Panduan ketebalan laminasi CRGO: 0,23 mm vs 0,27 mm vs 0,30 mm

Jika Anda hanya menginginkan jalan pintas yang praktis: 0,23 mm untuk menekan kerugian dan label, 0,27 mm adalah pekerja keras sehari-hari, 0,30 mm adalah pilihan yang hemat biaya dan ramah produksi. Jawaban yang tepat untuk Anda biasanya tersembunyi dalam angka kapitalisasi kerugian, kemampuan pabrik, dan seberapa serius pelanggan Anda tentang efisiensi, bukan pada nama-nama pemasaran baja.

Mengapa ketiga ketebalan ini terus muncul dalam spesifikasi

Baja listrik berorientasi butiran modern diproduksi dalam sekumpulan kecil ketebalan nominal: 0.18, 0.23, 0.27, 0.30 dan 0.35 mm di sebagian besar katalog. Dalam praktiknya, trafo daya dan distribusi memilih 0,23, 0,27 dan 0,30 mm sebagai opsi standar, yang dijual dengan kelas M3, M4 dan M5 yang sudah dikenal.

Anda sudah tahu mengapa laminasi yang lebih tipis ada. Kehilangan arus eddy berskala secara kasar dengan ketebalan yang dikuadratkan pada kerapatan fluks tertentu, jadi memotong ketebalan dari 0,30 mm menjadi 0,23 mm bukanlah penyesuaian kosmetik. Pada saat yang sama, setiap orang yang benar-benar mencoba untuk memotong, menumpuk, dan menjepit Hi-B 0,23 mm pada garis yang lelah tahu bahwa ini bukanlah kinerja yang gratis.

Jadi, pertanyaan sebenarnya bukanlah "mana yang terbaik". Melainkan "kompromi mana yang paling tidak mengganggu untuk proyek ini".

Apa yang sesungguhnya berubah apabila Anda beralih dari 0,30 ke 0,27 ke 0,23 mm

Ambil satu set data yang representatif untuk konvensional PERGI. Pemasok lembaran berorientasi butir mencantumkan kerugian inti yang umum pada 1,7 T dan 50 Hz sekitar 0,9 W/kg untuk M3 0,23 mm, 1,12 W/kg untuk M4 0,27 mm, dan 1,3 W/kg untuk M5 0,30 mm. Ini bukan angka yang universal, tetapi ini adalah gambaran yang adil tentang seperti apa kumparan "normal" saat ini.

Dari satu tabel tersebut, Anda sudah bisa melihat pola utamanya.

Peralihan dari 0,30 mm ke 0,27 mm menurunkan kehilangan sekitar empat belas persen pada kerapatan fluks yang sama. Beralih ke 0,23 mm, Anda akan mendapatkan kehilangan sekitar tiga puluh persen lebih rendah dibandingkan dengan 0,30 mm. Tren ini dikonfirmasi dalam karya akademis yang membandingkan baja berorientasi 0,18, 0,23, 0,27 dan 0,30 mm dan menemukan perbedaan nyata dalam kehilangan inti dan arus magnetisasi bahkan dalam kisaran sempit ini.

Studi berbasis elemen hingga dan pengujian pada transformator prototipe menceritakan kisah yang sama, dengan kehilangan inti bergeser secara signifikan seiring dengan perubahan ketebalan laminasi dan tingkat material antara 0,23, 0,27, 0,30, dan 0,35 mm. Jadi, angka-angka ini nyata, bukan optimisme brosur.

Tentu saja, saat Anda menjadi lebih tipis, Anda harus membayar di tempat lain. Lebih banyak laminasi untuk penampang bersih yang sama, lebih banyak lapisan insulasi, lebih banyak waktu pemotongan, lebih banyak peluang untuk gerinda dan variasi ketebalan untuk menciptakan celah lokal dan kerugian ekstra. Laporan lapangan dan catatan proses dari produsen terus mengeluh tentang bagaimana variasi ketebalan yang kecil atau sudut yang tidak akurat telah menyebabkan kerugian dan kebisingan.

Jadi, ada perdagangan tiga arah: kerugian, kemampuan produksi, dan biaya.

Sekilas tentang 0,23 vs 0,27 vs 0,30 mm

Berikut ini adalah perbandingan ringkas dengan menggunakan data komersial yang umum dan apa yang dilihat oleh sebagian besar pabrik di lantai pabrik. Nilai kerugian bersifat indikatif, bukan jaminan, tetapi rasio-rasio tersebut cukup representatif.

Ini adalah ringkasan fisika. Sisa artikel ini adalah tentang kapan angka-angka ini benar-benar mengubah gambar Anda.

Ketika 0,23 mm mendapatkan tempatnya di BOM Anda

Anda biasanya membenarkan 0,23 mm apabila salah satu dari tiga hal berikut ini benar.

Pertama, ketika kehilangan tanpa beban dimonetisasi secara besar-besaran. Banyak tender utilitas dan skema efisiensi energi pada dasarnya memberikan harga pada setiap watt kehilangan inti melalui formula kapitalisasi kerugian. Jika faktor kapitalisasi kerugian tinggi, nilai sekarang dari dua puluh atau tiga puluh persen pengurangan kehilangan tanpa beban sering kali lebih besar daripada biaya baja dan pemrosesan tambahan. Perhitungannya tidak elegan, tetapi biasanya menentukan.

Kedua, ketika Anda mengejar kekompakan. Laminasi yang lebih tipis memungkinkan Anda mentoleransi sedikit lebih banyak kerapatan fluks untuk target kehilangan yang sama di banyak kelas, yang berarti penampang yang lebih kecil untuk peringkat transformator yang sama. Hal ini mengecilkan tangki, mengurangi volume oli, dan terkadang mengurangi satu atau dua sentimeter dari setiap dimensi. Untuk trafo distribusi perkotaan, unit yang dipasang di pad atau energi terbarukan di mana tapak dibatasi, hal ini nyata.

Ketiga, ketika Anda melawan batas kebisingan. Beberapa pabrik menawarkan produk 0,23 dan 0,27 mm yang disempurnakan dengan menggunakan perawatan alur mekanis atau terukir untuk mengurangi magnetostriksi dan kehilangan besi tanpa mempengaruhi sifat lainnya. Seri produk dengan kebisingan rendah dengan ketebalan sekitar 0,23 mm dipasarkan secara luas untuk transformator dengan klausul tingkat suara yang ketat. Jika anggaran kebisingan Anda sudah ketat, menggabungkan sambungan step-lap, penjepitan yang baik, dan Hi-B 0,23 mm adalah cara mudah untuk membeli margin.

Harga yang Anda bayarkan adalah dari pihak pabrik. CRGO yang lebih tipis lebih sensitif dalam menangani kerusakan dan pembengkokan, dan jendela proses untuk pemotongan, penumpukan, dan anil menjadi lebih sempit saat ketebalannya turun menjadi 0,23 mm ke bawah. Catatan industri menekankan bahwa lembaran ini tidak boleh dibengkokkan dengan tajam, dan bahkan variasi ketebalan yang sederhana dalam satu langkah strip menimbulkan masalah baik dalam penumpukan maupun kerugian akhir.

Anda menukar target desain yang lebih mudah dengan kontrol produksi yang lebih menuntut.

Apabila 0,27 mm terasa seperti standar yang masuk akal

Ada alasan mengapa begitu banyak produsen yang menggambarkan 0,27 mm M4 sebagai titik keseimbangan antara efisiensi dan biaya. Jika Anda melihat tabel kerugian sebelumnya, 0,27 mm memulihkan sebagian besar manfaat dari menjadi lebih tipis dibandingkan dengan 0,30 mm sambil menghindari rasa sakit produksi terburuk yang ditimbulkan oleh 0,23 mm.

Pada trafo distribusi 50 atau 60 Hz, langkah dari 0,30 ke 0,27 mm sering kali menghemat sekitar sepuluh hingga lima belas persen kehilangan inti untuk kerapatan fluks yang sama. Hal ini muncul sebagai jalur yang lebih bersih menuju kelas efisiensi tingkat menengah tanpa perubahan besar dalam filosofi desain. Anda jarang perlu menggambar ulang seluruh jendela inti; Anda hanya mendorong fluks sedikit lebih tinggi atau menerima kerugian yang lebih rendah pada induksi yang sama.

Di lantai toko, 0,27 mm masih berperilaku seperti baja biasa. Faktor penumpukan sedikit lebih rendah daripada 0,30 mm tetapi tidak terlalu drastis, dan kekuatan tekukan serta daya tahan tepi lebih mudah dikelola daripada 0,23 mm. Untuk pabrik yang mengandalkan campuran penumpukan otomatis dan manual, margin mekanis itu lebih penting daripada yang terlihat di atas kertas.

Singkatnya, jika pelanggan Anda mengharapkan efisiensi yang layak tetapi tidak ekstrem dan pabrik Anda disetel di sekitar kumparan M4, 0,27 mm biasanya merupakan jawaban yang paling tidak berisiko.

Ketika 0,30 mm masih masuk akal

Memang menggoda untuk berpikir bahwa 0,30 mm sudah "tua" dan harus dipensiunkan, tetapi ada situasi di mana ini masih rasional.

Pertama, di mana biaya energi yang dikapitalisasi rendah. Beberapa jaringan industri atau regional masih belum memberikan harga yang kuat untuk setiap watt tambahan dari kehilangan tanpa beban. Jika faktor kapitalisasi kerugian sederhana dan tarif rendah, waktu pengembalian modal untuk turun ke 0,27 atau 0,23 mm dapat melampaui kenyamanan pemilik aset.

Kedua, di mana desain Anda berjalan pada kerapatan fluks yang konservatif. Angka-angka kehilangan inti yang dikutip dalam katalog, seperti sekitar 1,3 W/kg pada 1,7 T untuk 0,30 mm, mengasumsikan induksi yang relatif tinggi. Jika anda menggunakan 1,5 T atau lebih rendah, dan rugi-rugi beban anda mendominasi, maka kepentingan relatif untuk mengurangi rugi-rugi inti akan berkurang.

Ketiga, pada beberapa unit MVA yang lebih tinggi, aliran material dan kompleksitas belitan mendominasi keekonomisan. Laminasi yang sedikit lebih tebal memberi Anda faktor penumpukan yang sedikit lebih tinggi dan lebih memaafkan kesalahan perakitan kecil. Hal ini bisa lebih besar daripada manfaat kerugian murni di pabrik nyata dengan kontrol kualitas yang terbatas.

Jadi, 0,30 mm tidak hanya untuk gambar lama. Hal ini masih berguna apabila Anda dengan sengaja menukar sedikit kehilangan besi ekstra untuk ketahanan dan kesederhanaan.

Pemeriksaan kewarasan singkat dengan angka kasar

Ambil contoh yang sangat sederhana hanya untuk membingkai urutan besarnya. Misalkan sebuah inti transformator menggunakan sekitar 400 kg CRGO. Ini adalah perkiraan untuk unit distribusi ukuran menengah, tetapi metode ini lebih penting daripada peringkat yang tepat.

Dengan menggunakan angka indikatif sebelumnya, 0,30 mm M5 pada 1,7 T mungkin menghasilkan sekitar 1,3 W/kg; 0,27 mm M4 mungkin sekitar 1,12 W/kg; 0,23 mm M3 sekitar 0,9 W/kg.

Pada kerapatan fluks yang sama, artinya:

Inti 0,30 mm membakar sekitar 520 W dari kehilangan inti tanpa beban. Inti 0,27 mm membakar sekitar 448 W. Inti 0,23 mm membakar sekitar 360 W.

Jadi, bergerak dari 0,30 ke 0,27 mm menghemat sekitar 72 W, dan bergerak dari 0,30 ke 0,23 mm menghemat sekitar 160 W.

Sebuah transformator yang bekerja sepanjang hari, setiap hari, mengkonsumsi 8.760 jam energi tanpa beban per tahun. Perbedaan tersebut berarti sekitar 631 kWh dan 1.402 kWh energi yang dihemat per tahun dibandingkan dengan desain 0,30 mm.

Jika pemiliknya menghargai energi dengan, katakanlah, 0,10 unit mata uang per kWh, maka opsi 0,27 mm menghemat sekitar 63 unit per tahun, dan opsi 0,23 mm sekitar 140 unit per tahun. Dalam jangka waktu 10 tahun, bahkan dengan mengabaikan diskon, angka tersebut berubah menjadi ratusan hingga lebih dari seribu unit nilai. Perbedaan harga baja antara kumparan 0,23, 0,27 dan 0,30 mm, seperti yang terlihat pada penawaran komersial, seringkali jauh di bawah harga per trafo.

Proyek nyata melibatkan lebih banyak istilah: fluks yang tepat, siklus kerja, kehilangan beban, batas suhu. Namun, pemeriksaan yang sangat kasar seperti ini biasanya menegaskan bahwa 0,23 mm terlihat menarik di mana pun energi dihargai dengan serius.

Pengungkit lain yang terkadang lebih penting daripada ketebalan

Ketebalan bukan satu-satunya pegangan yang bisa Anda tarik, dan terkadang bukan pegangan pertama yang harus Anda pindahkan.

Penghalusan domain dan pemrosesan Hi-B dapat mengurangi kerugian secara signifikan pada ketebalan yang sama dengan memecah domain magnetik menggunakan alur mekanis atau pola terukir. Produk JGSD JFE, misalnya, menggunakan alur linier pada lembaran 0,23 dan 0,27 mm untuk mengurangi kehilangan besi tanpa merusak magnetostriksi. Pabrik-pabrik di seluruh Asia dan Eropa menawarkan varian "low-loss" serupa yang dapat mendorong Anda lebih dekat ke target tanpa mengubah pengukur laminasi.

Detail geometris juga terus mengejutkan para desainer. Sambungan step-lap, kontrol yang lebih baik dari sudut mitre, dan toleransi yang lebih ketat pada ukuran laminasi dan gerinda mengurangi kerugian inti dan kebisingan akustik. Catatan terbaru dari produsen inti menunjukkan bahwa bahkan penyimpangan kecil dalam ukuran laminasi atau ketebalan duri menciptakan celah yang tidak rata dan meningkatkan kebisingan dan kerugian.

Variasi ketebalan material di seluruh strip, sudut pemotongan yang tidak rapi, dan penjepitan yang buruk dengan mudah memakan keuntungan teoritis dari 0,30 hingga 0,27 mm. Itulah sebabnya beberapa pabrik pertama-tama berinvestasi dalam proses decoiling, pemotongan, anil pelepas stres, dan penumpukan yang lebih baik sebelum mereka bergerak secara agresif ke grade Hi-B 0,23 mm.

Jadi, pertanyaan yang bagus untuk diajukan, sebelum mengganti alat ukur, adalah apakah saluran yang ada benar-benar memberikan performa yang diasumsikan oleh lembar data Anda.

Bagaimana memikirkan tentang ketebalan berdasarkan peringkat dan aplikasi

Anda akan memiliki aturan praktis Anda sendiri, tetapi pola di bawah ini cocok dengan apa yang digunakan oleh banyak tim desain setelah spreadsheet dan panggilan pemasok selesai.

Untuk trafo distribusi kecil yang memiliki batas kerugian regulasi dan label energi yang ketat, dan di mana unit-unit tersebut diberi energi selama beberapa dekade, 0,23 mm cenderung mendominasi. Biaya seumur hidup dari kehilangan inti sangat berpengaruh sehingga bahkan peningkatan sederhana pun membenarkan perawatan material dan proses ekstra.

Untuk kelas menengah, dari beberapa ratus kVA hingga beberapa MVA dalam jaringan 11 atau 33 kV, 0,27 mm sering kali merupakan standar praktis. Hal ini memungkinkan Anda memenuhi sebagian besar persyaratan tender dan tingkat efisiensi gaya BEE atau Ecodesign sambil menjaga alur kerja pabrik tetap dekat dengan pola tradisional.

Untuk transformator daya besar, transformator industri khusus, atau proyek di pasar di mana penetapan harga dan regulasi energi tidak terlalu agresif, 0,27 dan 0,30 mm hidup berdampingan. Anda melihat 0,27 mm di mana pelanggan secara eksplisit meminta efisiensi tinggi, dan 0,30 mm di mana tim desain memprioritaskan proses yang telah terbukti, margin mekanis, dan biaya per unit di atas keuntungan kecil dalam kehilangan tanpa beban.

Ini bukan peta yang kaku. Ini adalah cara untuk mengurangi waktu berdebat di dalam tim Anda.

Rantai pasokan dan kendala praktis yang secara diam-diam mendorong pilihan

Ketersediaan bahan masih penting. Pemasok global menyediakan berbagai kombinasi kelas dan ketebalan, sering kali mengutip set standar seperti M3 0,23 mm, M4 0,27 mm, dan M5 0,30 mm dengan jumlah pesanan minimum dan rentang lebar yang disesuaikan dengan pembuat transformator. Jika volume Anda tidak terlalu besar, Anda mungkin menemukan bahwa grade 0,23 mm premium yang sebenarnya hanya ekonomis dalam lot yang lebih besar, sedangkan 0,27 dan 0,30 mm memiliki persyaratan yang lebih fleksibel.

Sebagian katalog juga menyoroti pita toleransi ketebalan yang berbeda untuk kisaran 0,23-0,27 mm dibandingkan dengan 0,30-0,35 mm. Itu bukan hanya garis kualitas di atas kertas. Kontrol ketebalan yang lebih ketat secara langsung memengaruhi perilaku penumpukan dan kehilangan inti akhir.

Terakhir, perkakas Anda yang ada dapat membatasi Anda secara halus. Garis potong-panjang, perkakas step-lap, dan oven anil sering kali memiliki ukuran di sekitar kisaran lebar dan ketebalan tertentu. Geser dari 0,30 ke 0,27 mm biasanya aman. Melompat ke 0,23 mm terkadang memperlihatkan kelemahan dalam perataan, pemotongan, dan penumpukan yang tidak pernah terlihat sebelumnya.

Jadi, jika Anda menulis spesifikasi untuk beberapa pemasok, ada baiknya Anda berbicara dengan mereka secara jujur tentang ketebalan apa yang dapat mereka proses dengan baik pada volume yang Anda butuhkan, bukan hanya apa yang muncul di brosur.

Menyatukannya untuk tinjauan desain Anda berikutnya

Jika Anda menanggalkan pemasaran, pilihan antara laminasi CRGO 0,23, 0,27 dan 0,30 mm sebagian besar adalah tentang arus kas, stabilitas proses dan risiko.

Ketika pelanggan membayar untuk setiap watt yang dihemat dan Anda mempercayai kontrol pabrik Anda, 0,23 mm sangat masuk akal. Ini menurunkan kehilangan inti secara substansial, membantu kebisingan dan jejak, dan selaras dengan ekspektasi efisiensi tinggi modern.

Apabila Anda menginginkan efisiensi yang baik tanpa menyulitkan kehidupan di lantai toko, 0,27 mm adalah titik tengah yang sangat aman. Banyak utilitas dan OEM yang secara diam-diam melakukan standarisasi di sekitarnya karena alasan tersebut.

Apabila prioritas Anda adalah produksi yang dapat diprediksi, pengoperasian yang konservatif dan biaya di muka yang minimum dalam lingkungan peraturan yang memaafkan, 0,30 mm masih memiliki tempat yang valid.

Pilih ketebalan laminasi yang tidak hanya sesuai dengan desain magnetis Anda, tetapi juga proses, pemasok, dan jangka waktu pelanggan Anda. Baja itu sendiri hanya setengah dari cerita; cara Anda memotong, menumpuk, dan menjepitnya akan menentukan apakah manfaat teoretisnya akan keluar dari lembar data.