B27R090 kontra B23R090 Ziarno-stal krzemowa zorientowana: porównanie grubości 0,27 mm z 0,23 mm przy doborze rdzenia transformatora

Określając stal krzemową o zorientowanym ziarnie na rdzenie transformatorów, inżynierowie i zespoły zakupowe często stają przed zwodniczo prostym pytaniem: dwa gatunki o tej samej gwarantowanej stracie rdzenia wynoszącej 0,90 W/kg (P1.7/50), ale różnej grubości - 0.27 mm w porównaniu z 0,23 mm. Czy cieńszy miernik faktycznie działa lepiej i czy jest wart wyższej ceny?

 

W tym artykule przedstawiono porównanie techniczne B27R090 i B23R090, dwóch gatunków stali krzemowej{{7} o ziarnie Baosteel (prefiks B-prefiks), i wyjaśniono, jak różnica grubości 0,04 mm przekłada się na-rzeczywiste różnice w zachowaniu strat w rdzeniu, możliwościach produkcyjnych, kosztach i wydajności transformatora.

 

Obydwa gatunki są zgodne z konwencją kodowania stali krzemowej-zorientowanej na ziarno Baosteel:

Segment kodu	B27R090	B23R090	Oznaczający
B	B	B	Przedrostek producenta Baosteel
27 / 23	27 → 0,27 mm	23 → 0,23 mm	Grubość nominalna × 100
R	R	R	Powłoka izolacyjna odporna-na wysoką temperaturę,-nierysowana laserowo
090	090 → 0,90 W/kg	090 → 0,90 W/kg	Maksymalna strata w rdzeniu P1,7/50 × 100

Najważniejsza uwaga: oba gatunki mają gwarancję tego samego limitu strat w rdzeniu wynoszącego 0,90 W/kg przy 1,7 T i 50 Hz i oba mają przyrostek R wskazujący na powłokę izolacyjną o wysokiej-ciepło-odpornej na ścieranie bez znakowania laserowego. Jedyną różnicą w specyfikacji jest grubość nominalna: 0,27 mm vs 0,23 mm.

 

 

Nieruchomość	B27R090	B23R090	Różnica / Uwaga
Producent	Baosteel	Baosteel	Ten sam młyn
Rodzaj materiału	CRGO,-zorientowany na ziarno	CRGO,-zorientowany na ziarno	Ta sama klasa
Grubość nominalna	0,27 mm	0,23 mm	Różnica 0,04 mm
Strata rdzenia P1.7/50	Mniejsza lub równa 0,90 W/kg	Mniejsza lub równa 0,90 W/kg	Ten sam gwarantowany limit
Straty w rdzeniu P1.7/60 (typowe)	~1,10 W/kg	~1,05 W/kg	B23R090 nieco niżej przy 60 Hz
Indukcja magnetyczna B8	Większy lub równy 1,88 T	Większy lub równy 1,88 T	To samo (oba R-typ GO)
Zawartość krzemu	2.9 – 3.3 %	2.9 – 3.3 %	Ten sam zakres składu
Gęstość	~ 7,65 g/cm3	~ 7,65 g/cm3	Identyczny
Współczynnik układania	Większy lub równy 0,96	~ 0.95 – 0.955	B27R090 nieco wyższy (grubszy=bardziej płaski stos)
Rodzaj powłoki	R - odporny na wysoką temperaturę,-nie-rysowany	R - odporny na wysoką temperaturę,-nie-rysowany	To samo; oba tolerują wyżarzanie-rozprężające
Pisanie laserowe	NIE	NIE	Domena nie jest-udoskonalona
Stan krawędzi	JA/SE	JA/SE	Obie dostępne krawędzie frezujące lub krawędzie szczelinowe
Formularz dostawy	Cewka, cewka cięta, przycięta-na-długość	Cewka, cewka cięta, przycięta-na-długość	To samo
Standardy	GB/T 2521; IEC 60404-8-7; ASTM A876	GB/T 2521; IEC 60404-8-7; ASTM A876	Te same standardowe ramy

 

To jest główne pytanie porównania. Obydwa gatunki mają wartość mniejszą lub równą 0,90 W/kg, więc na papierze ich gwarantowana utrata żelaza jest identyczna. Jednak fizyka stojąca za osiągnięciem tej liczby różni się znacznie w zależności od miernika:

 

Skala strat prądu wirowego-z kwadratem grubości

Ubytek rdzenia w stali-o zorientowanym ziarnie =utrata histerezy + strata-wirowo-prądowa + anomalna strata. Składowa-prądu wirowego jest proporcjonalna do kwadratu grubości (t²). Zmniejszenie grubości z 0,27 mm do 0,23 mm zmniejsza składnik-prądu wirowego o około:

 

(0,23 / 0,27)² ≈ 0,726 → ~27% redukcja strat wirowych-prądowych

 

Oznacza to, że B23R090 (0,23 mm) ma znacznie więcej „prześwitu” w swoim-budżecie wirowo-prądowym niż B27R090 (0,27 mm), aby osiągnąć te same 0,90 W/kg. W praktyce:

• B27R090 musi w większym stopniu opierać się na doskonałej teksturze Gossa i czystszym składzie chemicznym stali, aby utrzymać stratę histerezy na wystarczająco niskim poziomie, aby zrekompensować większą utratę wirów na poziomie 0,27 mm -. Jest tobardziej wymagające specyfikacje metalurgicznedla tego samego docelowego poziomu strat.
• B23R090 osiąga bardziej komfortowo 0,90 W/kg, ponieważ cieńszy przekrój w naturalny sposób tłumi prądy wirowe -, które zwykle wykazuje klasa 0,23 mmniższą rzeczywistą (mierzoną) stratęniż w praktyce gwarancja wynosząca 0,90.

 

Rzeczywista zmierzona strata a strata gwarantowana

W certyfikatach testów prawdziwej młyna rzeczywista zmierzona strata w rdzeniu jest zwykle niższa od gwarantowanego maksimum:

Metryczny	B27R090 (0,27 mm)	B23R090 (0,23 mm)	Implikacja
Gwarantowana P1,7/50	0,90 W/kg	0,90 W/kg	Ta sama specyfikacja
Typowy rzeczywisty P1.7/50	~0,85 – 0,88 W/kg	~0,80 – 0,84 W/kg	B23R090 ma większą marżę poniżej gwarancji
Moc wzbudzenia przy 1,7 T	Porównywalny	Nieco niżej	Cieńszy miernik, mniejsza strata anomalna

 

Współczynnik układania

Współczynnik układania (współczynnik wypełnienia) reprezentuje stosunek objętości stali do całkowitej objętości rdzenia w rdzeniu ułożonym w stos. Cieńsza grubość oznacza więcej warstw przy tej samej wysokości stosu oraz więcej warstw powłoki i szczelin powietrznych:

• B27R090 (0,27 mm): Współczynnik układania Większy lub równy 0.96 - wyższemu przekroju poprzecznego stali aktywnej-, bardziej efektywne wykorzystanie powierzchni okna rdzenia
• B23R090 (0,23 mm): Współczynnik układania ~0.95 - nieco niższy, co oznacza, że ​​dla tego samego{4}}przekroju magnetycznego potrzebny jest nieznacznie większy rdzeń

 

 

Dla danej wartości znamionowej transformatora rdzeń 0,27 mm może mieć ~1% mniejszy przekrój poprzeczny- niż rdzeń 0,23 mm, co również nieznacznie zmniejsza długość miedzi w uzwojeniach.

 

Wykrawanie, ścinanie i wyżarzanie

Czynnik procesu	B27R090 (0,27 mm)	B23R090 (0,23 mm)
Trudność w ścinaniu / dziurkowaniu	Łatwiejszy - grubszy materiał, sztywniejszy	Bardziej wymagające - cieńsze, bardziej podatne na falowanie i zadziory
Tworzenie się zadziorów	Mniej krytyczne	Wymaga ściślejszej kontroli luzu narzędziowego
Wyżarzanie- odprężające	Obydwa tolerują wyżarzanie (powłoka typu R-jest-odporna na ciepło)	Ta sama powłoka - R przeznaczona do wyżarzania
Obsługa w zautomatyzowanych liniach układających	Bardziej wytrzymały	Wymaga delikatniejszego traktowania
Uzwojenie rdzenia (rdzenie uzwojone)	Dobra formowalność	Jeszcze lepszy - cieńszy materiał nawija się mocniej

 

Powlekanie i trasowanie

 

Obydwa gatunki mają przyrostek R -odporną-odporną na wysoką temperaturę powłokę izolacyjną,-nierysowaną laserowo.

 

Jest to istotne, ponieważ:

• Powłoka R toleruje-wyżarzanie odprężające po cięciu/wykrawaniu bez degradacji - w przeciwieństwie do gatunków typu P-(trawione laserowo), gdzie wyżarzanie może zniszczyć efekt-udoskonalenia domeny
• Jeśli później klient będzie chciał niższych strat, każdy gatunek można uaktualnić do wariantu P (B27P090 / B23P090) w celu udoskonalenia domeny -, ale kosztem zgodności wyżarzania
• Przyrostek R sprawia, że ​​oba gatunki nadają się do linii cięcia rdzenia schodkowego- oraz do produkcji rdzeni uzwojonych, gdzie częścią procesu jest wyżarzanie

 

Współczynnik kosztu / podaży	B27R090 (0,27 mm)	B23R090 (0,23 mm)
Względny koszt materiału	Linia bazowa (niższa)	~8–15% składki
Dostępność młyna	Szeroko produkowany, standardowy rozstaw 0,27 mm	Wyprodukowano, ale w mniejszej ilości; 0,23 mm to cieńszy miernik specjalny
Czas realizacji	Krótsza - produkcja standardowa	Potencjalnie dłuższa - cieńsza grubość, mniejsze serie produkcyjne
Wydajność cięcia	Większy - grubszy materiał, mniejsze falowanie krawędzi	Niższy - cieńszy materiał, bardziej wrażliwy na parametry cięcia
Masa na cewkę (ta sama średnica zewnętrzna)	Cięższa cewka	Lżejsza cewka - potrzeba więcej cewek przy tym samym tonażu

 

 

Wybierz B27R090 (0,27 mm), gdy:

• Koszt jest głównym czynnikiem, - potrzebujesz gwarantowanej wydajności 0,90 W/kg w najlepszej cenie
• Standardowe transformatory dystrybucyjne, jednostki montowane na - słupach-, podkładkach-, których specyfikacja 0,90 spełnia wymagania dotyczące wydajności
• Produkcja-na dużą skalę - grubość 0,27 mm jest bardziej wytrzymała w przypadku zautomatyzowanych linii cięcia i układania
• Rdzenie skumulowane (laminowane) - wyższy współczynnik układania (większy lub równy 0,96) maksymalizuje aktywną stal w oknie rdzenia
• Transformatory z wyżarzaniem w procesie - Powłoka typu R-toleruje wyżarzanie-rozprężające

 

Wybierz B23R090 (0,23 mm), gdy:

• Potrzebujesz rzeczywistej straty poniżej specyfikacji 0,90 - cieńszy miernik zapewnia o 5–10% niższe rzeczywiste-światowe straty w rdzeniu
• Transformatory o wysokiej-wydajności/eko-konstrukcji - Tier-1, efektywność energetyczna, efektywność DOE lub zgodność z ekoprojektem UE
• Duże transformatory mocy -, w których nawet niewielka redukcja strat przekłada się na znaczne oszczędności energii w całym okresie eksploatacji
• Rdzenie nawinięte (toroidalne/prostokątne) - cieńszy materiał nawija się mocniej i lepiej się dopasowuje
• Transformatory o niskim-szumach - cieńsze laminaty redukują hałas magnetostrykcyjny
• Zastosowania 60 Hz - prądy wirowe-przewaga cieńszego miernika jest większa przy 60 Hz niż przy 50 Hz

 

Z punktu widzenia specyfikacji magnetycznej tak, - oba gatunki spełniają ten sam limit P1.7/50 mniejszy lub równy 0,90 W/kg przy tym samym B8 indukcji większej lub równej 1,88 T i tej samej powłoce typu R-. Rdzeń zaprojektowany dla B27R090 będzie działał z B23R090 i odwrotnie, pod warunkiem, że zostaną uwzględnione następujące kwestie:

• Różnica współczynnika układania - zmiana z 0,27 mm na 0,23 mm zmniejsza współczynnik układania o ~0,5–1%; przekrój poprzeczny rdzenia lub długość stosu należy dostosować, aby utrzymać tę samą gęstość strumienia
• Liczba laminacji zmienia się - rdzeń o grubości 0,23 mm wymaga ~17% więcej laminacji przy tej samej wysokości stosu, co wydłuża czas cięcia i układania w stosy
• Luz narzędziowy - zestaw narzędzi do wykrawania/strzyżenia na 0,27 mm może wymagać regulacji na 0,23 mm w celu kontroli zadziorów
• Masa rdzenia- przy tych samych wymiarach rdzenia (OD/ID/wysokość), rdzeń 0,23 mm będzie nieco lżejszy ze względu na niższy współczynnik układania

 

Do celów kwalifikacji/zatwierdzenia oba gatunki podlegają tym samym normom GB/T 2521, IEC 60404-8-7 i ASTM A876, więc projekt zakwalifikowany w jednym gatunku może zazwyczaj zostać ponownie zakwalifikowany w drugim w drodze testu typu przy minimalnych zmianach dokumentacji.

 

 

Stopień	Grubość	Utrata rdzenia	Powłoka/proces	Związek z tym porównaniem
B27R085	0,27 mm	0,85 W/kg	R, nie-opisany	Taka sama grubość jak B27R090, mniejsze straty (premium)
B23R085	0,23 mm	0,85 W/kg	R, nie-opisany	Taka sama grubość jak B23R090, mniejsze straty (premium)
B27P090	0,27 mm	0,90 W/kg	P, znakowany laserowo	Taka sama specyfikacja jak B27R090, ale ulepszona-domena (niższa rzeczywista strata, brak zgodności z-wyżarzaniem)
B23P090	0,23 mm	0,90 W/kg	P, znakowany laserowo	Taka sama specyfikacja jak B23R090, ale-ulepszona domena
B30R090	0,30 mm	0,90 W/kg	R, nie-opisany	Grubsza alternatywa - bardziej ekonomiczna, ale trudniejsza do osiągnięcia 0,90 przy 0,30 mm
27QG090	0,27 mm	0,90 W/kg	QG (HiB)	Odpowiednik HiB - wyższa indukcja magnetyczna

 

 

GNEE Steel dostarcza zarówno B27R090, jak i B23R090 (oraz pełną gamę gatunków stali krzemowej o zorientowanym ziarnie Baosteel, Wuhan Iron & Steel i Shougang) z certyfikatami testów walcowania, weryfikacją grubości i{5}}ubytków w rdzeniu oraz usługami cięcia wzdłużnego i cięcia-na-długość.

 

Nasi inżynierowie mogą Ci pomóc:

• Przed zatwierdzeniem porównaj rzeczywiste wartości certyfikatów walcowni w zakresie od 0,27 mm do 0,23 mm
• Odsyłacz-do równoważnych gatunków ASTM/EN/JIS dla lokalnej normy
• Wybierz najbardziej-ekonomiczny gatunek, który spełnia docelową wydajność transformatora
• Ułóż cięcie na dokładną szerokość z kontrolowanym zadziorem na linii układania

 

 

Porównanie B27R090 i B23R090 pozwala uzyskać kompromis-w stosunku-wydajności-w tej samej klasie specyfikacji 0,90 W/kg:

Kryterium	Zwycięzca	Zwycięzca
Gwarantowana utrata rdzenia	Krawat	Krawat
Rzeczywista zmierzona strata w rdzeniu		B23R090
Koszt materiału	B27R090
Współczynnik układania	B27R090
Solidność wykonania	B27R090
Formowalność rdzenia rany		B23R090
Niski poziom-hałasu		B23R090
Przewaga 60 Hz		B23R090
Dostępność / czas realizacji	B27R090
Kompatybilność wyżarzania	Krawat	Krawat

 

W przypadku większości standardowych projektów transformatorów dystrybucyjnych B27R090 zapewnia najlepszą równowagę gwarantowanej wydajności, możliwości produkcyjnych i kosztów. W przypadku-eko{4}}konstrukcji ekologicznej, dużej mocy lub zastosowań przy częstotliwości 60 Hz, gdzie w praktyce liczy się przekroczenie specyfikacji 0,90 W/kg, B23R090 uzasadnia swoją premię wymiernie niższymi rzeczywistymi stratami w rdzeniu i doskonałą-wydajnością przy wysokich częstotliwościach.

 

Czy B27R090 i B23R090 to ten sam gatunek, ale różnią się grubością?

Mają tego samego producenta (Baosteel), tę samą gwarancję strat w rdzeniu (0,90 W/kg), ten sam typ powłoki (R =wysoka-odporność na wysoką temperaturę,-nierysowana) i tę samą klasę indukcji magnetycznej. Jedyną różnicą w specyfikacji jest grubość nominalna: 0,27 mm vs 0,23 mm. Jednak cieńszy B23R090 zazwyczaj w praktyce osiąga niższe rzeczywiste straty w rdzeniu.

 

Czy 0,23 mm jest zawsze lepsze niż 0,27 mm?

Nie zawsze. Chociaż 0,23 mm zmniejsza-straty wirowe, zmniejsza również współczynnik układania, zwiększa liczbę laminacji, podnosi koszt materiałów o ~8–15% i jest bardziej wrażliwy na oprzyrządowanie i obsługę. W przypadku projektów opartych-na kosztach, gdzie wystarczająca jest wydajność 0,90 W/kg, lepszym wyborem jest grubość 0,27 mm. W przypadku projektów-o krytycznym znaczeniu, w których chcesz przekroczyć specyfikację, grubość 0,23 mm zapewnia prawdziwą przewagę w zakresie wydajności.

 

Co oznacza przyrostek „R” i czy ma to znaczenie dla mojej aplikacji?

R=odporna na wysoką temperaturę-powłoka izolacyjna,-nierysowana laserowo. Oznacza to, że gatunek toleruje wyżarzanie- odprężające po cięciu -, co jest krytyczną zaletą, jeśli podstawowy proces produkcyjny obejmuje wyżarzanie. Jeśli nie chcesz wyżarzać i chcesz mieć mniejsze straty, wariant P-(B27P090 / B23P090) z trasowaniem laserowym oferuje dodatkową redukcję strat w dziedzinie-uszlachetniania.

 

Czy mogę mieszać B27R090 i B23R090 w tym samym rdzeniu transformatora?

Nie jest to zalecane. Mieszanie wskaźników w rdzeniu ułożonym warstwowo powoduje nierówne-połączenia zakładkowe, nierówny rozkład strumienia i różną liczbę warstw, co komplikuje montaż. Wybierz jeden miernik na projekt rdzenia.

 

Który gatunek jest lepszy dla transformatorów 60 Hz?

B23R090 (0,23 mm) ma większą przewagę przy 60 Hz niż przy 50 Hz, ponieważ straty-wirowe rosną wraz z częstotliwością, a tłumienie prądów wirowych-w cieńszym mierniku jest bardziej wartościowe przy wyższych częstotliwościach. W przypadku rynków północnoamerykańskich 60 Hz ogólnie preferowany jest gatunek 0,23 mm.

 

---

Zastrzeżenie: Wartości są typowe dla klasyfikacji gatunku i należy je zweryfikować w oparciu o certyfikat testu walcowni dla każdej cewki. Rzeczywista zmierzona strata w rdzeniu może się różnić w zależności od liczby wytopów i partii produkcyjnej.