การวิเคราะห์ทางเทคนิคของการลดการสูญเสีย (การใช้พลังงาน) ในการผลิตหม้อแปลง

การสูญเสียของหม้อแปลงทั้งหมดประกอบด้วยการสูญเสียโดยไม่มีโหลด\(P_0, iron/core losses\)และการสูญเสียภาระ\(P_k, copper/winding losses\)ในระยะการผลิตการเลือกวัสดุการออกแบบโครงสร้างและการควบคุมกระบวนการกําหนดโดยตรงระดับประสิทธิภาพพลังงานของหน่วยเสร็จสิ้น การสูญเสียที่ต่ำลงมีความสัมพันธ์โดยตรงกับการใช้พลังงานในการดำเนินงานที่ลดลง:

\[E = \left( P_0 + \beta^2 \cdot P_k \right) \times t\]

ที่ไหน\(\beta\)เป็นตัวแทนของปัจจัยภาระหม้อแปลง และ\(t\)หมายถึงเวลาทํางาน

I. ลดการสูญเสียโดยไม่มีโหลด\(P_0 / Core Loss\)

การสูญเสียโดยไม่มีภาระหมายถึงพลังงานที่ใช้อย่างต่อเนื่องเมื่อหม้อแปลงได้รับพลังงานโดยไม่มีภาระ มันประกอบด้วยการสูญเสีย hysteresis\(P_h\)และการสูญเสียกระแส eddy\(P_e\)ในหลักถูกควบคุมโดยคุณสมบัติวัสดุหลักและเทคนิคการประมวลผล

1. การเลือกวัสดุหลัก

• เหล็กซิลิคอนที่มีความสามารถในการซึมผ่านสูง (CGO / Hi-B):ใช้เหล็กซิลิคอนคุณภาพสูงที่มีความเสียหายเฉพาะต่ำ (เช่น 23Q095, 20Q075) การสมัครการปรับปรุงโดเมนเลเซอร์ปรับปรุงโครงสร้างโดเมนแม่เหล็กต่อไป ลดลง\(P_0\)เพิ่มเติม 5%-10%

• ริบบิ้นโลหะผสม amorphous:วัสดุที่ไม่มีรูปร่างไม่แสดง anisotropy คริสตัล และความบังคับต่ำมาก การสูญเสียหลักของพวกเขาเป็นเพียง20%–30%เหล็กซิลิคอนแบบดั้งเดิมทําให้เหมาะสำหรับหม้อแปลงการกระจาย (แม้ว่าความหนาแน่นของฟลักซ์ความอิ่มตัวที่ต่ำกว่าจะต้องมีตัดข

2. การปรับปรุงการออกแบบโครงสร้างหลัก

• ความหนาแน่นของการไหล\(B_m\)การปรับปรุง:ขนาดการสูญเสีย Hysteresis เป็น\(P_h \propto B_m^{1.6 \sim 2.0}\)การปรับความหนาแน่นของฟลักซ์การทำงานในชื่อลดลง\(P_0\)ที่ต้องการการตกลงที่สมดุลระหว่างขนาดหลัก ค่าใช้จ่ายวัตถุดิบ และเป้าหมายการสูญเสีย

• ลามิเนตขั้นตอน:เปลี่ยนข้อต่อก้นธรรมดาด้วย45 ° เต็มรูปแบบ Step-Lapการเคลือบลดการบิดเบือนของฟลักซ์และความอิ่มตัวท้องถิ่นที่ข้อต่อลดลง\(P_0\)โดย 4% -7% ขณะที่ลดระดับเสียงรบกวนและรบกวนเสียงไม่มีโหลด

• โครงสร้างหลักบาดแผล 3D:ใช้การขดลวดอย่างต่อเนื่องเพื่อสร้างวงจรแม่เหล็กสามเฟสที่ไม่มีรอยต่อ และสมมิตรอย่างสมบูรณ์ เมื่อเทียบกับแกนซ้อนกัน, การสูญเสียไม่มีภาระจะลดลงโดย10%–20%และไม่มีการโหลดปัจจุบันลดลงโดย60%–80%.

3. การประมวลผลหลักและการควบคุมการผลิต

• การอบความเครียด:ความเครียดทางกลจากการตัดและเจาะทำลายทิศทางของเม็ด และเพิ่มการสูญเสียหลัก เอไนโตรเจนป้องกันความเครียดบรรเทา annealingกระบวนการ (โดยปกติที่ 780°C800°C) จําเป็นต้องหลังการตัดเพื่อฟื้นฟูประสิทธิภาพแม่เหล็กที่มีอยู่ในตัว

• Burr ควบคุมและฉนวน Interlamination:การตัด burrs เจาะการเคลือบฉนวน (เช่น C-5/C-6) ทําให้เกิดวงจร interlamination และกระแสหมุนท้องถิ่น ความสูง Burr ต้องควบคุมอย่างเคร่งครัด\(< 0.02\text{ mm}\).

• ความดันการยึดลามิเนต:การยึดเกินไปนั้นเริ่มความเครียดด้านการบีบอัดที่เพิ่มการสูญเสียหลัก ในขณะที่การยึดไม่ถูกเพิ่มช่องว่างทางอากาศ ความไม่ต้องการของแม่เหล็ก และเสียงสั่นสะเ

ที่สอง ลดการสูญเสียภาระ\(P_k / Winding Loss\)

การสูญเสียภาระแตกต่างกันไปตามตารางของกระแสภาระ\(\beta^2\)และแสดงถึงการกระจายพลังงานหลักในระหว่างการทำงานที่โหลด:

\[P_k = P_{dc} + P_{add} = I^2 R_{dc} + (P_{ed} + P_{st})\]

ที่ไหน\(P_{dc}\)คือการสูญเสียความต้านทาน DC\(P_{ed}\)คือการสูญเสียกระแสหมุนเวียน และ\(P_{st}\)คือการสูญเสียในส่วนโครงสร้างที่เกิดจากการรั่วไหล

1. การเลือกตัวนำ &\(R_{dc}\)การควบคุม

• ทองแดงฟรีออกซิเจน (OFC):ใช้ทองแดงความบริสุทธิ์สูง\(Cu \ge 99.95\%\)มีความต้านทานไฟฟ้า\(\le 0.017241 \ \Omega\cdot\text{mm}^2/\text{m}\)ที่ 20°C

• พื้นที่ข้าม:เพิ่มพื้นที่ตัวนำภายในขอบเขตหน้าต่างเพื่อลดลง\(R_{dc}\)เพิ่มปัจจัยเติมหน้าต่างโดยใช้ตัวนำที่ถ่ายทอดหรือถ่ายทอดอย่างต่อเนื่อง

2. ลดการสูญเสียกระแสไฟฟ้า Eddy\(P_{ed}\)

ขดลวดความสูญเสีย eddy ขนาดที่มีสี่เหลี่ยมของความหนาของตัวนำ\(P_{ed} \propto d^2 \cdot f^2 \cdot B_\perp^2\).

• สายเคเบิลที่ถ่ายทอดอย่างต่อเนื่อง (CTC):สำหรับหม้อแปลงความจุขนาดใหญ่ CTC ลดความหนาของสายแต่ละตัว\(d\)และสมดุลกําลังกระตุ้นไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในเส้น กำจัดกระแสไหลเวียน และลดการสูญเสียแบบหมุน

3. การสูญเสีย\(P_{st}\)การควบคุมในส่วนประกอบโครงสร้าง

การรั่วไหลสูงทําให้เกิดกระแสหมุนหนักในที่ยึดเหล็ก, แผ่นเชื่อมโยงและผนังถัง

• การป้องกันแม่เหล็กและไฟฟ้า:ติดตั้งแพ็คเหล็กซิลิคอนที่มีความซึมซ่อนสูง (โล่แม่เหล็ก ) หรือแผ่นทองแดง / อลูมิเนียมที่มีความนําสูง (โล่ไฟฟ้า ) ตามผนังภายในถังเพื่อเปลี่ยนเส้นทางหรือขัดขวางการรั่วไหล

• วัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก:สมัครสแตนเลส (เช่น SUS304)หรือเหล็กที่มีความซึมผ่านต่ำในโซนที่มีการรั่วไหลสูง (เช่นแผ่นเข้าสู่ตะกั่วและสมาชิกยึด) เพื่อแตกวงจรแม่เหล็กและกำจัดกระแสหมุนโครงสร้าง

III. การประกอบการผลิตและการแลกเปลี่ยนทางเทคนิค