Знаете ли вы разницу между трансформаторами из аморфного сплава и обычными трансформаторами из кремнистой стали? TSTY, производитель трансформаторов с 30-летним опытом, объясняет разницу между этими двумя типами трансформаторов. Дело не только в разнице материалов; это технологическая борьба между энергоэффективностью, стоимостью и будущими тенденциями.

Аморфный сплав VS Обычный трансформатор

Обычный трансформатор из кремнистой стали

Сердечники обычных трансформаторов изготовлены из холоднокатаных листов кремнистой стали с ориентированной зернистой структурой, атомы которой образуют аккуратную, регулярную кристаллическую структуру.

Эта упорядоченная структура обеспечивает очень низкое магнитное сопротивление при намагничивании вдоль направления прокатки, что обеспечивает превосходные характеристики. Однако они по-прежнему остаются кристаллическими, и намагничивание потребляет энергию, создавая «гистерезисные потери». Кроме того, листы кремнистой стали имеют определённую толщину, и переменные магнитные поля индуцируют в них «вихревые токи», приводящие к «потерям на вихревые токи», которые в совокупности называются «потерями в железе».

Низкие первоначальные инвестиции, но высокие эксплуатационные расходы на электроэнергию. Потери холостого хода происходят круглосуточно, непрерывно потребляя электроэнергию, пока трансформатор подключен к сети.

Трансформатор из аморфного сплава

Сердечник трансформатора из аморфного сплава изготовлен из аморфной ленты, также известной как «металлическое стекло». Его атомное расположение хаотично и неупорядоченно. Эта структура формируется путем быстрого охлаждения сверхвысокотемпературного расплава со скоростью миллионов градусов в секунду – уникальный процесс. Этот дальний атомный беспорядок значительно снижает потери на гистерезис; чрезвычайно малая толщина и высокое удельное сопротивление дополнительно минимизируют потери на вихревые токи.

Высокие первоначальные инвестиции, но чрезвычайно низкие эксплуатационные расходы на электроэнергию. Экономия энергии может быть незначительной в течение одного дня, но за весь срок службы (20–30 лет) экономия может быть ошеломляющей.

Сравнение производительности

Сравнительное измерение	Трансформатор из аморфного сплава	Обычный трансформатор из кремнистой стали	Анализ и интерпретация
Основные потери	Крайне низкий	Высокий	Потери холостого хода в среднем на 60–80 % ниже, чем у сопоставимых трансформаторов из кремнистой стали S13/S14.
Ток холостого хода	Маленький	Большой	Ток холостого хода может быть снижен примерно на 40–80 %, что означает меньшее воздействие реактивной мощности на сеть и меньшие потери в линии.
Уровень энергоэффективности	Сверхвысокий	Высокий	Аморфные трансформаторы полностью соответствуют национальному стандарту энергоэффективности класса I, демонстрируя максимальную энергоэффективность по сравнению с трансформаторами из кремнистой стали (обычно класса II или класса III).
Стоимость производства	Высокий	Относительно низкий	Лента из аморфного сплава дорогая, твёрдая и хрупкая, а процессы резки и отжига сложны, что приводит к увеличению стоимости её производства на 20–35% по сравнению с кремнистой сталью той же производительности. Это её главный недостаток.
Механическая прочность	Низкий	Высокий	Лента из аморфного сплава твёрдая и хрупкая, плохо устойчива к ударам и вибрации. Особую осторожность следует соблюдать при транспортировке, монтаже и при коротком замыкании. Лист из кремнистой стали значительно прочнее и обладает лучшей ударопрочностью.
Рабочая плотность магнитного потока	Низкий (1,3–1,5 т)	Высокий (1,6-1,8Т)	Плотность магнитного потока насыщения аморфных сплавов низкая, поэтому при той же мощности требуется большая площадь поперечного сечения сердечника, что может привести к небольшому увеличению объема и веса трансформатора.
Рабочий шум	Немного высоко	Низкий	Магнитострикционный эффект (небольшое изменение размеров материала при намагничивании) аморфных сплавов выражен сильнее, чем у листов кремнистой стали, что приводит к несколько более высокому уровню шума (примерно на 2–5 дБ) во время работы. В местах, чувствительных к шуму, может потребоваться особое обращение.
Экологические показатели	Отличный	Хороший	Чрезвычайно низкие потери холостого хода означают значительную экономию энергии в течение всего жизненного цикла (20–30 лет), что эквивалентно сокращению выбросов углерода на несколько тонн или даже десятков тонн.