- 相關(guān)推薦
淺析節能型的變壓器鐵芯材料
激光切割是一個(gè)熱作用的過(guò)程，操作的難易程度由材料的物理性能決定，以下是小編搜集整理的一篇探究節能型變壓器鐵芯材料的論文范文，歡迎閱讀參考。
[摘要]變壓器是整個(gè)電網(wǎng)中最重要的電力設備，變壓器的本身效率非常的高，但是由于容量大、數量多的原因導致變壓器的損耗也非常的高，變壓器的損耗主要來(lái)源于變壓器中的鐵芯的鐵損和繞組的銅損，據統計全國變壓器的總損耗大概占系統發(fā)電量的百分之十左右，損耗每降低百分之一每年可以節約上百億的電量，所以采用低損耗的的鐵磁材料能夠降低變壓器的空載損耗，利用低損耗鐵芯材料的節能變電器是整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展方向。本文就淺析節能型變電器鐵芯材料激光切割，減少硅鋼片毛刺，降低損耗，從而達到降低鐵芯損耗，進(jìn)而降低電力變壓器損耗工藝探究。
[關(guān)鍵詞]節能型;變壓器鐵芯材料;激光切割
引言
變壓器中的硅鋼片的性能好壞不僅僅是影響到電能的損耗，還關(guān)系到電機和變壓器的性能、體積、重量和各種各樣的材料的節約，所以說(shuō)硅鋼片的剪切工藝非常的重要，硅鋼片的剪切是利用激光切割的，但是切割的過(guò)程中產(chǎn)生硅鋼片的毛刺會(huì )影響電磁的特性、電機輸出功率、發(fā)電機壽命，疊片的時(shí)候毛刺會(huì )造成片間搭接短路引起漩渦損耗的增加，我們要通過(guò)改善激光切割工藝，減少硅鋼片毛刺，降低損耗。
一、變壓器鐵芯材料的發(fā)展
早期的變壓器鐵芯采用的是低碳鋼的材料，現在使用的硅鋼片有兩種規格，一種是零點(diǎn)三五毫米硅鋼片和另一種是零點(diǎn)五毫米硅鋼片，跟低碳鋼相比，硅鋼片的電阻幾乎不變，只是將整塊的鐵芯分割成許多金屬薄片，并且薄片之間是絕緣的，這樣就提高了磁性材料的利用率，增加交流抗阻，降低鐵芯的渦流損耗。硅鋼片的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，早期的是熱軋硅鋼片，它的含硅量低，損耗高，在二十世紀四十年代左右就出現了冷軋無(wú)取向硅鋼片，這種硅鋼片含硅量高，而且損耗低，一推出就得到廣泛的應用，隨著(zhù)研究的不斷深入，科學(xué)界發(fā)現鐵的結晶方向容易磁化，1934年美國采用冷軋和高溫熱處理結合的方法使得硅鋼片中的晶體沿著(zhù)方向有規律的排序，使得它具有優(yōu)良的磁性，并且逐步向工業(yè)化生產(chǎn)，雖然到目前為止硅鋼片的鐵損較大，鐵芯容易飽和，但因為它的生產(chǎn)工藝相對簡(jiǎn)單，成本不高，所以現在硅鋼片仍然是電力變壓器比較常見(jiàn)的鐵芯材料。
二、硅鋼片的剪切要求
發(fā)電機、變壓器、電動(dòng)機上用的硅鋼片的毛刺對它的電磁性有影響，硅鋼片的毛刺會(huì )影響電磁的特性、電機輸出功率、發(fā)電機壽命，疊片的時(shí)候毛刺會(huì )造成片間搭接短路引起漩渦損耗的增加，同時(shí)要降低疊片填充系數，所以要保證剪切后的硅鋼片基本上沒(méi)有毛刺。硅鋼片經(jīng)過(guò)沖壓剪裁會(huì )產(chǎn)生內應力，導致晶粒變形磁導率下降，比鐵損增加，所以要保證消除內應力，保證原有性。硅鋼片在剪切的范圍內不允許帶有材料的表面有絕緣損傷，片料邊緣不能有損傷，因為會(huì )影響鐵芯的質(zhì)量。剪切以后的硅鋼片必須沒(méi)有明顯的波浪，否則硅鋼片會(huì )嚴重變形，磁疇結構被破壞，損耗會(huì )增加。
硅鋼下料工作一般在機械壓力機上利用沖壓磨具進(jìn)行，硅鋼片的沖壓磨具是有凹凸磨具組成，安裝在沖壓機上，將硅片沖壓成電機或變壓器的定子和轉子的鐵芯片上，刃口部分要承受沖擊力、剪切力、彎曲力，同時(shí)又受到硅鋼片的擠壓和摩擦，硅鋼片的表面有特殊涂料，這樣又加強了刃口的摩擦和磨損，造成磨具制造間隙過(guò)大，當磨具制造間隙過(guò)大時(shí)，在沖裁的時(shí)候硅鋼片會(huì )受到擠壓產(chǎn)生變形，沖片的邊沿就會(huì )形成毛刺。硅鋼片的沖模的正常失效主要的原因就是刃口的磨損，而且磨具制造的花費高，研制周期長(cháng)，這就引起了一種新的切割技術(shù)的，那就是激光切割。
三、激光切割
激光切割是一個(gè)熱作用的過(guò)程，操作的難易程度由材料的物理性能決定，與機械性能沒(méi)有直接的聯(lián)系，激光切割是一種不用接觸的加工方法，沒(méi)有沖擊的加工過(guò)程，不存在刀具的磨損和斷裂，材料受力變形等等問(wèn)題。激光切割硅鋼片技術(shù)可以簡(jiǎn)化沖片的步驟，減少生產(chǎn)工序降低生產(chǎn)成本，容易實(shí)現生產(chǎn)工程的自動(dòng)化，能夠滿(mǎn)足硅鋼片剪裁的要求，增加鐵芯的有效導磁面積，減少渦流漏磁的損失，改善性能，減少硅鋼片毛刺，降低損耗，從而達到降低鐵芯損耗，進(jìn)而降低電力變壓器的損耗。但是利用激光切割還需要解決的問(wèn)題是掛渣，硅的存在將會(huì )導致切割速度的降低和底邊容易形成掛渣現象，因此要考慮切割效率和尺寸精度控制，下面我們就硅鋼片進(jìn)行激光切割工藝的實(shí)驗研究。
3.1實(shí)驗方法
激光切割硅鋼片工藝的實(shí)施主要目的是解決掛渣問(wèn)題，達到剪切工藝中產(chǎn)生毛刺的問(wèn)題，所以實(shí)驗針對熔渣形成的原因進(jìn)行設計。我們根據硅鋼片的特性，激光切割試驗用高壓供氣系統，氣體噴嘴的壓強超過(guò)兩千五百千帕，氣流量超過(guò)每小時(shí)八十立方米，實(shí)驗的固定功率在三千瓦，分別用氧氣和純度高的氮氣輔助切割，先固定輔助切割氣體，分別改變切割速度和輸出功率，最后用電子探針監測。
3.2實(shí)驗的結果
經(jīng)過(guò)實(shí)驗發(fā)現，用氧氣輔助切割的時(shí)候無(wú)論采用什么樣的切割速度和輸出功率都會(huì )產(chǎn)生嚴重的掛渣，用高純度氮氣輔助切割的時(shí)候，輸出功率相對固定時(shí)，隨著(zhù)切割速度的提升，能夠得到光滑沒(méi)有熔渣的切口，切割速度相對固定時(shí)，隨著(zhù)激光輸出功率的增加，也能夠得到光滑沒(méi)有熔渣的切口。
3.3產(chǎn)生結果的原因
經(jīng)過(guò)電子探針的檢測之后發(fā)現，熔渣的成分主要是二氧化硅和鐵硅氧化物，實(shí)驗能夠表明切割過(guò)程中的硅元素容易和氧氣化學(xué)作用下生成二氧化硅和鐵硅氧化物，二氧化硅的密度比氧化鐵密度低就會(huì )在熔融區形成一個(gè)表面層，熔融態(tài)的氧化物具有強大的粘滯系數形成熔渣之后不容易被切割氣體吹走，導致表面層嚴重的掛渣，這樣硅鋼片的毛刺就會(huì )增加，損耗增大，那么鐵芯的損耗就會(huì )增大，最后電力變壓器的損耗增加，沒(méi)有起到節能的作用。
用高純度的氮氣復制切割硅鋼片的時(shí)候，氮氣能夠阻隔氧氣，這樣就沒(méi)有辦法生成二氧化硅，高純度的氮氣能夠吹走熔融態(tài)的殘渣，就能夠有一個(gè)精細的切口，不會(huì )有掛渣形成，但是因為用這個(gè)方法會(huì )使得高壓的氣體消耗量非常大，氮氣的成本又非常高，生產(chǎn)成本就會(huì )增加，所以應該采取其他的手段防止硅氧化物的形成，或者在形成硅氧化物之后能夠吹走熔融態(tài)的硅氧化物。這個(gè)實(shí)驗做完之后對它的尺寸進(jìn)行檢測測量，尺寸的精度完全滿(mǎn)足要求，所以說(shuō)激光的切割精度容易控制，減少了硅鋼片的毛刺，降低了損耗，降低了鐵芯的損耗，能夠使得變壓器更加的節能。
四、總結
就目前來(lái)說(shuō)，國家倡導節能環(huán)保產(chǎn)品，鼓勵節能技術(shù)的發(fā)展，變壓器的損耗主要來(lái)源于變壓器中的鐵芯的鐵損和繞組的銅損，電機和變壓器的性能、體積、重量和各種各樣的材料的節約都和硅鋼片的切割有關(guān)，我們對電力變壓器的鐵芯材料硅鋼片進(jìn)行激光切割工藝的實(shí)驗研究，通過(guò)改善激光切割工藝，減少硅鋼片毛刺，降低損耗，從而達到降低鐵芯損耗，進(jìn)而降低電力變壓器的損耗，符合國家節能降耗的政策。使得變壓器更具有安全性、可靠性、經(jīng)濟性等特點(diǎn)，能夠使得農村等經(jīng)濟不發(fā)達地區盡快進(jìn)行節能降耗變壓器更新?lián)Q代。
參考文獻
[1]范黎鋒，趙玲娜，范莉.節能型變壓器鐵芯材料的研究[J].江西能源，2009，02：54-56.
[2]肖彬.電力變壓器經(jīng)濟運行分析[J].硅谷，2013，05：85-86+103.
【淺析節能型的變壓器鐵芯材料】相關(guān)文章：
淺析變壓器鐵芯接地故障檢測與處理11-29
探討環(huán)保節能型建筑材料的應用和發(fā)展趨勢11-28
對環(huán)保節能型復合柴油的研究11-30
淺析裝飾材料在包裝設計中的應用12-02
電子產(chǎn)品包裝材料淺析12-02
淺析當代雕塑發(fā)展中材料觀(guān)的轉變03-18
淺析納米技術(shù)在建筑材料的應用06-11
淺析高分子材料成型加工技術(shù)03-16