Momenteel zijn er twee hoofdmaterialen voor het vervaardigen van transformator kernen in de wereld: siliciumstaal en amorfe legering.
Siliciumstaalplaat
Dit is het belangrijkste materiaal voor transformator kernen, meestal gestapeld met warmgewalste of koudgewalste siliciumstaalplaten met een hoog siliciumgehalte. Siliciumstaalplaat is een siliciumhoudend staal met een siliciumgehalte tussen 0,8% en 4,8%. Siliciumstaal wordt gebruikt als de kern van de transformator omdat siliciumstaal zelf een magnetisch materiaal is met sterke magnetische geleidbaarheid. Het kan een grote magnetische inductie-intensiteit genereren in de bekrachtigde spoel, waardoor de grootte van de transformator wordt verminderd. De kwaliteit van siliciumstaalplaat wordt meestal uitgedrukt door de magnetische fluxdichtheid B. Verschillende soorten siliciumstaalplaten hebben verschillende magnetische fluxdichtheden. Bijvoorbeeld, de B-waarde van zwart ijzerplaat is 6000-8000, laag siliciumplaat is 9000-11000, en hoog siliciumplaat is 12000-16000. Om wervelstroomverlies te verminderen, wordt isolerende verf aangebracht tussen elke siliciumstaalplaat om een onafhankelijke geleider te vormen.
Aangezien de transformator tijdens het gebruik wervelstroomverlies zal genereren, wordt de transformator kern gestapeld met geïsoleerde siliciumstaalplaten om het wervelstroomverlies te verminderen, zodat de wervelstroom door een kleinere doorsnede in een smalle lus gaat om de weerstand op het wervelstroompad te vergroten; tegelijkertijd verhoogt het silicium in het siliciumstaal de resistiviteit van het materiaal, wat ook een rol speelt bij het verminderen van de wervelstroom.
Siliciumstaalplaat is een speciaal elektrisch staalmateriaal met een reeks voordelen zoals hoge magnetische permeabiliteit, lage resistiviteit en laag hysteresisverlies.
Kenmerken van siliciumstaalplaten
1. Het oppervlak van de siliciumstaalplaat heeft een zeer dunne oxidelaag, die bepaalde anticorrosie-eigenschappen heeft.
2. Het hysteresisverlies van het siliciumstaalplaatmateriaal is relatief klein, het genereert niet gemakkelijk warmte en zal de normale werking van elektromagnetische apparatuur niet beïnvloeden.
3. Siliciumstaalplaatmateriaal is gemakkelijk te bewerken en kan door middel van knippen, persen, enz. worden omgezet in ijzerkernen van verschillende vormen en maten. De belangrijkste kenmerken zijn: Siliciumstaal heeft een hoge magnetische permeabiliteit, lage dwangkracht, grote resistiviteit, kleine hysteresisverlies en kan de mate van warmteontwikkeling aanzienlijk verminderen.
Amorfe legeringen
Amorfe legeringen zijn sinds de jaren 1980 het middelpunt van onderzoek en ontwikkeling in de materiaalkunde, zowel nationaal als internationaal. Omdat het een metastabiele structurele eigenschap heeft van korteafstandsorde en langeafstandswanorde. In de vaste toestand is de driedimensionale ruimte van zijn atomen topologisch ongeordend en blijft relatief stabiel binnen een bepaald temperatuurbereik.
Wat betreft de mechanische eigenschappen, het heeft een extreem hoge sterkte en hardheid, maar een lage elasticiteitsmodulus. De rek van metallisch glas is klein bij rek (1,5%-2,5%), maar het vertoont hoge plasticiteit bij compressie en buiging, wat aangeeft dat het goede taaiheid heeft terwijl het een hoge sterkte heeft.
Wat betreft de fysische eigenschappen hebben amorfe legeringen over het algemeen een hogere resistiviteit en een kleinere temperatuurcoëfficiënt van weerstand. Amorfe legering is een nieuw type materiaal met uitstekende magnetische permeabiliteit. Het heeft een volledig andere kristalstructuur dan siliciumstaal en is meer bevorderlijk voor magnetisatie en demagnetisatie. Het ijzerverlies (d.w.z. nullastverlies) van amorfe legeringstransformatoren is 70-80% lager dan traditionele transformatoren die over het algemeen siliciumstaal als ijzerkern gebruiken. Naarmate de verliezen worden verminderd, daalt ook de vraag naar energieopwekking, en worden de emissies van broeikasgassen zoals kooldioxide dienovereenkomstig verminderd.
Kenmerken van amorfe legering materialen
1. De dikte van de amorfe legering ijzerchip is extreem dun.
2. De amorfe legering ijzerkern heeft een lage verzadigingsmagnetische dichtheid.
3. De hardheid van amorfe legering is 5 keer die van siliciumstaalplaat.
4. Het amorfe legering ijzerkernmateriaal is zeer gevoelig voor mechanische spanning, en zowel trek- als buigspanning zullen de magnetische eigenschappen beïnvloeden.
5. De magnetische domeinuitrekking van amorfe legering is ongeveer 10% hoger dan die van siliciumstaalplaat, en het mag niet te strak worden geklemd. Amorfe legeringen hebben de kenmerken van hoge verzadigingsmagnetische inductie-intensiteit, laag verlies (gelijk aan 1/3~1/5 van siliciumstaalplaten), lage dwangkracht, lage excitatiestroom en goede temperatuurstabiliteit.
Wat betreft de prijs van transformatoren gemaakt van de twee materialen, de prijs van amorfe legeringstransformatoren is veel hoger dan die van siliciumstaalplaattransformatoren. Omdat klanten hogere prestaties transformatoren nodig hebben, moeten ze een vergelijking maken bij de keuze van materialen.
