CRGOラミネーションコア損失(W/kg)と磁束密度：実用的な選択ガイド

1.コアロス対磁束密度：曲線が示す本当の意味

CRGO データシートには通常、2、3の難しい点が書かれている：

• P1.5/50またはW15/50
• P1.7/50またはW17/50

どちらか一方だけということもある。工場が保証するもの ひとつ それ以外のカーブは "典型的 "なものだ。

問題：コアを保証点で正確に運転することはない。設計と公差が決めたどんな磁束密度でも」運転し、さらに過剰磁束の発生、ノイズの制限、スタッキングの現実が加わる。

つまり、P-Bカーブはこのように扱われる：

• 保証ポイント購入のためのアンカー
• フルP(B)カーブデザインのためのアンカー。

古典的なGOESパンフレットに掲載されている50Hzの典型的なCRGOデータセットは、0.23mmと0.27mmのグレード（M-3とM-4）で次のようになる：

エンジニアは知っているが、購買担当者は知らないことがある3つの静かなポイント：

1. 損失は1.5Tから1.7Tの間で大きく跳ね上がる。 M-3の場合、上の表は0.2Tの変化だけで～52%の増加（0.658→1.002W/kg）を示している。
2. 厚みはBが高いほど痛い。 1.0Tでは、M-3とM-4の差は～0.055W/kgである。1.7 Tでは、その差は~0.14 W/kgである。渦項がその役割を果たしている。
3. Mグレード」のラベルは窓にすぎない。 最近のカタログでは、典型的な0.23mm「M3」は1.5Tで0.7～0.8W/kg、1.7Tで～1.08～1.17W/kgとされており、製造所や鋼の世代によって異なる。

だから、誰かが「これはM3で、0.23mmだ」と言ったとしても、それだけでは十分ではない。カーブ、あるいはカーブ上の少なくとも2点が必要です。

2.最初に磁束密度ウィンドウを決め、次にグレードを決める

CRGOのグレードとラミネーションの厚さは、いろいろな方法で選ぶことができる。最も退屈なものが最も効果的です：

現実的な動作磁束密度帯を固定する、 では 許容範囲内で行動するスチールを買う 帯の内側.

ONAN/ONAF 変圧器と適切な冷却マージンを想定した、油中 CRGO コアの 50 Hz でのおおよその作業窓：

• 配電変圧器（≤630 kVA）
  • B_ワーク1.55-1.65 T
  • 高損失仕様のラインでは定格タップで1.7Tを使用することが多いが、低損失仕様では1.6Tが好まれる。
• 中電力変圧器（～40MVA）
  • B_ワーク1.6-1.7 T
  • 1.7Tを目指すのは、無負荷時の損失が軽微で、フットプリントが重要な場合に限られる。
• 乾式変圧器
  • B_ワーク1.5-1.6 T
  • ノイズと部分放電の制約により、通常、フラックスは一段低くなる。ドライタイプは、オーバーフラックスや局所的な飽和に対して寛容ではない。
• リアクタ、50/60 Hzの特殊インダクタ
  • 1.2～1.5Tで、リップル、直流バイアス、損失バジェットに依存する。

これらはルールブックの値ではない。現場での経験や送電網の過電圧の習慣に耐えるため、「人々が黙って使っている数字」なのだ。

このウインドウを内部的に同意すれば、グレード選択のノイズはかなり少なくなる。

3.フラックス・ウィンドウを炉心損失予想に変換する

M-3/M-4テーブルを単純なモデルとして使用し、あなたの設計が定常運転で～1.55 Tになると仮定してみましょう。

エンジニアは、損失対Bが完全なべき乗則ではないことを知っているが、1.3～1.7Tの間では "おおよそ "そのような挙動を示す：

P(B)≒P_ref-(B÷B_ref)^n、nは鋼材と周波数によって1.6～2.0程度。

では、50Hzでのシナリオをいくつか並べてみよう：

• 1.5TでM-3： P≈ 0.66 W/kg（表）
• 1.6TでM-3： P≒0.79W/kg（表）
• 1.7TでM-3： P≈ 1.00 W/kg（表）

2,000キロのコアの場合だ：

• ~1.5Tで無負荷時～1.3kW
• ~1.6 Tで～1.6 kW
• ~1.7 Tで～2.0 kW

同じスチール、同じラミネーションスタック。Bだけが動く。

つまり、購買エンジニアにとって、P1.5/50やP1.7/50は単なるカタログ数字ではなく、設計者が銅を節約するためにフラックスを0.1T上げると、どれだけのペナルティを支払うことになるかを正確にスケッチする簡単な方法なのです。

4.Hi-B鋼やドメインリファインド鋼にお金を払う意味があるのはどのような場合か？

ほとんどのHi-Bまたはレーザースクライブグレードは、同じ厚みで従来のCRGOよりも損失曲線上でおよそ1段階「良い」位置にある。最近のカタログでは、0.23-0.30mmで0.7-0.9W/kg程度のP1.7/50が一般的です。

だからといって、自動的に買うべきだということにはならない。

3回のパスで考える：

1. 違約金生涯コスト
   • 電力会社または社内所有コストモデルを使用する。使用フラックスにおける0.2～0.3W/kgの余剰分を、保証期間中のkWhに換算する。
   • Hi-Bのラミネーション・スタック1kg当たりのプレミアムと比較する。
2. デザイン・プッシュ
   • すでにB_work ≥ 1.65 Tに達しており、ノイズや温度の限界に近い場合、安価な従来グレードではほとんど余裕がない。
   • Hi-Bは、同じBでより低い損失か、わずかに高いB（より小さいコア、より少ない銅）で同様の損失のどちらかを買う。
3. スペックの安定性
   • RFQにP1.5/50やP1.7/50の数字や試験条件がなく、単に「M3、0.23mm」とだけ書かれていれば、工場はその月の「M3っぽい」引き出しにあるものを何でも提供するだろう。それは、ある年には従来のCRGOであり、次の年には高透磁率の変種が混在することもある。

要するに、Hi-Bの代金はどちらか一方に支払うということだ：

• 無負荷損失に対する契約上のペナルティがある。
• 純粋にコンパクトさとノイズ性能が必要で、計算した。

そうでない場合は、（W/kg制限を明示した）よく規定された従来のCRGOと、常識的なBウインドウで通常は十分である。

5.ラミネーション厚さ：実測0.23対0.27対0.30mm

すでに多くのブログ記事で、厚みと損失を定性的に比較している。薄ければ薄いほど渦電流による損失が少なく、高い磁束と周波数に適している。

現実的な考え方だ：

• 0.23 mm CRGO（多くの場合「M3）
  • 配電や多くの電力変圧器にとってバランスが良い。
  • 実際のオファーにおける典型的なP1.7/50：およそ1.0～1.2W/kg。
• 0.27 mm CRGO（多くの場合「M4）
  • 安価で加工が容易だが、特に1.6T以上では若干損失が大きくなる。
  • 1.3Tから1.7Tになるにつれて、0.23mmに対するロス・ギャップは広がっている。
• 0.30mmおよび0.35mm（「M5/M6）
  • kgあたりの価格が魅力的。
  • 1.7T近くになると無負荷損失が大きくなり、コスト重視のプロジェクトやレトロフィット・プロジェクトを除けば、魅力は半減する。

だから、「0.23はプレミアム、0.27はスタンダード、0.30はバジェット」ではなく、こう表現するのだ：

"あるBウインドウと損失目標に対して、銅、タンク、kWhに対するペナルティーを含めると、どの厚さが最も安いパッケージになりますか？"

最近のガイドの多くは、配電変圧器の総所有コスト曲線を用いて、こうしたトレードオフを明示している。

6.材料データとラミネーション・スタックの比較：ファンタジーの修正

データシートは入念に準備されたストリップで測定される。あなたのコアはストリップではありません。

3つの補正要素が他よりも重要だ：

6.1 積層／積層係数

Spacemat社のGOESパンフレットによると、CRGOの典型的なラミネーション係数は50psiで95-97%程度で、厚みとコーティングによって異なります。

ということだ：

• CADモデルが「100%スチール」のスタック高さを想定していた場合、有効断面積はすでに数パーセントずれています。
• ターンあたり固定ボルトの場合、実際のB値は思っているより高くなる。
• Bが高いほど、P(B)カーブのさらに上にシフトし、実質的な損失はモデル×ラミネーション係数×"フラックス・スクイーズ "ペナルティに近くなる。

6.2 建物係数（コア対エプスタインフレーム）

新日鉄のORIENTCORE HI-Bのデータは、きちんとした比較を示している：

• 例：1.7T、60Hzで1.48W/kg。
• 三相トランス・コア：同じ公称点で約1.72W/kg。
• 建築係数≒1.16。

コーナー・ジョイント、フラックスの回転、T字型ジョイントの局所的な飽和、オーバーラップ部のエアギャップ--これらはすべて、ベア・ストリップ・テストでは決して現れない余分なワットを加えるものだ。

従来のCRGO巻きコアやスタックドコアでは、設計やラップスタイルにもよるが、約1.1から1.3の間のビルディングファクターが一般的である。

6.3 温度

直感に反するが、覚えておいて損はない。 下げる これは、抵抗率が温度とともに増加し、渦電流が減少するためである。スペースマットの表では、W(85 °C)/W(25 °C)は1.0-1.7 Tで0.95-0.98付近を推移している。

そのため、仕様書にP1.7/50が「65 °Cで」と記載され、データシートには「20-25 °Cで」と記載されている場合、損失は明白な方法ではスケールされません。このような場合でも、製造所のテスト条件に従って検証する必要があります。

7.購買部門と技術部門がCRGOラミネーション・スタックを指定する方法

上記のすべてを防御可能なRFQに変えるシンプルなワークフローを紹介しよう。

ステップ1 - デザイン側の入力をフリーズする

トランスの設計者から

• B_定格タップ（例：1.60T）および予想される過流量事象（例：+10%、1分間）での作業。
• 定格電圧および定格温度における目標無負荷損失。
• コアの種類（3本足対5本足、シェル対コア）、ジョイントの種類（マイター／ステップラップ）、巻線の配置。

これで推定できる：

• ストリップに必要なP(B_work)、
• プラス建築要素、
• プラスラミネーション係数。

ステップ 2 - 素材ターゲットへの変換

例えば、こうしよう：

• 50 Hz、ONAN配電変圧器。
• B_ワーク≈1.6 T、0.23 mm CRGO、2,000 kgコア。
• 定格条件でコアロス≦1.7kWが必要。

仮定する：

• ビルディング・ファクター≒1.18（積層ステップラップ・コア）。
• ラミネーション係数≒96%。

そうすると、1.6Tでのストリップ・レベルの目標はおおよそこうなる：

1kgあたりのコアロス（ストリップ）≒1.7kW/（2000kg×1.18）≒0.72W/kg（1.6T時

M-3の表から、0.23mmは1.6Tで～0.79W/kgとなり、少し高くなる。これでわかることは

• どちらかのタイトグレード（ハイエンドのM2/M3かHi-Bに近い）、
• あるいはB_workを少し減らす、
• あるいは、より高い無負荷損失を受け入れる。

これは、誰かの頭の中だけでなく、デザインノートに現れるべき算術である。

ステップ3 - RFQの文言に落とし込む

CRGO M3、0.23mm」の代わりに、次のように書く：

CRGOラミネーション・スタック、0.23mm、グレードはM108-23以上。

• P1.5/50 ≤ 0.70W/kg、IEC 60404-2 / JIS C 2550-1に準拠。
• P1.7/50≦1.05W/kg、同一試験条件
• B50 ≥ 1.88 T (5000 A/m)
• コーティング：C-5相当、800℃での応力除去焼鈍に最適
• 50 psi ≥ 96% でのラミネーション係数

上記の数字はあくまで目安だが、このような文体が両者の誠実さを保つのだろう。

ステップ4 - P(B)カーブの全曲を求める

カタログの要約行だけに頼らないこと。

ラミネート加工業者に依頼してください：

• 少なくとも1.3～1.7Tの50Hzでのコア損失対B。
• 数字が「典型的な」ものか「保証された」ものかを示す。

もし彼らがカーブを提供できないのであれば、少なくともどのミルのデータシートから実際に購入しているのかを教えてくれるはずだ。

8.W/kg対Bが厄介な特殊ケース

素敵なエプスタイン・フレーム曲線が誤解を招く状況がいくつかある：

1. 複雑な関節と5本脚のコア
   • TジョイントとヨークのローカルBは、レッグBより10-20%高くなる。
2. 1つのコアに混合グレード
   • 最近の研究では、コストとロスのバランスをとるために、グレードをミックスしているものもある（例えば、レッグにはHi-B、ヨークにはコンベンショナル）。その場合、P(B)の合計は、単一のW/kgではなく、加重平均が必要となる。
3. パンチングとスタッキングによるストレス
   • "剪断 "と "アニール "の条件は、保証値だけでなく、曲線全体に影響する。1.5Tで数十分の1W/kgの差が、応力を加えたGOESと応力を除去したGOESで記録されている。
4. DCバイアスおよび不平衡負荷
   • コアが直流オフセットや高調波成分を多く含んでいる場合、正弦波Bで校正されたスタインメッツ型モデルは、予測を下回ったり上回ったりする可能性がある。

これらのどれかが現れたら、あなたはどちらかだ：

• 代表的なラミネーション・スタックを自分でテストする。
• 鋼材サプライヤーから適切なモデル・パラメーターを入手すること。

9.CRGOラミネーションスタック注文のクイックチェックリスト

新しい変圧器の設計や主要なRFQごとに、1ページで回答できるようにしてください：

1. フラックス密度ウィンドウ
   • B_workは定格時、B_maxは最悪のオーバーフラックス時。
2. 目標ストリップレベルの損失
   • kgあたりのP(B_work)、許容kWと想定される建築係数から推測される。
3. グレードと厚さ
   • MシリーズラベルまたはIECコード、および厚さ（0.23 / 0.27 / 0.30 mm）。
4. テストポイントの保証
   • P1.5/50および/またはP1.7/50の限界値、試験規格、試料の状態（剪断時と焼鈍時）。
5. ラミネーション特有の詳細
   • ラミネーション係数要件。
   • バリの高さ、平坦度、コーティングの種類、アニールルート。
6. 検証計画
   • 入荷コイルまたはラミネーションスタックのサンプリング方法（頻度、ロットサイズ、試験方法）。

これらのボックスのいずれかが空であれば、コアロス対磁束密度曲線が、予期せぬワットという形で、後でそれを埋めてくれるのが普通である。

10.よくある質問CRGOラミネーションコアの損失とフラックス密度