Verwendung hochwertiger-Materialien zur Herstellung von Transformatoren
Transformatoren verändern die Netzspannung durch elektromagnetische Induktion und ihre Hauptmaterialien sind Siliziumstahlbleche und elektromagnetischer Draht. Die Qualität dieser beiden Materialien wirkt sich direkt auf die Verlusteigenschaften des Transformators aus. Der vom Transformatorkern während des Betriebs entstehende Verlust wird im Allgemeinen als Leerlaufverlust bezeichnet. Der Verlustwert ist konstant und hat wenig mit der Belastungsrate des Transformators zu tun; es ist auch unvermeidlich. Allerdings kann die Qualität des magnetischen Materials das Ausmaß des Verlusts verändern. Die erste Generation energiesparender Transformatoren verwendete hochwertige, kalt-gewalzte, kornorientierte Siliziumstahlbleche vom Typ Q11 und Q10, wodurch warm-D44 und andere Siliziumstahlbleche überflüssig wurden. In Kombination mit Verbesserungen im Strukturdesign konnte dadurch der Drehmomentverlust im Leerlauf um 40 % reduziert werden.
Design optimieren und Prozesse verbessern
Die Verbesserung der Verlusteigenschaften von Transformatoren, beginnend mit der Strukturkonstruktion und den Herstellungsprozessen, ist ein wichtiges Forschungsthema für Hersteller. Der Einsatz von Computern beim Transformatorentwurf hat vielfältige Perspektiven für die Entwurfsarbeit eröffnet. Mit einem idealen Verhältnis von Kupfer (elektromagnetischer Draht) zu Eisen (Siliziumstahlblech) besteht das Konstruktionsziel darin, Verluste sowie den Kupfer- und Eisenverbrauch zu minimieren. Dadurch können sich die Kurven von hochwertigen Materialien und optimiertem Design in einem einzigen Punkt schneiden und so die besten Ergebnisse erzielen. Die Kernstruktur wurde von der ursprünglichen direkten Naht zu einer halb-geraden, halb-schrägen und vollständig schrägen Naht geändert, was eine bahnbrechende Verbesserung im Strukturdesign darstellt. Dies kann die magnetische Leitungsrichtung kornorientierter Siliziumstahlbleche (d. h. der weit verbreiteten Q10 und Q11) im Kernnahtbereich abschwächen und so den Leerlaufverlust verringern.