Vergleich zwischen amorpher Legierung und Silizium

Vergleich zwischen amorpher Legierung und Siliziumstahlblech

Amorphe Legierungen auf Fe-Basis konkurrieren mit Siliziumstahl auf dem Gebiet der Leistungsfrequenz und der Mittelfrequenz. Gegenüber Siliziumstahl weist die amorphe Legierung auf Fe-Basis die folgenden Vor- und Nachteile auf.

1) Die Sättigungsflussdichte BS einer amorphen Legierung auf Fe-Basis ist niedriger als die von Siliziumstahl.

Unter dem gleichen BM ist der Verlust an amorpher Legierung auf Fe-Basis jedoch geringer als der von 0,23 mm dickem 3% igem Siliziumstahl. Es wird allgemein angenommen, dass der Grund für den geringen Verlust die dünne Dicke und der hohe spezifische Widerstand des Streifens aus amorpher Legierung auf Fe-Basis ist. Dies ist nur ein Aspekt, der Hauptgrund ist, dass die amorphe Legierung auf Fe-Basis amorph ist, die atomare Anordnung zufällig ist, keine magnetokristalline Anisotropie durch die atomare Richtungsanordnung verursacht wird und keine Korngrenze vorhanden ist, die eine lokale Verformung und Bauteilmigration erzeugt . Daher ist die Energiebarriere, die die Domänenwandbewegung und die Drehung des magnetischen Moments behindert, sehr klein, was einen beispiellosen weichen Magnetismus aufweist, so dass die Permeabilität hoch ist, die Koerzitivkraft gering ist und der Verlust gering ist.

2) Der Füllungskoeffizient des Kerns aus amorpher Legierung auf Fe-Basis beträgt 0,84 bis 0,86.

3) Arbeitsflussdichte des Kerns aus amorpher Legierung auf Fe-Basis

1,35 t-1,40 t, Siliziumstahl 1,6 t-1,7 t. Das Gewicht des Leistungsfrequenztransformators aus amorpher Legierung auf Fe-Basis beträgt etwa 130% des Gewichts des Leistungsfrequenztransformators aus Siliziumstahl. Selbst wenn das Gewicht schwer ist, ist der Verlust an amorpher Legierung auf Eisenbasis bei gleicher Kapazität des Leistungsfrequenztransformators um 70% bis 80% geringer als bei Siliziumstahl.

4) unter Berücksichtigung des Verlustes beträgt der Gesamtbewertungspreis 89%

Es wird angenommen, dass der Lastverlust (Kupferverlust) des Leistungsfrequenztransformators gleich ist und die Lastrate 50% beträgt. Wenn der Kernverlust des Siliziumstahl-Leistungsfrequenztransformators derselbe ist wie der des amorphen Legierungstransformators auf Eisenbasis, beträgt das Gewicht des Siliziumstahl-Transformators 1? Achtmal so viel wie bei Transformatoren aus amorphen Legierungen auf Eisenbasis. Daher sind sich die einheimischen Bürger einig, dass das Gewicht, die Kosten und der Preis des Frequenzumformers aus amorpher Legierung 130% - 150% des Frequenzumformers aus Siliziumstahl betragen, was nicht dem vom Markt geforderten Leistungspreisverhältnis entspricht. Im Ausland werden zwei Vergleichsmethoden vorgeschlagen. Eine besteht darin, das Gewicht und den Preis von Kupfer- und Eisenmaterialien zu ermitteln, die in zwei Arten von Leistungsfrequenztransformatoren unter den gleichen Verlustbedingungen verwendet werden, und diese dann zu vergleichen. Eine andere Methode besteht darin, die Leistung des Leistungsfrequenztransformators mit einer amorphen Legierung auf Fe-Basis zu reduzieren, die zum Ausgleich in Währung umgewandelt wird. Kein Ladungsverlust pro Watt entspricht 5-11 US-Dollar, entsprechend 42-92 Yuan. Der Ladungsverlust pro Watt entspricht USD 0,7-1,0, entsprechend RMB 6-8,3. Beispielsweise wird für einen Einphasentransformator mit 50 Hz und 5 kVA der Siliziumstahlkern mit 1700 Yuan / Satz angegeben; der Leerlaufverlust beträgt 28 W, berechnet als 60 Yuan / W, 1680 Yuan; der Lastverlust beträgt 110 W, berechnet als 8 Yuan / W, 880 Yuan; dann ist der Gesamtbewertungspreis 4260 Yuan / Satz. Der preis von eisen-basierten amorphen legierung kern ist 2500 yuan / satz; der Leerlaufverlust beträgt 6 W, was 360 Yuan entspricht; der Lastverlust beträgt 110 W, was 880 Yuan entspricht, der Gesamtbewertungspreis beträgt 3740 Yuan / Satz. Wenn der Verlust nicht berücksichtigt wird, zeigt das einfache Berechnungszitat, dass der Leistungsfrequenztransformator aus einer amorphen Legierung auf Eisenbasis mit 5 kVA 147% des Leistungsfrequenztransformators aus Siliziumstahl beträgt. Wenn der Verlust berücksichtigt wird, beträgt der Gesamtbewertungspreis 89%.

5) Amorphe Legierung auf Fe-Basis ist hinsichtlich der Beständigkeit gegen Verzerrung der Leistungswellenform besser als Siliziumstahl.

Gegenwärtig wird der Test des Kernmaterialverlusts des Transformators für die Stromversorgung unter der Sinuswellenspannung mit einer Verzerrung von weniger als 2% durchgeführt. Die tatsächliche Netzfrequenzverzerrung beträgt 5%. In diesem Fall steigt der Verlust an amorpher Legierung auf Fe-Basis auf 106% und der an Si-Stahl auf 123%. Wenn die Harmonische hoher Ordnung groß ist und die Verzerrung 75% beträgt (wie z. B. Leistungsfrequenz-Gleichrichtertransformator), steigt der Verlust an amorpher Legierung auf Fe-Basis auf 160% und der Verlust an Siliziumstahl auf mehr als 300%. Es zeigt, dass eine amorphe Legierung auf Fe-Basis eine bessere Beständigkeit gegen Verzerrung der Leistungswellenform als Siliziumstahl aufweist.

6) großer magnetostriktiver Koeffizient einer amorphen Legierung auf Fe-Basis

Es ist 3-5 mal von silikon stahl. Daher beträgt das Rauschen des Frequenzumformers aus amorpher Legierung auf Fe-Basis 120% des Frequenzumformers aus Siliziumstahl, der 3-5 dB größer ist.

7) Der Preis für Bänder aus amorpher Legierung auf Fe-Basis beträgt 150% aus 0,23 mm3% orientiertem Siliziumstahl.

Auf dem gegenwärtigen Markt besteht es zu etwa 40% aus 0,15 mm³ orientiertem Siliziumstahl (nach einer speziellen Behandlung).

8) Die Glühtemperatur einer amorphen Legierung auf Fe-Basis ist niedriger als die von Siliziumstahl.

Die Glühtemperatur von amorphen Legierungen auf Fe-Basis ist niedriger als die von Siliziumstahl und der Energieverbrauch ist geringer. Darüber hinaus wird der Kern aus amorpher Legierung auf Fe-Basis im Allgemeinen in einer speziellen Fabrik hergestellt. Siliziumstahlkerne werden im Allgemeinen von Transformatorherstellern hergestellt. Gemäß dem obigen Vergleich werden, solange ein bestimmter Produktionsmaßstab erreicht ist, einige Siliziumstahlmärkte im Leistungsfrequenzbereich elektronischer Transformatoren durch amorphe Legierung auf Fe-Basis ersetzt. Im Zwischenfrequenzbereich von 400 Hz bis 10 kHz wird die amorphe Legierung auf Eisenbasis mit einer Dicke von weniger als 0,15 mm den größten Teil des Siliziumstahlmarktes ersetzen, selbst wenn es neue Sorten von Siliziumstahl gibt. Es ist erwähnenswert, dass Japan die amorphe FEMB-Legierung und die nanokristalline Legierung kräftig entwickelt. Sein BS kann 1,7 bis 1,8 t erreichen und der Verlust beträgt weniger als 50% der vorhandenen amorphen FeSiB-Legierung. Wenn es in elektronischen Transformatoren mit Leistungsfrequenz verwendet wird, kann die Arbeitsflussdichte mehr als 1,5 T erreichen, und der Verlust beträgt nur 10% - 15% des Siliziumstahl-Leistungsfrequenztransformators. Dies ist ein leistungsfähigerer Konkurrent der Siliziumstahl-Leistungsfrequenz Transformator. Es wird erwartet, dass der Frequenzumrichter aus amorpher Legierung von FEMB im Jahr 2005 erfolgreich in Japan hergestellt und in Betrieb genommen wird.

Amorphe nanokristalline Legierungen konkurrieren mit Weichferrit im Bereich der Mittel- und Hochfrequenz. In elektronischen Transformatoren von 10 kHz bis 50 kHz kann die Flussdichte der nanokristallinen Legierung auf Fe-Basis 0,5 T erreichen und der Verlust p0,5 / 20 k ≤ 25 W / kg. Daher hat es offensichtliche Vorteile bei elektronischen Hochleistungstransformatoren. In dem elektronischen Transformator von 50 kHz bis 100 kHz beträgt der Verlust der nanokristallinen Legierung auf Fe-Basis p0,2 / 100 k 30-75 w / kg und der Verlust der amorphen Legierung auf Fe-Basis p0,2 / 100 k 30 w / kg, wodurch ein Teil des Ferrits ersetzt werden kann Markt.

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