magnetska svojstva

Tablica navodi tipične kvalitete isporučene za pravokutne naslagane jezgre, širine od 35 mm do 1200 mm. Gubitak jezgre mjeren je pri P1,7 T / 50 Hz, faktor laminacije je dan kao minimalni postotak, a indukcija je minimalna vrijednost pri jakosti polja B800 (A/m).

Širi raspon kvaliteta dostupan je za odabir, uključujući B30P105, B30R100, 27QG120, 27QG100, 23QG100, 23QG095, 23RK090, 23RK085, 23QG085, 23RK080, 23RK075, B23R070, 20QG085, 20RK080, 20RK075, B20R070, B20R065 i serije M0H, M1H, M2, M3, M4, M5. Svaki je stupanj odabran kako bi odgovarao zajamčenim ciljevima gubitaka transformatora, radnoj gustoći toka i metodi proizvodnje.

Prilagodba za jezgre klase 2500 kVA

Kao proizvođač jezgri transformatora, GNEE Electric isporučuje pravokutne naslagane jezgre prema crtežu dizajnera transformatora, uključujući dimenzije prozora jezgre, korake poprečnog-presjeka krakova i jarma, broj i nagib rashladnih kanala, dizajn stezne ploče i završni premaz bojanjem ili lakom. Gubitak u jezgri i struja magnetiziranja zajamčeni su prema odabranom stupnju i provjereni su na gotovim jezgrama ispitivanjem bez-opterećenja prije isporuke.

FAQ

Koja je razlika između korak-preklopnog i ravnog slaganja?

U korak-slaganju u preklop spojevi susjednih slojeva laminacije su pomaknuti u koracima, tako da se fluks postupno prenosi između slojeva, a ekvivalentni zračni raspor mnogo je manji. Ravno slaganje poravnava sve spojeve u istoj ravnini, stvarajući kontinuirani razmak koji povećava struju magnetiziranja, gubitke i šum. Step-lap je stoga standard za jezgre transformatora od 2500 kVA.

Koja je klasa silikonskog čelika najbolja za jezgru transformatora od 2500 kVA?

Odabir ovisi o zajamčenom gubitku-bez opterećenja i radnoj gustoći toka. Tipični izbori su 23Q110–30G120 za konvencionalne dizajne, visoko{6}}indukcijske kvalitete kao što je B23P085–B30P120 kada je potrebna veća projektirana gustoća fluksa (do 1,88–1,89 T) i domenski-pročišćene kvalitete kao što su B20R070 ili B23R085 za najniže ciljeve gubitka.

Zašto se koriste-orijentirani stupnjevi zrna umjesto ne-orijentiranih?

Zrnati{0}}silicijski čelik ima puno manji gubitak u jezgri i veću propusnost duž smjera valjanja, koji je usklađen s putanjom toka u jezgri transformatora. Ne-orijentirani razredi su jeftiniji, ali imaju veće gubitke i obično su ograničeni na motore i male transformatore.

Kako debljina sloja utječe na gubitak jezgre?

Gubitak vrtložne-struje raste s kvadratom debljine laminata, tako da tanji limovi (0,20–0,23 mm) daju manji ukupni gubitak na 50/60 Hz. Kompromis-je niži faktor slaganja i viši trošak proizvodnje, tako da je debljina odabrana tako da zadovolji zajamčeni gubitak pri projektiranoj gustoći toka.

Kako se provjerava gubitak jezgre na gotovoj složenoj jezgri?

Gotove jezgre provjeravaju se ispitivanjem bez-opterećenja (otvoren-krug) sastavljenog transformatora, pri čemu se gubici bez-opterećenja i -struja bez opterećenja mjere pri nazivnom naponu i frekvenciji prema IEC 60076-1. Izmjerene vrijednosti se uspoređuju sa zajamčenim vrijednostima izvedenim iz tablice ocjena.