Qual è la differenza essenziale tra il principio di lavoro del trasformatore di tipo a secco in lega amorfa e dei trasformatori tradizionali?

I trasformatori tradizionali usano fogli di acciaio al silicio come materiale core del nucleo di ferro e la loro struttura cristallina presenta una disposizione reticolare altamente ordinata. Questa struttura periodica causerà una significativa perdita di energia nel campo magnetico alternato a causa dell'isteresi che guida il dominio magnetico (perdita di isteresi) e l'induzione della corrente vorticosa (perdita di corrente vortice) e la perdita di non carico rappresenta fino al 60% -70% della perdita totale.
La svolta di materiali in lega amorfa sta nella microstruttura della loro disordinata disposizione atomica. Attraverso una rapida tecnologia di raffreddamento (velocità di raffreddamento di 10^6 ℃/secondo), il metallo fuso salta lo stadio di formazione del nucleo cristallino durante il processo di solidificazione e forma direttamente una lega solida con atomi distribuiti casualmente (come il sistema Fe-Si-B). Questa struttura disordinata fornisce al materiale tre proprietà principali:
Isotropia magnetica: nessuna preferenza per la direzione della magnetizzazione e la resistenza all'inversione del dominio magnetico è ridotta di oltre il 90%;
Coercitività ultra-bassa (<10 A/M): l'area del ciclo di isteresi è ridotta a 1/5 di quella di fogli di acciaio al silicio;
La resistività è raddoppiata (130 μΩ · cm vs 47 μΩ · cm per acciaio al silicio): la perdita di corrente parassita è significativamente soppressa.
Nel costo del ciclo di vita dei trasformatori, la perdita di non carico rappresenta oltre il 40%. Trasformatore di tipo a secco in lega amorfa raggiunge un salto nell'efficienza energetica attraverso i seguenti meccanismi:
Aggiornamento dimensionale della soppressione della corrente parassita
Le tradizionali fogli di acciaio al silicio si basano su rivestimenti isolanti per ridurre le correnti parassite intersager, mentre lo spessore delle strisce di lega amorfa è di soli 25-30 μm (1/10 di fogli di acciaio al silicio), combinato con resistività ultra-alta, che riduce le perdite di corrente vorticosa a 1/20 dei tradizionali trasformatori.
Dati misurati: la perdita a vuoto di un trasformatore di tipo a secco amorfo da 500kVa è 120 W, mentre lo stesso trasformatore di acciaio silicio di capacità è 450 W e il risparmio energetico annuale supera i 2800KWh.
I trasformatori tradizionali immessi di petrolio si basano sulla circolazione dell'olio minerale per dissipare il calore, che ha problemi come infiammabilità e manutenzione complessa. Trasformatori di tipo a secco amorfo in lega ottengono scoperte rivoluzionarie attraverso l'ottimizzazione termodinamica tripla:
Core-boil di accoppiamento termico
La temperatura operativa del nucleo in lega amorfa è di 15-20 ℃ inferiore a quella dell'acciaio di silicio, combinato con la bobina di isolamento di classe H lanciata da aspirapolvere resina epossidica, per formare un canale di dissipazione del calore del gradiente.
Ottimizzazione della topologia delle vie aeree
Il layout delle vie aeree simulato da CFD (fluidodinamica computazionale) aumenta l'efficienza della convezione dell'aria del 40%e il limite di aumento della temperatura è ≤100k (standard IEC 60076-11).
Sistema di materiale anti-armonico
La stabilità della permeabilità magnetica delle leghe amorfe nella banda ad alta frequenza di 2kHz-10kHz è migliore di quella dell'acciaio al silicio. In combinazione con lo strato di schermatura magnetica nanocristallina, la perdita armonica può essere soppressa a meno del 3%.
Il costo totale del ciclo di vita (TCO) dei trasformatori di tipo a secco in lega amorfa è inferiore del 30% a quello dei prodotti tradizionali:
Vantaggi di efficienza energetica: basato su un ciclo di vita di 20 anni, un prodotto di classe 500kVA può risparmiare 56.000 kWh di elettricità e ridurre le emissioni di CO₂ di 45 tonnellate;
Costi di manutenzione: il design senza petrolio riduce le operazioni di manutenzione del 90%e l'MTBF (tempo medio tra guasti) supera le 180.000 ore;
Dividendi politici: è conforme agli standard di efficienza energetica di primo livello come IEC TS 63042 e GB/T 22072 e gode di un sussidio governativo fino al 15%.
Spinto dall'obiettivo del "doppio carbonio", il trasformatore di tipo a secco amorfo in lega ha occupato il 23% del mercato globale del trasformatore di distribuzione (Frost & Sullivan 2023 Data) e sta accelerando la sua penetrazione in campi di fascia alta come data center, energia eolica offshore e Maglev ad alta velocità. La sua innovazione collaborativa di materiali, struttura ed efficienza energetica non solo ridefinisce i confini tecnici dei trasformatori, ma diventa anche un puzzle chiave nella costruzione di una griglia intelligente a perdita zero.