Как составляются аморфные трансформаторы сплава?

Структура трансформатора аморфного сплава

Трансформатор аморфного сплава , также известный как аморфный металлический трансформатор, представляет собой тип силового трансформатора, который использует аморфный металлический сплав в качестве основного материала. В отличие от традиционных трансформаторов, которые используют кристаллическую кремниевую сталь, аморфные сплавы имеют некристаллическую атомную структуру. Эта уникальная структура обеспечивает несколько преимуществ, включая более низкие потери ядра и более высокую эффективность.

Ключевые компоненты трансформатора аморфного сплава:

• Аморфное сплавовое ядро: это сердце трансформатора. Он состоит из тонких непрерывных лент аморфного сплава. Ленты намотаны в тороидальную или цилиндрическую форму, чтобы сформировать ядро.

• Обмотки: медные или алюминиевые обмотки обернуты вокруг ядра. Эти обмотки несут электрический ток и вызывают магнитное поле в ядре.

• Изоляция: Изоляционные материалы используются для отделения обмоток от сердечника и для предотвращения расщепления электричества.

• Танк: Вся сборка трансформатора заключена в резервуар, заполненный изолирующим маслом. Масло обеспечивает изоляцию и охлаждение.

Что такое аморфные сплавные ядра?

Структура ядра аморфного сплава

Аморфное сплавное ядро ​​является ключевым компонентом в трансформаторах аморфных сплавов, известных своей высокой эффективностью и низкими потерями энергии. В отличие от традиционных ядер трансформаторов из кристаллической кремниевой стали, аморфные сплавные ядра имеют некристаллическую атомную структуру. Эта уникальная структура обеспечивает несколько преимуществ, включая более низкие потери ядра и более высокую эффективность.

Композиция и структура

Аморфные сплавы обычно состоят из комбинации переходных металлов (таких как железо, никель, кобальт) и металлоидов (такие как бор, кремний, фосфор). Конкретная композиция определяет свойства сплава. Например, аморфные сплавы на основе железа обычно используются в трансформаторах из-за их превосходных магнитных свойств.

Атомная структура аморфного сплава характеризуется случайным расположением атомов, в отличие от высокопоставленной структуры решетки, обнаруженной в кристаллических материалах. Эта неупорядоченная структура часто сравнивается со структурой жидкости, следовательно, термин «металлическое стекло. »

Конфигурация основной конфигурации

Аморфные сплавные ядра обычно производятся в форме тонких непрерывных лент. Эти ленты затем намотают в тороидальную или цилиндрическую форму, чтобы сформировать ядро. Тороидальная форма обычно используется для минимизации потока утечки и улучшения общей производительности трансформатора.

Преимущества аморфных сплавных ядер

• Низкие потери ядра: неупорядоченная атомная структура аморфных сплавов приводит к значительно более низкому гистерезису и потери вихревого тока по сравнению с кристаллическими материалами.

• Высокая проницаемость: аморфные сплавы демонстрируют высокую проницаемость, что означает, что они могут быть легко намагнированными и размагнированными.

• Высокая плотность потока насыщения: аморфные сплавы имеют более высокую плотность потока насыщения по сравнению с кремниевой сталью, что позволяет создать более компактные конструкции трансформаторов.

• Низкая магнитострикция: низкая магнитострикция означает, что ядро ​​значительно не изменяется при намагничении, уменьшая шум и вибрацию.

Производственный процесс

Аморфные сплавы производятся в процессе быстрого гашения, где расплавленный сплав быстро охлаждается, чтобы предотвратить образование кристаллических структур. Общие методы производства включают в себя:

• Спиннинг таяния: расплавленный сплав выброшен на быстро вращающееся охлажденное медное колесо, образуя тонкие ленты.

• Планарное литье потока: расплавленная сплава выливается на быстро движущуюся охлажденную поверхность, производя листы или тарелки.

Проблемы и будущие направления

Несмотря на их преимущества, аморфные сплавы сталкиваются с определенными проблемами, такими как:

• Ограниченная толщина: производство толстых аморфных сплавов без кристаллизации остается проблемой.

• Стоимость: специализированные производственные процессы могут сделать аморфные сплавы дороже, чем традиционные материалы.

Постоянные исследования направлены на решение этих проблем и расширение применений аморфных сплавов. Например, исследователи изучают новые композиции сплава и методы обработки для производства более толстых и сложных аморфных компонентов.

Производственные проблемы аморфных сплавов Трансформеров

В то время как трансформеры из аморфных сплавов предлагают значительные преимущества, их производство представляет несколько проблем:

• 
  

  Производство аморфных сплавных лент:

  
  

• Быстрое гашение: аморфные сплавы вырабатываются быстро охлаждающим расплавленным металлом. Этот процесс требует точного контроля скоростей охлаждения для предотвращения кристаллизации.

• Непрерывное литье: производство длинных, непрерывных лент аморфного сплава технически сложна.

• 
  

  Основная обмотка:

  
  

• Тонкие и хрупкие: аморфные сплавные ленты очень тонкие и хрупкие, что затрудняет их обращение и ветер без повреждений.

• 
  

  Совместное образование:

  
  

• Низкая проницаемость: низкая проницаемость аморфных сплавов затрудняет создание суставов с низким содержанием потери между концами лент.

• 
  

  Расходы:

  
  

• Высокая стоимость производства: специализированное оборудование и точный контроль, необходимый для производства аморфных сплавов, делают их более дорогими, чем традиционная кремниевая сталь.

• Ограниченная доступность:

• Цепочка поставок: цепочка поставок для аморфных лент сплава менее развита, чем для кремниевой стали, ограничивая их доступность.

Решение этих проблем:

• Расширенные методы производства. Непрерывные улучшения в методах производства, такие как расплавленное вращение и планарное литье потока, помогли улучшить качество и согласованность аморфных сплавных лент.

• Улучшенные методы обмотки: разработка специализированных машин и методов обмотки помогла уменьшить повреждение лент в ходе обмотки.

• Совместная оптимизация. Исследователи изучают новые материалы и методы для повышения производительности суставов в ядрах аморфных сплавов.

В заключение, аморфные сплавные трансформаторы предлагают значительную экономию энергии и преимущества производительности. Однако их производство более сложное и дорогостоящее, чем традиционные трансформаторы. Продолжающиеся исследования и разработки сосредоточены на решении этих проблем и повышении и доступных аморфных сплавов.