CRGO 라미네이션 두께 가이드: 0.23mm 대 0.27mm 대 0.30mm

실용적인 지름길만 원한다면 0.23mm는 손실과 라벨을 압박하는 데 적합하고, 0.27mm는 일상적인 작업에 적합하며, 0.30mm는 비용 중심적이고 생산 친화적인 선택입니다. 정답은 일반적으로 손실 자본화 수치, 공장 능력, 고객이 효율성에 대해 얼마나 진지하게 생각하는지에 숨겨져 있으며, 철강의 마케팅 이름에 있는 것이 아닙니다.

이 세 가지 두께가 사양에 계속 표시되는 이유

현대의 입자 지향 전기강은 작은 공칭 두께로 생산됩니다: 대부분의 카탈로그에서 0.18, 0.23, 0.27, 0.30 및 0.35mm입니다. 실제로 전력 및 배전 변압기는 0.23, 0.27 및 0.30mm를 표준 옵션으로 사용하며, 익숙한 M3, M4 및 M5 스타일 등급으로 판매됩니다.

더 얇은 라미네이션이 존재하는 이유는 이미 알고 계실 것입니다. 와전류 손실은 주어진 자속 밀도에서 두께의 제곱에 따라 대략적으로 증가하므로 두께를 0.30mm에서 0.23mm로 줄이는 것은 외관상 조정이 아닙니다. 동시에 실제로 피곤한 라인에서 0.23mm Hi-B를 슬릿, 스택 및 클램핑을 시도해 본 사람이라면 누구나 이것이 공짜 성능이 아니라는 것을 알고 있습니다.

따라서 진짜 문제는 "어느 것이 최선인가"가 아닙니다. "이 프로젝트에서 어떤 타협안이 가장 불편하지 않은가"입니다.

0.30에서 0.27, 0.23mm로 이동하면 실제로 달라지는 점

기존의 대표적인 데이터 세트 하나를 예로 들어보겠습니다. GOES. 한 곡물 지향 시트 공급업체는 1.7T 및 50Hz에서 일반적인 코어 손실을 M3 0.23mm의 경우 약 0.9W/kg, M4 0.27mm의 경우 1.12W/kg, M5 0.30mm의 경우 1.3W/kg으로 제시하고 있습니다. 이는 보편적인 수치는 아니지만 오늘날 "일반적인" 코일이 어떤 모습인지 잘 보여줍니다.

이 하나의 표에서 이미 주요 패턴을 확인할 수 있습니다.

0.30mm에서 0.27mm로 전환하면 동일한 플럭스 밀도에서 손실이 약 14% 감소합니다. 0.23mm까지 이동하면 0.30mm에 비해 손실이 30% 정도 감소합니다. 이러한 경향은 0.18, 0.23, 0.27, 0.30mm 배향강을 비교한 학술 연구에서 확인되었으며, 이 좁은 범위 내에서도 코어 손실과 자화 전류에서 눈에 띄는 차이를 발견할 수 있었습니다.

프로토타입 변압기에 대한 유한 요소 및 테스트 기반 연구에서도 0.23, 0.27, 0.30 및 0.35mm 세트 사이에서 적층 두께와 재료 등급이 변함에 따라 코어 손실이 크게 변화하는 것으로 나타났습니다. 따라서 브로셔의 낙관론이 아니라 실제 수치입니다.

물론 더 얇게 만드는 순간 다른 곳에서 비용을 지불해야 합니다. 동일한 순 단면에 더 많은 라미네이션, 더 많은 단열층, 더 많은 절단 시간, 버 및 두께 변화로 인한 국부적인 틈과 추가 손실이 발생할 가능성이 더 커집니다. 제조업체의 현장 보고서와 공정 노트에는 작은 두께 변화나 부정확한 각도로 인해 이미 손실과 소음이 발생한다는 불만이 계속 제기되고 있습니다.

따라서 손실, 제조 가능성, 비용이라는 세 가지 측면이 서로 맞물려 있습니다.

0.23 대 0.27 대 0.30mm 한눈에 보기

다음은 일반적인 상업 데이터와 대부분의 공장에서 작업 현장에서 볼 수 있는 것을 사용하여 간결하게 비교한 것입니다. 손실 값은 보증이 아닌 참고용이지만 비율은 대표적인 수치입니다.

이것이 물리학 요약입니다. 이 글의 나머지 부분에서는 이러한 숫자가 실제로 도면을 변경하는 경우에 대해 설명합니다.

0.23mm가 BOM에서 자리를 잡을 때

일반적으로 다음 세 가지 중 하나에 해당하는 경우 0.23mm를 정당화합니다.

첫째, 무부하 손실이 막대한 수익을 창출하는 경우입니다. 많은 유틸리티 입찰과 에너지 효율 제도는 기본적으로 손실 자본화 공식을 통해 코어 손실의 모든 와트에 가격을 책정합니다. 손실 자본화 계수가 높으면 무부하 손실의 20% 또는 30% 감소의 현재 가치가 추가 철강 및 처리 비용보다 더 큰 경우가 많습니다. 이 계산은 우아하지는 않지만 일반적으로 결정적인 역할을 합니다.

둘째, 소형화를 추구하는 경우. 적층이 얇아지면 여러 등급에서 동일한 손실 목표에 대해 더 많은 자속 밀도를 허용할 수 있으며, 이는 동일한 변압기 정격에 대해 더 작은 단면을 의미합니다. 이렇게 하면 탱크가 줄어들고 오일 부피가 줄어들며 때로는 각 치수가 1~2센티미터씩 줄어듭니다. 도시 배전 변압기, 패드 장착형 장치 또는 설치 공간이 제한적인 재생 에너지의 경우 이는 가시적인 효과입니다.

셋째, 소음 한계와 싸우고 있는 경우. 여러 공장에서 다른 특성에 나쁜 영향을 주지 않으면서 자기 변형과 철 손실을 줄이기 위해 기계적 또는 에칭 그루브 처리를 사용하여 도메인 정제된 0.23 및 0.27mm 제품을 제공합니다. 0.23mm 두께의 저소음 제품 시리즈는 엄격한 소음 수준 조항이 있는 변압기용으로 널리 판매되고 있습니다. 소음 예산이 이미 빠듯한 경우 스텝 랩 조인트, 우수한 클램핑, 0.23mm Hi-B를 결합하면 마진을 확보할 수 있는 간단한 방법입니다.

그 대가는 공장 측에서 지불합니다. 두께가 얇을수록 취급 손상과 구부림에 더 민감하며 두께가 0.23mm 이하로 떨어지면 절단, 적층, 어닐링 공정 창이 더 좁아집니다. 업계에서는 이러한 시트는 급격하게 구부려서는 안 되며, 스트립 단계 내에서 약간의 두께 변화만 있어도 적층과 최종 손실 모두에 문제가 발생한다고 강조합니다.

더 쉬운 디자인 목표와 더 까다로운 생산 관리를 맞바꾸는 것입니다.

0.27mm가 합리적인 기본값으로 느껴질 때

많은 제조업체가 0.27mm M4를 효율성과 비용 사이의 균형점으로 설명하는 데에는 그만한 이유가 있습니다. 앞의 손실 표를 보면 0.27mm는 0.30mm에 비해 얇아지는 이점을 대부분 회복하는 동시에 0.23mm가 가져오는 최악의 생산 고통을 피할 수 있습니다.

일반적인 50 또는 60Hz 배전 변압기에서 0.30mm에서 0.27mm로 줄이면 동일한 자속 밀도에서 코어 손실이 10~15% 정도 줄어듭니다. 이는 설계 철학에 큰 변화 없이 중간 수준의 효율 등급으로 더 깔끔하게 도달할 수 있는 경로로 나타납니다. 전체 코어 창을 다시 그릴 필요 없이 자속을 조금 더 높이거나 동일한 인덕션에서 더 낮은 손실을 수용하기만 하면 됩니다.

작업 현장에서는 0.27mm가 여전히 익숙한 강철처럼 작동합니다. 적층 계수는 0.30mm보다 약간 낮지만 크게 낮지는 않으며, 굽힘 강도와 모서리 내구성은 0.23mm보다 관리하기가 더 쉽습니다. 자동 및 수동 스태킹을 혼합하여 사용하는 공장의 경우 이러한 기계적 마진은 서류상으로 보이는 것보다 더 중요합니다.

요컨대, 고객이 괜찮지만 극단적인 효율을 기대하지 않고 플랜트가 M4 코일에 맞춰져 있는 경우 일반적으로 0.27mm가 가장 위험도가 낮은 답입니다.

0.30mm가 여전히 의미 있는 경우

0.30mm는 "낡은" 크기이므로 폐기해야 한다고 생각하기 쉽지만, 여전히 합리적일 수 있는 상황도 있습니다.

첫째, 자본화 에너지 비용이 낮은 경우입니다. 일부 산업 또는 지역 전력망은 여전히 무부하 손실의 모든 추가 와트에 대해 높은 가격을 책정하지 않습니다. 손실 자본화 계수가 적고 요금이 낮은 경우, 0.27 또는 0.23mm로 낮추는 데 걸리는 투자 회수 시간은 자산 소유자가 만족할 수 없을 정도로 길어질 수 있습니다.

둘째, 설계가 보수적인 자속 밀도에서 실행되는 경우입니다. 카탈로그에 인용된 코어 손실 수치(예: 0.30mm의 경우 1.7T에서 약 1.3W/kg)는 상대적으로 높은 인덕션을 가정한 것입니다. 1.5T 이하에서 실행하고 부하 손실이 지배적인 경우 코어 손실 감소의 상대적 중요성이 줄어듭니다.

셋째, 일부 더 높은 MVA 장치에서는 재료 흐름과 권선 복잡성이 경제성을 결정합니다. 적층 두께가 약간 두꺼우면 적층 계수가 조금 더 높아지고 작은 조립 오류에 더 관대해집니다. 이는 품질 관리가 유한한 실제 공장에서 순수한 손실 이점을 능가할 수 있습니다.

따라서 0.30mm는 레거시 도면에만 유용한 것이 아닙니다. 일부러 약간의 철 손실을 감수하고 견고함과 단순함을 추구할 때도 여전히 유용합니다.

대략적인 수치를 통한 간단한 정신 상태 점검

아주 간단한 예를 들어 규모를 가늠해 보겠습니다. 변압기 코어에 약 400kg의 CRGO가 사용된다고 가정해 보겠습니다. 이는 중형 배전 장치의 경우 대략적인 수치이지만, 정확한 등급보다 중요한 것은 방법입니다.

앞서 표시된 수치를 사용하면 1.7T에서 0.30mm M5는 약 1.3W/kg, 0.27mm M4는 약 1.12W/kg, 0.23mm M3는 약 0.9W/kg이 될 수 있습니다.

동일한 플럭스 밀도에서 이는 다음과 같습니다:

0.30mm 코어는 무부하 코어 손실이 약 520W입니다. 0.27mm 코어는 약 448W, 0.23mm 코어는 약 360W를 소모합니다.

따라서 0.30mm에서 0.27mm로 이동하면 약 72W가 절약되고, 0.30mm에서 0.23mm로 이동하면 약 160W가 절약됩니다.

매일 하루 종일 가동되는 변압기는 연간 8,760시간의 무부하 에너지를 소비합니다. 이러한 차이는 0.30mm 설계에 비해 연간 약 631kWh와 1,402kWh의 에너지가 절약된다는 의미로 해석할 수 있습니다.

예를 들어 소유자의 에너지 가치가 kWh당 0.10 통화 단위인 경우, 0.27mm 옵션은 연간 약 63단위, 0.23mm 옵션은 연간 약 140단위를 절약할 수 있습니다. 할인을 무시하더라도 10년을 기준으로 하면 이는 수백 단위에서 수천 단위 이상의 가치로 바뀝니다. 상업적 제안에서 볼 수 있듯이 0.23, 0.27, 0.30mm 코일 간의 강철 가격 차이는 변압기당 그보다 훨씬 낮은 경우가 많습니다.

실제 프로젝트에는 정확한 플럭스, 듀티 사이클, 부하 손실, 온도 제한 등 더 많은 용어가 포함됩니다. 하지만 이와 같은 매우 대략적인 점검을 통해 에너지 가격이 중요한 곳에서는 0.23mm가 매력적으로 보입니다.

때때로 두께보다 더 중요한 다른 레버

두께만 당길 수 있는 것은 아니며, 때로는 두께가 가장 먼저 움직여야 하는 핸들이 아닐 수도 있습니다.

도메인 세분화 및 Hi-B 가공은 기계적 홈이나 에칭 패턴을 사용하여 자기 도메인을 분할함으로써 동일한 두께에서 손실을 크게 줄일 수 있습니다. 예를 들어, JFE의 JGSD 제품은 0.23 및 0.27mm 판재에 선형 홈을 사용하여 자기 변형에 큰 영향을 주지 않으면서 철 손실을 줄입니다. 아시아와 유럽 전역의 공장에서는 라미네이션 게이지를 변경하지 않고도 목표물에 더 가까이 다가갈 수 있는 유사한 "저손실" 변형을 제공합니다.

기하학적 디테일도 설계자를 놀라게 합니다. 스텝 랩 조인트, 더 나은 연귀 각도 제어, 라미네이션 크기와 버에 대한 더 엄격한 허용 오차는 코어 손실과 음향 소음을 모두 줄여줍니다. 최근 코어 제조업체의 지적에 따르면 적층 크기나 버 두께의 작은 편차도 고르지 않은 간격을 만들고 소음과 손실을 증가시킨다고 합니다.

스트립의 재료 두께 변화, 엉성한 절단 각도, 클램핑 불량으로 인해 0.30mm에서 0.27mm로 이동하는 이론적 이득이 쉽게 사라집니다. 그렇기 때문에 일부 공장에서는 0.23mm Hi-B 등급으로 공격적으로 전환하기 전에 먼저 더 나은 디코일링, 절단, 응력 완화 어닐링 및 적층 공정에 투자합니다.

따라서 게이지를 변경하기 전에 기존 라인이 실제로 데이터시트에서 가정한 성능을 제공하고 있는지 확인하는 것이 좋습니다.

등급 및 용도별 두께를 고려하는 방법

여러분만의 경험 법칙이 있겠지만, 아래 패턴은 많은 디자인 팀이 스프레드시트와 공급업체 호출을 완료한 후 사용하는 것과 일치합니다.

규제 손실 한도와 에너지 라벨이 엄격하고 수십 년 동안 전원이 공급되는 소형 배전 변압기의 경우 0.23mm가 지배적인 경향이 있습니다. 코어 손실의 수명 비용은 매우 영향력이 크기 때문에 조금만 개선해도 추가적인 재료 및 공정 관리가 필요합니다.

일반적인 11 또는 33kV 그리드에서 수백 kVA에서 수 MVA에 이르는 중간 범위의 경우 0.27mm가 실용적인 표준인 경우가 많습니다. 이를 통해 공장 워크플로우를 기존 패턴에 가깝게 유지하면서 대부분의 입찰 요건과 BEE 또는 에코디자인 스타일의 효율 수준을 충족할 수 있습니다.

대형 전력 변압기, 특수 산업용 변압기 또는 에너지 가격 및 규제가 덜 공격적인 시장의 프로젝트의 경우 0.27mm와 0.30mm가 공존합니다. 고객이 명시적으로 고효율을 요구하는 경우 0.27mm를, 설계 팀이 무부하 손실의 작은 이익보다 검증된 프로세스, 기계적 마진 및 단위당 비용을 우선시하는 경우 0.30mm를 볼 수 있습니다.

이것은 딱딱한 맵이 아닙니다. 팀 내에서 논쟁 시간을 줄일 수 있는 방법입니다.

조용히 선택을 유도하는 공급망과 현실적인 제약 조건

재료 가용성은 여전히 중요합니다. 글로벌 공급업체는 다양한 등급과 두께의 재고를 보유하고 있으며, 변압기 제조업체에 맞춰 최소 주문 수량과 폭 범위가 조정된 M3 0.23mm, M4 0.27mm, M5 0.30mm와 같은 표준 세트를 인용하는 경우가 많습니다. 물량이 많지 않은 경우 진정한 프리미엄 0.23mm 등급은 대량 생산 시에만 경제적인 반면, 0.27 및 0.30mm는 보다 유연한 조건이 적용됩니다.

일부 카탈로그에서는 0.23~0.27mm 범위의 두께 허용 오차 밴드와 0.30~0.35mm 범위의 두께 허용 오차 밴드를 다르게 강조하기도 합니다. 이는 단순히 서류상의 품질 라인이 아닙니다. 더 엄격한 두께 제어는 적층 동작과 최종 코어 손실에 직접적인 영향을 미칩니다.

마지막으로, 기존 툴링은 미묘한 제한이 있을 수 있습니다. 절단 라인, 스텝 랩 툴링 및 어닐링 오븐은 종종 특정 폭과 두께 범위에 맞춰 크기가 정해져 있습니다. 일반적으로 0.30~0.27mm로 슬라이딩하는 것이 안전합니다. 0.23mm로 넘어가면 평탄화, 절단 및 적층에서 이전에는 전혀 드러나지 않았던 약점이 드러나는 경우가 있습니다.

따라서 여러 공급업체에 대한 사양을 작성하는 경우 브로셔에 표시된 내용뿐만 아니라 필요한 볼륨에서 진정으로 잘 처리할 수 있는 두께에 대해 솔직하게 이야기하는 것이 좋습니다.

다음 디자인 검토를 위해 정리하기

마케팅을 제외하면 0.23, 0.27, 0.30mm CRGO 라미네이션의 선택은 대부분 현금 흐름, 공정 안정성 및 리스크에 관한 것입니다.

고객이 절약한 와트당 비용을 지불하고 공장의 제어를 신뢰한다면 0.23mm는 큰 의미가 있습니다. 코어 손실을 크게 줄이고 소음과 풋프린트를 줄이며 최신 고효율 기대치에 부합합니다.

작업 현장의 생활을 복잡하게 만들지 않으면서도 높은 효율성을 원한다면 0.27mm가 매우 안전한 중심점입니다. 많은 유틸리티와 OEM이 바로 이러한 이유로 조용히 표준화하고 있습니다.

예측 가능한 제조, 보수적인 운영, 관대한 규제 환경에서의 초기 비용 최소화를 우선시한다면 0.30mm가 여전히 유효합니다.

마그네틱 디자인뿐만 아니라 공정, 공급업체 및 고객의 시간적 범위와도 일치하는 라미네이션 두께를 선택하세요. 강철 자체는 이야기의 절반에 불과하며, 절단, 적층 및 클램핑 방식에 따라 이론적 이점이 데이터시트를 벗어날지 여부가 결정됩니다.