非晶变压器和硅钢变压器的比较

非晶和纳米晶合金的比较

铁基非晶合金在工频和中频领域,正在和硅钢竞争。铁基非晶合金和硅钢相比,有以下优缺点。

1)铁基非晶合金的饱和磁通密度Bs 比硅钢低

但是,在同样的Bm 下,铁基非晶合金的损耗比0.23mm 厚的3%硅钢小。一般人认为损耗小的原因是铁基非晶合金带材厚度薄,电阻率高。这只是一个方面,更主要的原因是铁基非晶合金是非晶态,原子排列是随机的,不存在原子定向排列产生的磁晶各向异性,也不存在产生局部变形和成分偏移的晶粒边界。因此,妨碍畴壁运动和磁矩转动的能量壁垒非常小,具有前所未有的软磁性,所以磁导率高,矫顽力小,损耗低。

2)铁基非晶合金磁芯填充系数为0.84~0.86

3)铁基非晶合金磁芯的工作磁通密度

1.35T ~1.40T ,硅钢为1.6T ~1.7T 。铁基非晶合金工频变压器的重量是硅钢工频变压器的重量的130%左右。但是,即使重量重,对同样容量的工频变压器,磁芯采用铁基非晶合金的损耗,比采用硅钢的要低70%~80%。

4)考虑损耗,总的评估价为89%

假定工频变压器的负载损耗(铜损)都一样,负载率也都是50%。那么,要使硅钢工频变压器的铁损和铁基非晶合金工频变压器的一样,则硅钢变压器的重量是铁基非晶合金变压器的1?8倍。因此,国内一般人所认同的抛开变压器的损耗水平,笼统地谈论铁基非晶合金工频变压器的重量、成本和价格,是硅钢工频变压器的130%~150%,并不符合市场要求的性能价格比原则。国外提出两种比较的方法,一种是在同样损耗的条件下,求出两种工频变压器所用的铜铁材料重量和价格,进行比较。另一种方法是对铁基非晶合金工频变压器的损耗降低瓦数,折合成货币进行补偿。每瓦空载损耗折合成5~11美元,相当于人民币42~92元。每瓦负载损耗折合成0.7~1.0美元,相当于人民币6~8.3元。例如一个50Hz ,5kVA 单相变压器用硅钢磁芯,报价为1700元/台;空载损耗28W ,按60元人民币/W计,为1680元;负载损耗110W ,按8元人民币/W计,为880元;则,总的评估价为4260元/台。用铁基非晶合金磁芯,报价为2500元/台;空载损耗6W ,折合成人民币360元;负载损耗110W ,折合成人民币880元,总的评估价为3740元/台。如果不考虑损耗,单计算报价,5kVA 铁基非晶合金工频变压器为硅钢工频变压器的147%。如果考虑损耗,总的评估价为89%。

5)铁基非晶合金抗电源波形畸变能力比硅钢强

现在测试工频电源变压器磁芯材料损耗,是在畸变小于2%的正弦波电压下进行的。而实际的工频电网畸变为5%。在这种情况下,铁基非晶合金损耗增加到106%,硅钢损耗增加到123%。如果在高次谐波大,畸变为75%的条件下(例如工频整流变压器),铁基非晶合金损耗增加到160%,硅钢损耗增加到300%以上。说明铁基非晶合金抗电源波形畸变能力比硅钢强。

6)铁基非晶合金的磁致伸缩系数大

是硅钢的3~5倍。因此,铁基非晶合金工频变压器的噪声为硅钢工频变压器噪声的120%,要大3~5dB 。

7)铁基非晶合金带材价格是0.23mm3%取向硅钢的150%

现行市场上,,是0.15mm3%取向硅钢(经过特殊处理)的40%左右。

8)铁基非晶合金退火温度比硅钢低

铁基非晶合金退火温度比硅钢低,消耗能量小,而且铁基非晶合金磁芯一般由专门生产厂制造。硅钢磁芯一般由变压器生产厂制造。 根据以上比较,只要达到一定生产规模,铁基非晶合金在工频范围内的电子变压器中将取代部分硅钢市场。在400Hz 至10kHz 中频范围内,即使有新的硅钢品种出现,铁基非晶合金仍将会取代大部分0.15mm 以下厚度的硅钢市场。 值得注意的是,日本正在大力开发FeMB 系非晶合金和纳米晶合金,其Bs 可达1.7~1.8T ,而且损耗为现有FeSiB 系非晶合金的50%以下,如果用于工频电子变压器,工作磁通密度达到1.5T 以上,而损耗只有硅钢工频变压器的10%~15%,将是硅钢工频变压器的更有力的竞争者。日本预计在2005年就可以将FeMB 系非晶合金工频变压器试制成功,并投入生产。

非晶和纳米晶合金的比较

铁基非晶合金在工频和中频领域,正在和硅钢竞争。铁基非晶合金和硅钢相比,有以下优缺点。

1)铁基非晶合金的饱和磁通密度Bs 比硅钢低

但是,在同样的Bm 下,铁基非晶合金的损耗比0.23mm 厚的3%硅钢小。一般人认为损耗小的原因是铁基非晶合金带材厚度薄,电阻率高。这只是一个方面,更主要的原因是铁基非晶合金是非晶态,原子排列是随机的,不存在原子定向排列产生的磁晶各向异性,也不存在产生局部变形和成分偏移的晶粒边界。因此,妨碍畴壁运动和磁矩转动的能量壁垒非常小,具有前所未有的软磁性,所以磁导率高,矫顽力小,损耗低。

2)铁基非晶合金磁芯填充系数为0.84~0.86

3)铁基非晶合金磁芯的工作磁通密度

1.35T ~1.40T ,硅钢为1.6T ~1.7T 。铁基非晶合金工频变压器的重量是硅钢工频变压器的重量的130%左右。但是,即使重量重,对同样容量的工频变压器,磁芯采用铁基非晶合金的损耗,比采用硅钢的要低70%~80%。

4)考虑损耗,总的评估价为89%

假定工频变压器的负载损耗(铜损)都一样,负载率也都是50%。那么,要使硅钢工频变压器的铁损和铁基非晶合金工频变压器的一样,则硅钢变压器的重量是铁基非晶合金变压器的1?8倍。因此,国内一般人所认同的抛开变压器的损耗水平,笼统地谈论铁基非晶合金工频变压器的重量、成本和价格,是硅钢工频变压器的130%~150%,并不符合市场要求的性能价格比原则。国外提出两种比较的方法,一种是在同样损耗的条件下,求出两种工频变压器所用的铜铁材料重量和价格,进行比较。另一种方法是对铁基非晶合金工频变压器的损耗降低瓦数,折合成货币进行补偿。每瓦空载损耗折合成5~11美元,相当于人民币42~92元。每瓦负载损耗折合成0.7~1.0美元,相当于人民币6~8.3元。例如一个50Hz ,5kVA 单相变压器用硅钢磁芯,报价为1700元/台;空载损耗28W ,按60元人民币/W计,为1680元;负载损耗110W ,按8元人民币/W计,为880元;则,总的评估价为4260元/台。用铁基非晶合金磁芯,报价为2500元/台;空载损耗6W ,折合成人民币360元;负载损耗110W ,折合成人民币880元,总的评估价为3740元/台。如果不考虑损耗,单计算报价,5kVA 铁基非晶合金工频变压器为硅钢工频变压器的147%。如果考虑损耗,总的评估价为89%。

5)铁基非晶合金抗电源波形畸变能力比硅钢强

现在测试工频电源变压器磁芯材料损耗,是在畸变小于2%的正弦波电压下进行的。而实际的工频电网畸变为5%。在这种情况下,铁基非晶合金损耗增加到106%,硅钢损耗增加到123%。如果在高次谐波大,畸变为75%的条件下(例如工频整流变压器),铁基非晶合金损耗增加到160%,硅钢损耗增加到300%以上。说明铁基非晶合金抗电源波形畸变能力比硅钢强。

6)铁基非晶合金的磁致伸缩系数大

是硅钢的3~5倍。因此,铁基非晶合金工频变压器的噪声为硅钢工频变压器噪声的120%,要大3~5dB 。

7)铁基非晶合金带材价格是0.23mm3%取向硅钢的150%

现行市场上,,是0.15mm3%取向硅钢(经过特殊处理)的40%左右。

8)铁基非晶合金退火温度比硅钢低

铁基非晶合金退火温度比硅钢低,消耗能量小,而且铁基非晶合金磁芯一般由专门生产厂制造。硅钢磁芯一般由变压器生产厂制造。 根据以上比较,只要达到一定生产规模,铁基非晶合金在工频范围内的电子变压器中将取代部分硅钢市场。在400Hz 至10kHz 中频范围内,即使有新的硅钢品种出现,铁基非晶合金仍将会取代大部分0.15mm 以下厚度的硅钢市场。 值得注意的是,日本正在大力开发FeMB 系非晶合金和纳米晶合金,其Bs 可达1.7~1.8T ,而且损耗为现有FeSiB 系非晶合金的50%以下,如果用于工频电子变压器,工作磁通密度达到1.5T 以上,而损耗只有硅钢工频变压器的10%~15%,将是硅钢工频变压器的更有力的竞争者。日本预计在2005年就可以将FeMB 系非晶合金工频变压器试制成功,并投入生产。


相关文章

  • 高频下磁芯材料的特点
  • -- 高频下磁芯材料的特点 开关电源中包含有多种用途的电磁器件,本文以电源变压器为例来说明材料的特性.由于主电源变压器有两种工作情况:即双向激磁状态和单向激磁状态,这里仅以双向激磁的主变压器为例,来叙述适于在高频情况下工作的材料一般应具有的 ...查看


  • 三相油浸式非晶合金配电变压器铁心节材设计
  • 第46卷第6期NO.6 2009年6月 删^掰乙蛹H,§E刀 垂珏嚣 V01.46 June 2009 三相油浸式非晶合金配电变压器 铁心节材设计 江惠贞 (福州天宇变压器股份有限公司,福建福州350012) 摘要:介绍了非晶合金低损耗的特 ...查看


  • 变压器的发展
  • 最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁,为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流,变压器铁芯是由铁线束制成,而不是由整块铁构成. 1900年左右,经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁 ...查看


  • 非晶合金的应用
  • 非晶合金的应用 ■ 文/皮锦红 庄华雯 南京工程学院 非晶合金又称金属玻璃,是一种长程无序的金属固体,通常是通过快速冷却金属熔体而获得,最早是由美国的Duwez教授于1960年发明.非晶态合金的原子呈无序排列,因而不存在晶态合金中的空位.位 ...查看


  • 软磁材料开发应用新热点
  • 软磁材料开发应用新热点 许佳辉,张瑞标,邵 峰 (天通控股股份有限公司,浙江海宁314412) 摘 要:从NFC(近场通信技术).无线充电技术.逆变器技术.SMC(复合软磁材料)技术.脉冲功率 技术等几个技术领域介绍了软磁材料最新开发应用热 ...查看


  • 浅谈变压器节能
  • 浅谈节能变压器 电力变压器自1881年发明至今已经有一百多年.目前大多数情况下,电能的电压等级自发电站到用户至少要经过5级变压器,方可输送到低压用电设备(380V/22 0V).虽然变压器本身效率很高,但因其数量多.容量大,总损耗仍是很大的 ...查看


  • 非晶材料在高效电机上的应用
  • 投稿邮箱:[email protected] 1 引 言 目前我国工业能耗约占总能耗的70 %,其中电机能耗约占工业能耗的60%一70%.根据调查, 我国IEI 等级的电机市场占率接近90% 的市场 份额,而企业达到IEZ以上的高效节能 ...查看


  • 工程材料论文
  • 工程材料论文 非晶态材料 撰写人: 摘要:本文主要对非晶态材料的概念和基本特点作了简要的阐述,并全面介绍了非晶态材料优异的物理,化学性能与应用. 关键词:非晶态材料 分类 性能 应用 Abstract: This paper mainly ...查看


  • S11-20KVA10KV变压器
  • S11-20KVA/10KV/0.4KV油浸式变压器二次不带负载,一次也与电网断开 (无电源励磁)的调压,称为无励磁调压,带负载进行变换绕组分接的调压,称为有载调压.电力变压器作为使用最为广泛的电力设施,数量种类繁多,对节能减排有着重要意义 ...查看


热门内容