변압기의 전체 구조에서 철심은 자기회로 코어 역할을 하며, 낮은 자기 저항 폐쇄 경로를 제공하여 1차 권선과 2차 권선 사이의 자속 결합을 최대화함으로써 효율적인 에너지 변환을 달성합니다. 철심의 품질은 무부하 손실, 여자 전류, 소음 수준은 물론 전체 변압기의 서비스 수명까지 직접적으로 결정합니다.- 따라서 철심의 재료적 특성, 구조적 형태, 제조과정에 대한 깊은 이해는 변압기 제조 및 무역에 종사하는 전문가에게 실질적인 의미가 크다.
철심은 일반적으로 투자율이 높은 연자성 재료로 만들어지며, 그 중 냉간압연 방향성 규소강판이 가장 널리 사용됩니다. 특수한 압연공정을 통해 압연방향을 따라 결정립을 선택적으로 배열함으로써 자화방향으로 매우 낮은 히스테리시스 손실과 높은 포화자속밀도를 나타내는 소재입니다. 철심 내부의 와전류 손실을 줄이기 위해서는 규소강판의 표면을 절연층으로 코팅하고 얇은 판을 일정한 방식으로 적층하여 와전류를 단일 판 범위 내로 제한함으로써 교류 자기장으로 인해 판 사이에 유발되는 와전류 손실을 크게 줄일 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 규소 강판 외에도 비정질 합금 소재가 고{4}}효율 및 에너지 절약형 변압기에 널리 사용되고 있습니다.- 비정질 합금 철심은 용융된 금속을 초당 수백만 도의 속도로 급속 냉각하여 만들어집니다. 원자 배열은 좁은 히스테리시스 루프와 극히 낮은 보자력을 갖는 장거리-무질서와 단거리-질서를 갖는 유리 같은 구조입니다. 따라서 무부하 손실은{11}기존 실리콘 강판에 비해 60~80% 감소할 수 있습니다. 그러나 비정질 합금은 포화 자속 밀도가 낮고 기계적 응력에 민감하므로 철심의 구조 설계 및 제조 공정에 대한 요구 사항이 더 높습니다.
구조 형태의 관점에서 변압기 코어는 주로 적층 코어와 코일 코어의 두 가지 범주로 나뉩니다. 적층형 철심은 규소강판을 특정 형상으로 절단하여 한 장씩 쌓아 올려 만든 것입니다. 일반적으로 철제 요크에서 코어 컬럼이 분리되는 구조를 채택하므로 권선 조립 및 절연 처리에 편리합니다. 접합부에서 자기 저항과 여기 전류를 줄이기 위해 현대 라미네이팅 기술은 일반적으로 계단식 중첩 또는 경사 접합 설계를 채택하여 접합 영역에서 자속이 원활하게 전환되도록 합니다. 적층 철심의 제조 공정은 성숙되었으며 다양한 용량 수준의 변압기, 특히 대용량 전력 변압기에 적합합니다. 반면, 코일형 철심은 모서리 접합이 필요 없이 실리콘 강철의 연속 스트립을 닫힌 원형 또는 직사각형 단면-으로 감아서 형성됩니다. 자기 회로는 연속적이고 완전하며, 적층 구조보다 철손과 소음이 낮습니다. 코일형 철심은 주로 중소형 배전 변압기, 특히 3차원 삼각형 코일형 철심 구조에 사용됩니다. 3개의 철심 기둥은 대칭 자기 회로, 3{11}}상 균형, 더 높은 기계적 강도 및 더 낮은 무부하 전류를 갖춘 정삼각형으로 배열됩니다.- 그러나 철심 권선을 위한 장비 투자 비용은 상대적으로 높으며 권선은 폐쇄형 철심에 직접 권선되어야 하므로 생산 공정의 유연성에 일정한 제한이 있습니다.
철심의 제조 공정은 재료 절단부터 최종 조립까지 여러 핵심 링크를 다룹니다. 먼저, 규소강판의 종방향 및 횡방향 절단 공정을 진행합니다. 압연된 실리콘 강철 스트립은 고정밀 절단 라인을 통해 설계 치수에 따라 특정 모양의 조각으로 절단됩니다.- 방향성 규소강의 경우 전단 방향이 압연 방향과 일치하는지 엄격하게 보장해야 합니다. 그렇지 않으면 재료의 자기 전도도가 크게 감소하고 손실이 증가합니다. 절단된 시트 재료는 디버링 처리를 거친 후 적층 공정에 들어갑니다. 현대 철심 생산 라인에서 스태킹 작업은 부품 간의 오정렬 공차가 매우 작은 범위 내에서 제어되도록 하기 위해 정밀 위치 고정 장치와 결합된 공압 뒤집기 스탠드 스태킹 테이블을 사용하는 경우가 많습니다. 적층이 완료된 후에는 철심을 묶고 압축하여 작동 중 조각간 진동으로 인한 소음 및 추가 손실을 방지해야 합니다. 대용량 변압기의 철심은 끝부분에 균일한 조임력이 가해져야 하며, 절연압력판, 관통나사 등의 고정구조물이 설치되어야 합니다. 철심이 쌓이고 압축된 후에는 일반적으로 다음 공정에 들어가기 전에 육안 검사와 치수 측정을 수행하여 조인트가 단단하고 뒤틀림이나 단락이 없는지 확인해야 합니다.
철심의 성능 매개변수 중에서 가장 우려되는 지표는 무{0}}부하 손실 및 무부하 전류-입니다. 무부하 손실은 주로 히스테리시스 손실과 와전류 손실로 구성됩니다. 전자는 히스테리시스 루프 면적과 재료의 교류 주파수에 비례하고, 후자는 시트 두께의 제곱, 자속 밀도의 제곱 및 주파수의 제곱에 비례합니다. 따라서 더 얇은 규소 강판(예: 기존 0.35mm 대신 0.23mm 또는 0.27mm)을 사용하고 규소 강판의 전기 저항률을 높이는 것이 와전류 손실을 줄이는 효과적인 방법입니다. 무부하 전류는 철심의 자화 특성에 따라 달라지며, 정격 전압에서 고품질 철심의 여기 전류는 일반적으로 정격 전류의 0.5%~2%에 불과합니다. 철심의 접합 형태와 조립 품질은 무부하 전류에 상당한 영향을 미칩니다.- 시트 사이의 자속의 수직 통과로 인해 조인트에서 국부적으로 높은 자기 저항 영역이 생성되어 여기 요구가 증가합니다. 또한, 철심의 접지 방식도 무시할 수 없는 디테일이다. 철심 동작 중 전기장 유도에 의해 발생하는 부동 전위로 인해 접지되지 않은 경우 간헐적인 방전이 발생할 수 있습니다. 그러나 여러 지점을 접지하면 조각 사이에 단락 회로가 형성되어 국부적인 과열이 발생합니다. 따라서 철심의 특정 지점을 확실하게 접지하고 접지 스트립을 설치하여 연료 탱크 외부로 연결하는 것이 표준 관행입니다.
글로벌 전력 산업이 효율성, 친환경, 지능화로 전환함에 따라 변압기 코어 기술도 지속적으로 발전하고 있습니다. 한편, 비정질 합금으로 대표되는 새로운 연자성 재료는 특히 극도로 낮은 무부하 손실이 요구되는 배전 변압기 분야에서 전통적인 실리콘 강판을 점차 대체하고 있습니다.{1}} 비정질 합금 철심의 응용 전망은 광범위합니다. 한편, 3차원-코일 철심 구조는 우수한 자기회로 대칭성과 에너지 절약 효과로 인해 중소형-고효율 변압기의 주류 기술로 자리잡고 있습니다.- 동시에 제조 공정의 디지털화 및 자동화 수준이 지속적으로 향상되고 있으며, 레이저 절단, 온라인 두께 감지, 자동 적층 로봇 등 첨단 장비의 적용으로 철심의 제조 정확도와 일관성이 크게 향상되었습니다. 변압기 제조 기업의 경우 철심의 핵심 기술을 습득하고 설계 및 프로세스를 지속적으로 최적화하면 제품 운영 손실을 줄이고 시장 경쟁력을 강화할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 절약 및 배출 감소에 대한 세계적인 요구에 부응하고 점점 더 엄격해지는 에너지 효율 표준을 충족합니다. 수출 무역에서 변압기 코어 재료 및 손실 제한(예: 미국 에너지부의 에너지 효율 표준 및 EU의 생태학적 설계 지침)에 대한 여러 국가 또는 지역의 규제 요구 사항을 이해하고 이를 제품 설계를 위한 기술 입력으로 변환하는 것도 대외 무역 담당자가 주의해야 할 중요한 능력입니다.
