현재 세계적으로 변압기 코어를 제조하는 두 가지 주요 재료가 있습니다: 규소강 그리고 비정질 합금.
규소강판
이것은 변압기 코어의 주요 재료로, 일반적으로 높은 규소 함량을 가진 열간압연 또는 냉간압연 규소강판으로 적층됩니다. 규소강판은 0.8%에서 4.8% 사이의 규소 함량을 가진 규소 함유 강철입니다. 규소강은 자기 전도성이 강한 자기 재료이기 때문에 변압기의 코어로 사용됩니다. 이는 전류가 흐르는 코일에서 큰 자기 유도 강도를 생성하여 변압기의 크기를 줄일 수 있습니다. 규소강판의 품질은 일반적으로 자기 플럭스 밀도 B로 표현됩니다. 다양한 유형의 규소강판은 서로 다른 자기 플럭스 밀도를 가지고 있습니다. 예를 들어, 흑철판의 B 값은 6000-8000, 저규소판은 9000-11000, 고규소판은 12000-16000입니다. 와전류 손실을 줄이기 위해 각 규소강판 사이에 절연 페인트를 발라 독립된 도체를 형성합니다.
변압기는 작동 중 와전류 손실을 발생시키므로, 와전류 손실을 줄이기 위해 변압기 코어는 절연된 규소강판으로 적층되어 와전류가 좁은 루프의 작은 단면을 통과하여 와전류 경로의 저항을 증가시킵니다. 동시에 규소강의 규소는 재료의 저항률을 증가시켜 와전류를 줄이는 역할을 합니다.
규소강판은 높은 자기 투과율, 낮은 저항률, 낮은 히스테리시스 손실 등의 일련의 장점을 가진 특수 전기 강재입니다.
규소강판의 특성
1. 규소강판의 표면에는 매우 얇은 산화층이 있어 일정한 방부 특성을 가지고 있습니다.
2. 규소강판 재료의 히스테리시스 손실은 상대적으로 작으며, 열을 발생시키기 쉽지 않아 전자기 장비의 정상 작동에 영향을 미치지 않습니다.
3. 규소강판 재료는 가공이 용이하며, 절단, 프레스 등을 통해 다양한 형태와 크기의 철심으로 제작할 수 있습니다. 규소강의 주요 특성은 높은 자기 투과율, 낮은 보자력, 큰 저항률, 작은 히스테리시스 손실을 가지고 있으며, 열 발생 정도를 크게 줄일 수 있습니다.
비정질 합금
비정질 합금은 1980년대부터 국내외 소재 과학 커뮤니티에서 연구 개발의 초점이 되어 왔습니다. 이는 단거리 질서와 장거리 무질서의 준안정 구조적 특성을 가지고 있기 때문입니다. 고체 상태에서 원자의 3차원 공간은 위상적으로 무질서하며 특정 온도 범위 내에서 상대적으로 안정적입니다.
기계적 특성 측면에서, 비정질 합금은 매우 높은 강도와 경도를 가지고 있지만, 낮은 탄성 계수를 가지고 있습니다. 금속 유리는 인장 시 연신율이 작지만(1.5%-2.5%), 압축 및 굽힘 시 높은 소성을 보여 높은 강도를 가지면서도 우수한 인성을 가지고 있음을 나타냅니다.
물리적 특성 측면에서 비정질 합금은 일반적으로 저항률이 높고 저항 온도 계수가 작습니다. 비정질 합금은 뛰어난 자기 투과성을 가진 신소재입니다. 규소강과는 완전히 다른 결정 구조를 가지고 있어 자화 및 탈자에 더 유리합니다. 비정질 합금 변압기의 철손(즉, 무부하 손실)은 일반적으로 규소강을 철심으로 사용하는 전통적인 변압기보다 70-80% 낮습니다. 손실이 줄어들면 발전 수요도 감소하고 이산화탄소와 같은 온실가스 배출도 이에 따라 감소합니다.
비정질 합금 재료의 특성
1. 비정질 합금 철칩의 두께는 매우 얇습니다.
2. 비정질 합금 철심은 낮은 포화 자기 밀도를 가지고 있습니다.
3. 비정질 합금의 경도는 규소강판의 5배입니다.
4. 비정질 합금 철심 재료는 기계적 스트레스에 매우 민감하며, 인장력과 굽힘 스트레스 모두 그 자기 특성에 영향을 미칩니다.
5. 비정질 합금의 자기 도메인 스트레치는 규소강판보다 약 10% 높으며, 과도한 클램핑을 해서는 안 됩니다. 비정질 합금은 높은 포화 자기 유도 강도, 낮은 손실(규소강판의 1/3~1/5에 해당), 낮은 보자력, 낮은 여자 전류, 우수한 온도 안정성의 특성을 가지고 있습니다.
두 재료로 만든 변압기의 가격 측면에서, 비정질 합금 변압기의 가격은 규소강판 변압기보다 훨씬 높습니다. 고객의 경우, 더 높은 성능의 변압기가 필요하며, 재료 선택에 있어 비교가 필요합니다.
