CRGO Grain-orienterad silikonstållamineringskärna för transformatorer

Kornorienterat-kiselstål, vanligtvis förkortat CRGO, är standardkärnmaterialet för kraft- och distributionstransformatorer. Det används eftersom kiselstål är ett magnetiskt material med hög permeabilitet: i en strömsatt spole producerar det en stor magnetisk induktion, vilket gör att transformatorn kan vara mindre för samma effekt. Den här artikeln förklarar materialegenskaperna hos CRGO, dess roll i transformatorprestanda, de tillgängliga kvaliteterna och kapaciteten för tillverkning av lamineringskärnor.

Varför kiselstål används för transformatorkärnor

CRGO-stål har hög elektrisk resistivitet och höga magnetiska egenskaper längs rullriktningen. Det minskar härdförlusterna i transformatorer och förbättrar korrosionsbeständigheten. Eftersom kärnan utgör huvuddelen av transformatorn måste materialet som används vara en del av den totala prestandan. Järnkärnan i en transformator är laminerad för att minska virvelströmmar, som är de små cirkulerande strömmar som induceras av det föränderliga magnetfältet som skapas av växelströmmen i den första spolen. Tunna lamineringar med en isolerande beläggning mellan dem begränsar dessa strömmar och håller kärnförlusten låg.

Materialegenskaper

Hög magnetisk permeabilitet: materialet bär hög magnetisk flödestäthet med låg magnetiseringskraft längs rullriktningen, vilket förbättrar effektiviteten av elektrisk energiöverföring.

Låg kärnförlust: hysteres och virvelströmsförluster minimeras genom tillsats av kisel, vilket höjer resistiviteten, och genom en tillverkningsprocess som riktar in kornen i ett regelbundet mönster.

Hög elektrisk resistivitet: kiselhalten minskar genereringen av virvelström och därmed virvelströmsförlusten.

Goda mekaniska egenskaper: hög mekanisk elasticitet gör att kärnan tål mekanisk påfrestning och vibration samtidigt som den håller en stabil form under drift.

Hög grad av orientering: kornen är mycket orienterade i rullriktningen, vilket optimerar magnetisk prestanda längs den riktningen.

Roll i Transformer Performance

Minska energiförluster: låg härdförlust förbättrar transformatorns effektivitet, sänker driftskostnaderna och minimerar energislöseri.

Förbättring av magnetisk flödesöverföring: hög permeabilitet möjliggör effektiv omvandling och överföring av elektrisk energi och stabil drift av kraftsystemet.

Minimera storlek och vikt: mindre kärnmaterial behövs för samma effekt, vilket sparar utrymme och kostnad.

Reducerar buller och vibrationer: låg magnetostriktion minskar buller och vibrationer under drift, förbättrar stabiliteten och minskar påverkan på omgivningen.

Tillgängliga betyg

Tabellerna nedan visar vanliga, hög-induktions- och domän-raffinerade kvaliteter av korn-orienterat kiselstål med typiska kärnförlust- och induktionsvärden vid 50 Hz.

Kvalitet	Bredd (mm)	Max kärnförlust vid 1,7 T/50 Hz (W/kg)	Lamineringsfaktor (%)	Min induktion vid B800 (T)
23Q110	35-1200	1.10	97.2	1.82
23Q120	35-1200	1.20	97.2	1.82
27Q120	35-1200	1.20	97.5	1.82
30G120	35-1200	1.20	98.0	1.82
B23P085	35-1200	0.85	97.2	1.88
B27P100	35-1200	1.00	97.5	1.89
B20R070	35-1200	0.70	97.0	1.86
B23R085	35-1200	0.85	97.2	1.88
B27RK085	35-1200	0.85	97.5	1.89

Betyg som börjar med Q är konventionella korn-orienterade typer, P-grader är höga-induktionstyper och R-grader är domän-raffinerade laser-behandlade typer med lägst kärnförlust. Värdena är referensdata och tillämplig kvalitet bör överenskommas för varje transformatorkonstruktion.

Tillverkning av lamineringskärnor

Maxvikt för automatiskt staplad kärna: 60 ton.

Maximal vikt för manuellt staplade kärna: 120 ton.

Spaltgräns vid fogen: mindre än 1 mm.

Fönsterhöjdsprecision: plus eller minus 1 mm.

Fönsterbreddprecision: plus eller minus 1 mm.

Typiska applikationer

Krafttransformatorer för transmission och distribution, från stora enheter till små och medelstora distributionstransformatorer.

Elektroniska transformatorer som strömförsörjningstransformatorer med växel-läge, ljudtransformatorer och pulstransformatorer.

Reaktorer, motorer, generatorer, instrumenttransformatorer och magnetiska förstärkare.

Vanliga frågor

Q1. Vad betyder CRGO?

CRGO står för kall-valsad korn-orienterat silikonstål. Kornen är orienterade i rullningsriktningen för att maximera magnetisk permeabilitet och minimera kärnförlust längs den riktningen.

Q2. Varför är transformatorkärnan laminerad?

Att laminera kärnan till tunna ark med isolerande beläggning bryter vägen för virvelströmmar som induceras av det växlande magnetfältet, vilket minskar virvelströmsförlusten och uppvärmningen.

Q3. Vad är skillnaden mellan konventionella och höga-introduktionsgrader?

Höga-induktionskvaliteter som B23P085 ger lägre kärnförlust och högre magnetisk induktion än konventionella kvaliteter som 23Q120, vilket minskar transformatorns kärnstorlek och vikt.

Q4. Vad är domänförfining?

Domän-förfinade kvaliteter behandlas med en laser eller annan process för att dela upp de magnetiska domänerna, vilket ytterligare minskar hysteresförlusten. Dessa kvaliteter har de lägsta kärnförlustvärdena.

F5. Vad är en lamineringsfaktor?

Lamineringsfaktorn är förhållandet mellan det faktiska magnetiska-tvärsnittet och det geometriska-tvärsnittet av kärnstapeln. Högre värden indikerar tunnare isolerande beläggningar och en mer effektiv kärna.

F6. Hur stor lamineringskärna kan tillverkas?

Med automatisk stapling kan kärnor upp till 60 ton produceras och manuellt staplade kärnor upp till 120 ton, med fogspalt under 1 mm och fönsterprecision på plus eller minus 1 mm.