Аморфный металлический трансформатор
Трансформатор из аморфного металла ( АМТ ) — это тип энергоэффективного трансформатора, используемого в электрических сетях. [1] Магнитный сердечник этого трансформатора изготовлен из ферромагнитного аморфного металла .Типичный материал ( метглас ) представляет собой сплав железа с бором , кремнием и фосфором в виде тонких (например, 25 мкм) фольг, быстро охлаждаемых из расплава. Эти материалы обладают высокой магнитной восприимчивостью , очень низкой коэрцитивной силой и высоким электрическим сопротивлением . Высокое сопротивление и тонкая фольга приводят к низким потерям из- за вихревых токов при воздействии переменных магнитных полей. С другой стороны, аморфные сплавы имеют более низкую индукцию насыщения и часто более высокую магнитострикцию по сравнению с обычной кристаллической железокремниевой электротехнической сталью. [2]
Потери в сердечнике и потери в меди
[ редактировать ]В трансформаторе потери холостого хода преобладают над потерями в сердечнике . При аморфном ядре этот показатель может быть на 70–80% ниже, чем у традиционных кристаллических материалов. [ нужна ссылка ] .Потери при большой нагрузке определяются сопротивлением медных обмоток и поэтому называются медными потерями . Здесь более низкая намагниченность насыщения аморфных сердечников имеет тенденцию приводить к снижению эффективности при полной нагрузке. Это можно компенсировать, используя больше меди и материала сердечника. Таким образом, высокоэффективные АМТ могут быть более эффективными при низких и высокая нагрузка, хоть и при большем размере. Более дорогой аморфный материал сердечника, более сложное обращение и необходимость в большем количестве медных обмоток делают АМТ более дорогим, чем традиционный трансформатор. [ нужна ссылка ] .
Приложения
[ редактировать ]Основным применением АМТ являются сетевые распределительные трансформаторы мощностью около 50–1000 кВА. Эти трансформаторы обычно работают 24 часа в сутки при низком коэффициенте нагрузки (средняя нагрузка, деленная на номинальную нагрузку). Потери холостого хода этих трансформаторов составляют значительную часть потерь всей распределительной сети. Аморфное железо также используется в специализированных электродвигателях, работающих на высоких частотах, возможно, 350 Гц и более. [3]
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]Более эффективные трансформаторы приводят к снижению потребности в выработке электроэнергии, а при использовании электроэнергии, вырабатываемой из ископаемого топлива , к меньшим выбросам CO 2 . Эта технология получила широкое распространение в крупных развивающихся странах, таких как Китай. [4] и Индия [5] где стоимость рабочей силы низкая. [ нужна ссылка ] На самом деле АМТ более трудоемки, чем обычные распределительные трансформаторы, и эта причина объясняет очень низкое распространение на сопоставимом (по размеру) европейском рынке. Эти две страны потенциально могут ежегодно экономить 25–30 ТВт-ч электроэнергии, исключить инвестиции в генерацию мощностью 6–8 ГВт и сократить выбросы CO 2 на 20–30 миллионов тонн за счет полного использования этой технологии. [6]
Примечания и ссылки
[ редактировать ]- ^ Кеннеди, Барри (1998), Энергоэффективные трансформаторы, McGraw-Hill
- ^ К.Инагаки, М. Кувабара и др., Hitachi Review 60 (2011), № 5, стр. 250, http://www.hitachi.com/rev/archive/2011/__icsFiles/afieldfile/2011/09/06/2011_05_113.pdf [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Понимание основ устройства двигателей из аморфного железа» . www.machinedesign.com.
- ^ «Записка SPC о снижении потерь в сети T&D и плане энергосбережения» Отдел транспорта и энергетики SPC, документ № 123, 1997 г. (на китайском языке).
- ^ БСК Найду, «Трансформаторы из аморфного металла — новые технологические разработки», программная речь, семинар CBIP-AlliedSignal (Индия), апрель 1999 г.
- ^ Ли, Джерри (2011), Обзор и будущее трансформаторов из аморфного металла в Азии - краткий обзор отрасли, AEPN. Доступно на Researchgate или на личной странице автора.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Информационный веб-сайт по трансформаторам из аморфного металла
- Аморфные металлы в приложениях для распределения электроэнергии
- Аморфная лента для трансформеров
