英语原文共 4 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
非晶态合金基配变芯的声学和软磁特性
摘要：一种新的基于合金非晶铁，金属玻璃的2605 HB1M，已开发的配电变压器，改变了传统的合金的化学成分。配电变压器模型的核心基于HB1M和常规的金属玻璃非晶态金属2605 HB1合金进行退火和磁场对其声学和软磁性评估。人们已经发现，以HB1M为基础的核心的A声功率级和激励功率低于HB1为基础的核心。这些变压器的性能改进源于磁各向异性诱导在HB1M比HB1合金更容易实现。
关键词——声学噪声、非晶态合金、磁各向异性、金属玻璃2605 hb1m合金，变压器铁芯。
- 基本介绍
从配电变压器发出的声音来自于铁芯磁化过程中一系列核心材料的磁致伸缩和绕组的电磁力。一般的，先前的声音是主导。噪音来源于铁芯本身，因此，使用设备时的一个重要因素是考虑到周边环境噪音限制问题。
在噪声参数中，声音功率完全是声源本身的物理属性，这是独立于任何外部因素，诸如在测量中声源和麦克风之间的环境与距离。因此声率等级，通过声压等级进行测量，用来研究芯核测试中的声音性质特性。
产生噪音的配电变压器模型核心是基于小于商用的2605 SA1合金的2065 HB1的发现。最近一些在HB1合金的化学成分上的修改正在实施，并且在2605HB1M这类合金的声音及软磁性进行了评估和报告。
图一 图为核心的示意图
表一 典型合金性能
表二 检查的核心尺寸
- 实验分析
配电变压器模型核心是基于Fe-B-Si非晶合金HB1M和HB1，其典型的性质已经在表1中给出，准备通过2000A/m的直流磁场退火围绕芯核以引导其各向异性。图1和表2给出了核心的示意图说明、大小及其分别。
噪声测量在一个两壁之间距离6.1平米高5.4米的燃烧室中评估。十个固定麦克风位于半径1.4米球形的测量表面，按照ISO 3744标准来执行。试样放置于空间反射面的中间。当背景声压水平同时在每一个麦克风测量出时，背景声率等级为27分贝。在测量样本期间的30秒钟，有三分之一的频带声压水平在100赫兹至2500赫兹之间，因此根据ISO 3744标准加权平均声功率级由背景声压级修正因素应用所决定。声功率水平进行评估是用60HZ（典型的配电变压器的工作频率）的频率去刺激芯核使其从1.25T到达它的饱和磁通密度。
图2 声功率水平在60赫兹的工作频率的一种hb1m运行通量密度函数和HB1为基础的核心最优条件下退火。
图3 直流磁滞回线的hb1m和HB1基芯最佳条件下退火
图4 励磁功率在60赫兹的工作频率的一种hb1m运行通量密度函数和HB1为基础的核心最优条件下退火。
图5 声压级为1/3倍频程的hb1m函数和基于核的最佳条件下1退火。
三、结果与讨论
图2总结了60HZ声功率水平下，以HB1M和HB1为基础的芯核在理想退火条件下退火的配电变压器核心。无论对于以HB1M和HB1为基础的合金，其退火温度均为330摄氏度。在典型工作磁通密度为1.3-1.45T的配电变压器中，以HB1M为基础的核心要比以HB1为基础的核心产生的噪音小得多。在磁致伸缩材料中，当磁化是通过旋转时，该声噪声是最大的，这种新的合金可以使所磁化的磁场范围内的旋转范围减小。在非晶合金直流磁滞回线，随着磁场增加循环变得更圆。预计旋转磁化磁化过程中占主导地位的地区，环是圆的。hb1m磁滞回线的基础核心是相对成正方形和在较低的应用领域显示出较高的磁通量水平（见图3），表明hb1m型芯开始被磁化的旋转比HB1为基础的核心有较高的工作磁通。图4显示在HB1M芯核中，较高的矩形磁滞回线有着较低的功率要求。较高的功率被定义为铁芯损耗cos ϕ，这里ϕ是指感应电流在初级绕组和次级绕组中的感应电压的相位角，是变压器的性能指标。因此，以HB1M为核心的低功率被认为是有意义的。比较声压级后果之一体现在图5。在较低的1/3倍频程的频率，特别是小于200 Hz，hb1m为基础的核心的压力相对于HB1为基础的核心不健全，从而降低了HB1M为核心的A声功率级。
如图六所示，A声功率相对于核心hb1m合金退火温度是相对恒定的：声功率每降低5分贝，核心的工作磁通密度的退火温度便可达到310摄氏度。HB1M型芯退火在310摄氏度和330摄氏度的声压水平无显著性差异（见图7）。然而，HB1为基础的核心在310 摄氏度退火比芯退火在330摄氏度产生更高的声压水平，超过1/3倍频程频率200赫兹（见图8）。上述结果反映在HB1M的磁滞回线和HB1的核心在310 C和330 C退火时（见图9和10）。基于内核的HB1在310℃退火的磁滞回线比芯退火330℃圆的多，虽然HB1M基础核心在310 C和330 C退火的磁滞回线之间没有显著差异。核心的刺激能量测试与其噪音水平相一致。图11表明，退火温度依赖性的激励功率在hb1m型芯比HB1为基础的核心更加稳定，反映的声功率级类似的趋势如图6所示。
图6 声功率水平作为hb1m -功能退火温度和HB1为基础的核心在1.4 T的工作磁通密度和工作频率60 Hz的芯核激励。
图7。作为一个hb1m 1/3倍频程频率的基础核心在310 C和330 C退火功能的声压水平
图8。作为一个1/3倍频程频率的基础核心HB1在310 C和330 C退火功能的声压水平
图9。hb1m的基础核心在310 C和330 C退火直流磁滞回线
当一个非晶带材退火是具有不完全纵向磁场，便会产生很少的磁各向异性，导致在其核心形成一个圆的磁滞回线，高功率和较大的噪声。因此，以上结果表明，磁各向异性在HB1M合金中比在HB1合金中更容易诱导，这是图12所示内容。HB1M合金的磁各向异性能量达到最大值时施加的磁场比HB1合金少，如图所示。诱导磁各向异性的易磁化率表明，在非晶磁性材料中，应力释放需要较少的能量作为应力引起的磁各向异性的主要各向异性成分。
图10。基于内核的HB1在310 C和330 C退火直流磁滞回线
图11。励磁功率为退火hb1mand HB1基芯的激励在1.4 T的工作磁通密度和工作频率60 Hz温度功能。
图12。合金的磁各向异性能研究在退火过程中的作用
- 结论
基于获得的新开发的非晶铁基合金的结果，得出的结论是，这种材料更容易诱导磁各向异性的原因有：（1）磁滞回线大多一致（2）作为一个结果，一个基于合金的变压器比HB1合金变压器铁芯表现出较低的激励功率和较低的噪声。有了这样的性能改进，使用了新材料的变压器磁芯可以有一个较高的操作感应，导致在一个小的变压器中产生很小的噪音。
参考文献
[1] Power Transformers—Part 10: Determination of Sound Levels, IEC
60076-10 Standard, 2001.
[2] Y. Ogawa, M. Naoe, Y. Yoshizawa, and R. Hasegawa, “Magnetic
properties of high Bs Fe-based amorphous material,” J. Magn. Magn.
Mater., vol. 304, pp. e675–e677, Sep. 2006.
[3] D. Azuma and R. Hasegawa, “Audible noise from amorphous metal
and silicon steel-based transformer core,” IEEE Trans. Magn., vol. 44,
no. 11, pp. 4104–4106, Nov. 2008.
[4] Acoustics—Determination of Sound Power Levels of Noise Sources
Using Sound Pressure—Engineering Method in an Essentially Free
Field Over a Reflecting Plane, ISO 3744 Standard, 1994 (R2003).
[5] B. S. Berry and W. C. Prichet, “Magnetoelastic phenomena in amorphous alloys,” in AIP Conf. Proc., Jun. 1976, vol. 34, pp. 292–297.
非晶核的高效节能环保型变压器
摘要：变压器是电力系统中最重要、最重要的元件之一。铁基金属非晶铁心配电变压器是一种高效节能变压器。这种变压器比普通型冷轧晶粒取向硅钢芯少25-30%的磁芯损耗（CRGO），即非晶铁心可以高达70%，使空载损耗降低，建立很高效的配电变压器。减少变压器损耗，减少能源损耗，减少温室气体排放。
欧盟网络约有5百万的配电变压器，产生约3000万吨的二氧化碳排放量。有超过250万非晶合金铁芯配电变压器（AMDT）在全球业务。本文介绍了一种简单的比较传统的配电变压器和非晶铁心配电变压器。对铁基非晶卷铁心配电变压器的生产技术进行了实验调查。非晶带材较薄（22-30mu;m），质硬，应力敏感，需要一个磁场退火工艺下实现其最佳的性能。由于涡流损耗低于CRGO和易于磁化和退磁，降低磁滞损耗。案例研究是经济的话的损失和投资回收期的寿命。评价在AMDT和常规变压器的CRGO之间有区别。
关键词 非晶态金属；二氧化碳排放；配电变压器；节能；磁性能
- 简介
能源效率将成为欧洲工业的主要挑战之一。在欧盟国家所浪费的能量约占总能量的7~8%。高压、超高压输电线路损耗近34%，中、低压配电线路损耗36%，配电变压器损耗占总能量损失的30%。欧盟网络约5百万的配电变压器在运行，并产生约3000万吨的二氧化碳排放量。配电变压器的损耗，占电力生产的2-3%，几乎包括30%的负载损耗，根据不同的变压器负载和70%的空载损耗。全球电力储蓄潜力切换到高效配电变压器不仅具有技术上的优势，但同时也带来了经济效益和环境效益[1-3]。
配电变压器由一个铁芯组成，每一个阶段都有一个肢体。铁基金属非晶铁心配电变压器被称为高效节能变压器。由于原子结构和非晶金属薄（Fe基），空载损耗（磁滞和涡流损耗）变压器可以降低。非晶态金属的随机分子结构在外加磁场时会产生较少的摩擦。非晶态金属有很薄的片，涡流损耗降低合理。另一方面，无定形金属合金的原子结构产生的磁通密度的小的饱和值。非晶材料的另一个特点是它的一个步骤的制造工艺降低了生产成本。非晶材料的硬度，比硅铁要高四到五倍，是对变压器制造商最大的挑战。切削非晶材料的常规切削刀具磨损的设备与切削晶粒取向的硅铁相比，要锋利一千倍。尽管这些制造困难，但这些低耗的无定形金属的核心是值得的努力生产的[ 4 ]。
非晶铁心配电变压器的铁心损耗（AMDT）约为常规型冷轧晶粒取向硅钢铁心变压器（CRGO）的25-30%。无定形芯可以将空载损耗提升为70%，并有可能建立高效的配电变压器（表1）。
能源效率的关键特点是配电变压器的设计、切割和制作。已经发现，用于变压器磁芯的非晶合金大多有约80%的铁和20%硼组成。因此，铁非晶合金的饱和感应（磁通密度）的值与纯铁相比降低了约20%[ 5 ]。
- 应用
变压器的设计过程受到很大的影响，需要尽量减少损失。减少空载损耗取决于可用性的变压器磁芯具有更好的磁性能。ENPAY根据消费者规范使用非晶态金属生产高质量的单相和三相配电变压器无定形分布气隙（伤口）核心[ 6 ]。
非晶态金属芯还需要进行退火，以达到尽可能低的磁芯损耗和激发水平的磁场，但这一过程也使材料变脆[ 7 ]。环氧涂层技术被应用于某些零件的核心，以获得更好的机械刚度。图1显示了不同类型的分布间隙非晶核。
非晶态金属是由快速凝固形成的而且不含晶体结构。在配电变压器中使用的非晶态金属片约为25mu;m厚。它具有高强度、高韧性和优异的磁学性能。主要有两种类型：变压器损耗空载损耗（P0）和负载损耗（PK）。在正常工作条件下，空载损耗总是存在的，而且负载损耗是纯负载的。负载损耗的基本成分是高电压和低电压的电阻绕组损耗（I2R），杂散损耗和套管损耗。总损耗是负载和空载损耗的总和。线性和非线性负载也很大的影响了总损失。非线性负载也带来了谐波对变压器效率有不利影响。图2显示了各种有非晶和经核心的油浸式变压器的载荷分布的影响。
无定形芯可以带来一个良好的性能变化的配电变压器。非晶态金属具有比其他电工钢的空载损耗低，非晶合金变压器更适合于较高的空载损耗因素的客户。它比冷轧晶粒取向钢芯变压器降低了高达70%的空载损耗，其中包含60-65%现有电流的降低和较小的温升。图3显示一个2250 kVA变压器非晶金属芯，经线性荷载作用下的效率曲线。
无负载损耗的变压器主要由磁滞损耗和涡流损耗的核心组成。非晶态金属芯变压器相对于冷轧晶粒取向钢变压器的显著优势是空载损耗低。表2显示了3个不同的功率非晶合金变压器磁芯电平测量的空载损耗。
非晶合金变压器，CRGO与CRGO-H0Laser的磁芯损耗的比较如表3所示。非晶铁心空载损耗约占CRGO核的70-80%。非晶合金变压器有助于达到提高效率，要求方便、经济。根据负载分布，无定形铁心变压器的建设可以调整，以优化性能。
配电变压器是典型的根据客户的规格和技术要求定制设计的。有些客户更喜欢尽可能低的购买价格，却忽略了变压器寿命损失的成本。一般情况下，这样的客户，例如承包商，
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[146670]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
