ステップラップCRGOラミネーション設計：無負荷損失とノイズの低減方法

うまく設計されたステップ・ラップCRGOラミネーション・スタックに移行すると、コアの中で実際に何が変わるのか......そして、エンジニアが現場で静かに利益を失う場所について話そう。.

1.ステップラップはコアをどう変えるか

ジョイントでは、パンフレットの図面以上に3つのことが重要だ：

• コーナーの局所ピーク磁束密度
• スタックを貫く効果的なエアギャップ・パターン
• 磁歪力が時間と空間でどのように加算されるか

ステップ・ラップ接合は、接合部を1つの平面ではなく、複数のずらした重なり部分に分散させます。ある鋼種と形状であれば、段差継手は突き合わせ継手や単純なマイター継手と比較して、無負荷損失、励磁電流、音圧レベルを低減することが、産業界と学術界の両方で示されています。.

しかし、その発言は詳細がわからなければほとんど意味がない。.

2.無負荷損失：ステップ・ラップ・パターン内の実レバー

ステップラップが現代的だから」コアロスが減るわけではない。小さな幾何学的変数とプロセス変数をコントロールすることで、コアロスを減らすことができるのです。.

2.1 ステップ数（3、5、7...）

• マルチステップとシングルステップ 同じような3相コアのマイター、シングルステップラップ、マルチステップラップジョイントを比較した研究によると、以下のようになる：
  • 5ステップのステップラップ設計により、コアの総損失をおおよそ削減できる。 2-4.4% 同じCRGOと寸法で、対マイター。.
  • シングルステップジョイントからマルチステップジョイントに移行することで、損失と皮相電力はさらに改善されるが、そのほとんどは標準的なフラックス密度の場合である。.
• 歩数が少なすぎる、粗すぎる ノイズに焦点を当てた実験によると 重なりが小さい（≒2mm）3段階パターン はノイズの観点からは貧弱であり、一貫したメリットをもたらさない。つまり、“安い ”3段パターンは、ロスもノイズも中途半端なことが多いのだ。.
• 典型的な実用的選択 配電変圧器および小型変圧器用、, 5ステップ は働き者だ。. 7ステップ は、複雑さと積み重ねの労力を犠牲にして、損失の漸進的な改善を示している。.

2.2 オーバーラップの長さとステップの増分

ステップラップは基本的に、制御された3Dエアギャップ・パターンである。.

• あまりにも 短い オーバーラップ
  • 各ステップエッジでの高い局所的フラックス混雑
  • 局部損失が大きく、着磁電流スパイクが大きい。
• あまりにも 長い オーバーラップ
  • 追加スチール（コスト）
  • フラックスが層間をさまよう可能性のある領域が増える

巻線コアと積層コアの設計とテストは、損失に対する感度を明確に示している。 ラップの長さと1ステップあたりのラミネーション数. .通常、魔法のような1つの値ではなく、比較的平坦な最適帯が存在し、それはラミネーションの厚さや動作フラックスによって変化する。.

実際には、よく見かけることだ：

• ステップ増分について 2-6 mm 一歩あたり
• 有効ラップ長カットとスタッキングの公差を考慮し、最後のステップを無理なくきれいに閉じるように調整した。

2.3 磁束密度と “臨界誘導”

マルチステップ・ラップ・ジョイントは、ある時点まではうまくいくが、その後はうまくいかない。.

• 多段階ラップ接合による3相コアの実験では、次のような結果が得られた。 臨界誘導これを超えると、見かけのパワーとコアのロスが速くなり、多段パターンは単純なジョイントに比べて優位性を失うことさえある。.

これがデザイン用語で何を意味するのか：

• ステップラップがあるからBをもっと上に押し上げることができる」と思い込んではいけない。.
• 関節部分を 有効浸透率が四肢より低い あなたのモデルで。.
• 少なくとも1つのプロトタイプで測定を行い、特定のスタック、クランプシステム、鋼材バッチに適した実用的な膝を見つけます。.

2.4 シングルシートとダブルシートの “本”

ビルドファクター・ゲームは知っているだろう：

• シングルシート・アセンブリ (本の幅に1枚のラミネーション）により、建材のファクターが向上し、マイクロギャップが少なくなるため、ロスが少なくなる。.
• ダブルシート・アセンブリ ハンドリングは容易になるが、無負荷損失がわずかに増加する傾向がある。.

設計者が積み重ね計算を調整することなく、組み立てがシングルシートからダブルシートに切り替わるたびに、実質的な無負荷損失が図面から遠ざかってしまうのだ。.

3.可聴ノイズ：ステップラップが役立つ理由と、そうでない場合

ノイズの話の大部分は、磁歪と、ジョイントの形状がそれをどのように変化させるかということだ。.

3.1 代表的な給付帯

フィールドデータとラボの測定値は、大まかな範囲で一致している：

• ステップラップCRGOコアを正しく切断し、積み重ねると、多くの場合、次のような結果が得られる。 3-6 dB 同誘導の非ステップラップコアと比較してコアノイズが低い。.

低・中誘導度では、多段階ラップ接合は、マイターや単純なオーバーラップに比べ、明らかにノイズを低減します。より高い誘導では、モデルコアを用いたいくつかのテストが示すように、改善は縮小し、平坦になる可能性があります。.

3.2 ジョイントパターンと振動スペクトル

ステップが多い＝静か」ではない。.

• 小さなオーバーラップ長を持ついくつかの3ステップパターンは、非ステップラップ設計よりも有意に優れていないノイズスペクトルを生成する。.
• 多段階ラップパターンは、磁歪力をより広い範囲に広げ、機械振動の周波数をわずかにシフトさせます。.

つまり、音響的な問題がタンク内の狭い共振であれば、適切なステップパターンが役立ちます。クランプ不良やギャップが問題なら、どんなジオメトリーのトリックも役に立ちません。.

3.3 公差に対する感度

いくつかの産業ガイドが、言葉を変えて同じことを指摘している：

について ステップラップの利点は、切断精度、バリの制御、アセンブリのアライメントに大きく依存する。. 

ずれた段差、曲がったラミネート、不均一なクランプは、ステップラップがフラックスを平滑化しようとしているところに、再び応力や小さな空隙をもたらす。.

4.設計レバー対損失とノイズ - クイック比較

ステップ・ラップ・ラミネーションのデザインは、芸術ではなく、小さなパラメーターの研究として扱うことができる。.

5.製造業の現実：ステップ・ラップの利益が消えるところ

紙の上では、ステップラップは幾何学である。現場では、それはほとんど 順序と規律.

ラミネートの積み重ねが実質的な損失とノイズを決定する重要なスポット：

1. カット・トゥ・レングスとノッチング
   • 長さの公差はステップの位置決めに直接影響する。.
   • 角の切り欠きバリは、まさにフラックスが最も密集している場所にマイクロギャップを作る。.
2. ガイドホールとアライメントピン
   • 多段階ラップ設計では、段差の順序を正しく保つために、1つのラミネーションにつき1つか2つのガイド穴を使用することが多い。.
   • 時間を節約するため」にピンを迂回させると、パターンがドリフトし、測定されたロスが別の設計のように見えてしまう。.
3. 積み重ね順（「本）
   • 理論的な積み重ねの計算では、1ステップにつき整数冊の本を想定している。本が傷んだり欠けたりしたために生産チームが即興で対応する場合、スタックの厚さとフラックスパスは変化する。.
4. 応力緩和と平坦性
   • CRGOラミネーション ガイドは、アニール時の応力緩和と平坦性を重視している。平らでないプレートは積層時に曲げ応力を発生させ、損失とノイズの両方を悪化させる。.
5. コアの組み立てと再組み立て
   • 明確な手順とマーキングシステムがない限り、コアを開いて再組み立て（工場テスト、輸送、現場検査）するたびに、ステップアライメントがずれる可能性がある。.

完成コアではなく、ルース・ラミネーショ ン・スタックを購入する場合、これらの点 は、一部はサプライヤーに、一部はト ランスフォーマー工場に帰属する。通常、問題が発生するのはインターフェイスの部分です。.

6.RFQでステップ・ラップ・ラミネーション・スタックを指定する方法

メリットが欲しければ、それを正確に求めなければならない。.

ステップ・ラップCRGOラミネーション・スタックのRFQまたは技術仕様に明記すべき推奨項目：

1. 鋼種と損失クラス
   • 公称厚みと指定Bと周波数での保証コアロス。.
2. 共同コンセプト
   • ステップ数（例えば、5または7）のステップラップ。.
   • 許可されたジョイントタイプ（書面による承認なしに、単純なマイターやバットラップに戻すことはできない）。.
3. 幾何学的パラメータ
   • 目標とするラップの長さと許容誤差。.
   • ステップごとの増分。.
   • リムとヨークの最大長許容範囲。.
4. 組み立て方法
   • シングルシートまたはダブルシートのブック。.
   • 必要なビルディングファクターまたは最大スタック高さの偏差対理論値。.
5. スタックの品質管理
   • 規定のBで組み立てたコア（ヨークをクランプしたもの）のコア損失と励磁電流試験のサンプル。.
   • バリ、コーティングの欠陥、コーナーの損傷などの目視基準。.
6. ノイズへの期待（市場に関連性がある場合）
   • 厳しいdB制限を指定しなくても、同等のステップラップ設計から音圧の測定データを要求することができます。多くのサプライヤーがすでに測定しています。.

こうして、ラミネーションスタックは商品ではなく、損失やノイズの予算をコントロールできるようになるのです。.

7.大まかな数値感覚：1MVAのコアをステップラップに切り替える

1MVA、3相、3リムのスタックドコアを約30,000kWで使用する。 1.65 T CRGOの.

同じようなコアのマイター・ジョイントと5段ラップ・ジョイントの比較から：

• コアの総損失は約 2-4% 鋼材と形状を一定に保ちながら、マイターから5段ラップに移行する場合。.
• 無負荷時に引き出される皮相電力（VA）は、より強く減少する（報告されている改善幅は以下のオーダー）。 30% 着磁電流は接合部の局所飽和に敏感だからである。.

もともと1600Wの無負荷損失のコアの場合：

• あなたは次のようなことを期待するかもしれない。 1530-1560 W すべての製造条件がコントロールされているのであれば、よくできた5段階ラップ・デザインに移行した後に。.

騒音について

• 元の設計がすでに機械的にきちんとしたものであった場合 3-6 dB ただし、鋼材バッチ、切断、積み重ね、クランピングが基準試験と同じ基準を満たしている場合に限る。.

これらの数字を 桁 ガイダンスであり、保証ではない。図面と試験報告書の間の実際の広がりは、通常、セクション5の製造上の箇条書きに由来する。.

8.ステップ・ラップ・ラミネーションのデザインにサインする前のチェックリスト

このリストは、図面、オファー、または工場からの提案を検討する際のクイックフィルターとして使用します：

• [ステップ数とパターンを定義し（例：5ステップのシングルシート・ブック）、図面に記録する。
• [公称値だけでなく、公差で指定されたラップ長とステップ増分
• [四肢のBmaxを、類似のコアまたはプロトタイプから得られた臨界誘導のデータと照らし合わせる。
• [スタック高さの制限を含む。
• [ ] 切削、バリの限界、コーティングの要件が書かれている。
• [組立方法、ガイド穴、積み重ね順序は作業指示書に規定されている。
• [コアロス、励磁電流、（関連する場合は）ノイズの受入試験についてサプライヤと合意した。

これらのどれが欠けても、見積書に「ステップラップCRGOラミネーション」と書かれていても、あまり意味がない。.

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