CRGO 라미네이션 코어 손실(W/kg) 대 플럭스 밀도: 실용적인 선택 가이드

1. 코어 손실 대 플럭스 밀도: 곡선이 실제로 말하는 것

CRGO 데이터시트는 일반적으로 몇 가지 어려운 점을 알려줍니다:

• P1.5/50 또는 W15/50
• P1.7/50 또는 W17/50

때로는 그 중 하나만 가능합니다. 밀은 다음을 보장합니다. 하나 유도 지점이며, 커브의 다른 모든 것은 "일반적"입니다.

문제는 코어를 보증 지점에서 정확히 실행할 수 없다는 것입니다. "설계와 허용 오차에 따라 결정되는 자속 밀도"에 과잉 자속 이벤트, 노이즈 제한, 스태킹 현실을 더하여 실행합니다.

따라서 P-B 곡선을 다음과 같이 처리합니다:

• 보증 포인트구매용 앵커.
• 전체 P(B) 커브디자인 앵커.

기존 GOES 브로셔의 50Hz에서 일반적인 CRGO 데이터 세트는 0.23 및 0.27mm 등급(M-3 및 M-4)에 대해 다음과 같이 표시됩니다:

엔지니어는 알고 있지만 구매 담당자는 잘 모르는 세 가지 조용한 포인트:

1. 손실은 1.5T에서 1.7T 사이로 급격히 증가합니다. 위의 표에서 M-3의 경우 0.2T의 변화만으로도 약 52%(0.658 → 1.002W/kg)가 증가합니다.
2. B가 높을수록 두께가 더 심해집니다. 1.0T에서 M-3과 M-4의 차이는 ~0.055W/kg입니다. 1.7T에서는 그 차이가 ~0.14W/kg입니다. 에디 용어가 제 역할을 하고 있습니다.
3. "M등급" 라벨은 창에 불과합니다. 최신 카탈로그에 따르면 일반적인 0.23mm "M3"는 제철소와 강종에 따라 1.5T에서 약 0.7~0.8W/kg, 1.7T에서 약 1.08~1.17W/kg의 전력을 소비합니다.

따라서 누군가가 "이것은 M3, 0.23mm입니다"라고 말할 때 그것만으로는 충분하지 않습니다. 여전히 곡선 또는 적어도 두 개의 점이 필요합니다.

2. 플럭스 밀도 창을 먼저 결정한 다음 등급을 결정합니다.

CRGO 등급과 라미네이션 두께는 여러 가지 방법으로 선택할 수 있습니다. 가장 지루한 것이 가장 좋습니다:

현실적인 작동 플럭스 밀도 대역을 수정합니다, 다음 정상적으로 작동하는 강철 구매 그 밴드 안에.

오일 내 CRGO 코어의 경우 50Hz에서 대략적인 작동 시간, ONAN/ONAF 변압기 및 적절한 냉각 마진을 가정합니다:

• 배전 변압기(≤630kVA)
  • B_work: 1.55-1.65 T
  • 고손실 사양 라인은 정격 탭에서 1.7T를 사용하는 경우가 많으며 저손실 버전은 1.6T를 선호합니다.
• 중전압 변압기(최대 ~40MVA)
  • B_work: 1.6-1.7 T
  • 무부하 손실 페널티가 경미하고 설치 공간이 중요한 경우에만 1.7T로 밀어붙이면 소음과 과유량 제한이 문제가 됩니다.
• 건식 변압기
  • B_work: 1.5-1.6 T
  • 노이즈 및 부분 방전 제약은 일반적으로 플럭스를 한 단계 낮추며, 건식 유형은 과잉 플럭스와 국소 포화에 덜 관대합니다.
• 리액터, 50/60Hz의 특수 인덕터
  • 리플, DC 바이어스 및 손실 예산에 따라 1.2~1.5T까지 다양합니다.

이는 규정집의 값이 아닙니다. 현장 경험과 전력망 과전압 습관에서 살아남은 '사람들이 조용히 사용하는 수치'이기 때문입니다.

내부적으로 이 기간에 동의하면 성적 선택에 대한 잡음이 훨씬 줄어듭니다.

3. 플럭스 창을 핵심 손실 기대치로 변환하기

M-3/M-4 테이블을 간단한 모델로 사용하고 설계가 안정적으로 작동할 때 약 1.55T의 무게를 갖는다고 가정해 보겠습니다.

엔지니어들은 손실 대 B가 완벽한 거듭제곱 법칙은 아니지만 1.3~1.7T 사이에서는 '대략' 다음과 같이 작동한다는 것을 알고 있습니다:

P(B) ≈ P_ref - (B/B_ref)^n, 여기서 n은 강과 주파수에 따라 1.6-2.0 정도입니다.

이제 50Hz에서 몇 가지 시나리오를 정렬합니다:

• 1.5T에서 M-3: P ≈ 0.66W/kg(표)
• 1.6T에서 M-3: P ≈ 0.79W/kg(표)
• 1.7T에서 M-3: P ≈ 1.00 W/kg(표)

2,000kg 코어의 경우입니다:

• 1.5T에서 무부하 ~1.3kW
• 1.6T에서 ~1.6kW
• 1.7T에서 ~2.0kW

동일한 강철, 동일한 라미네이션 스택. B만 움직입니다.

따라서 구매 엔지니어에게 P1.5/50과 P1.7/50은 단순한 카탈로그 번호가 아니라 설계자가 구리를 절약하기 위해 플럭스를 0.1T 높일 경우 지불해야 하는 페널티를 정확히 파악할 수 있는 척도입니다.

4. Hi-B 또는 도메인 정제 강철은 언제 지불하는 것이 합리적인가요?

대부분의 Hi-B 또는 레이저 스크라이브 등급은 동일한 두께에서 기존 CRGO보다 손실 곡선에서 대략 한 단계 "더 나은" 위치에 있습니다. 0.23~0.30mm에서 약 0.7~0.9W/kg의 일반적인 P1.7/50 값이 최신 카탈로그에서 흔히 볼 수 있습니다.

그렇다고 해서 무조건 구매해야 한다는 의미는 아닙니다.

세 가지로 빠르게 생각하세요:

1. 손실 페널티 평생 비용
   • 유틸리티 또는 내부 소유 원가 모델을 사용하세요. 작업 유속에서 0.2~0.3W/kg의 추가 전력을 보증 수명 기간 동안 kWh로 환산합니다.
   • Hi-B의 라미네이션 스택 kg당 프리미엄과 비교하세요.
2. 디자인 푸시
   • 이미 B_work가 1.65T 이상이고 소음 또는 온도 제한에 근접한 경우, 저렴한 기존 등급은 여유 공간이 거의 없습니다.
   • Hi-B를 사용하면 동일한 B에서 더 낮은 손실을 얻거나 약간 높은 B에서 비슷한 손실(더 작은 코어, 더 적은 구리)을 얻을 수 있습니다.
3. 사양 안정성
   • RFQ에 P1.5/50 또는 P1.7/50 수치와 테스트 조건 없이 단순히 "M3, 0.23mm"라고만 되어 있으면, 밀에서는 그 달에 "M3" 서랍에 있는 모든 것을 제공할 것입니다. 한 달에는 기존 CRGO를, 다음 달에는 고투과성 변형을 혼합한 제품을 제공할 수 있습니다.

간단히 말해서, Hi-B를 결제할 때만 결제하세요:

• 무부하 손실에 대한 계약상 위약금이 있는 경우, 또는
• 컴팩트한 크기/소음 성능이 진정으로 필요하고 계산을 해본 적이 있는 분들입니다.

그렇지 않은 경우, 일반적으로 잘 지정된 기존 CRGO(명시적인 W/kg 제한이 있는)에 합리적인 B 창을 추가하는 것으로 충분합니다.

5. 라미네이션 두께: 실제 0.23 대 0.27 대 0.30 mm

이미 많은 블로그 게시물에서 두께와 손실을 정량적으로 비교하고 있습니다. 더 얇은 스트립, 더 낮은 와전류 손실, 더 높은 플럭스와 주파수에서 더 나은 성능, 더 높은 처리 비용이라는 일반적인 이야기는 여전히 유효합니다.

실용적인 방법으로 생각해 보세요:

• 0.23mm CRGO(흔히 "M3")
  • 배전 및 많은 전력 변압기에 대한 균형이 좋습니다.
  • 실제 오퍼의 일반적인 P1.7/50: 약 1.0-1.2W/kg.
• 0.27mm CRGO(흔히 "M4")
  • 더 저렴하고, 더 쉽게 처리할 수 있으며, 특히 1.6T 이상에서는 손실이 약간 더 높습니다.
  • 앞의 표를 보면 1.3T에서 1.7T로 갈수록 0.23mm 대비 손실 간격이 넓어지는 것을 알 수 있습니다.
• 0.30mm 및 0.35mm("M5/M6")
  • kg당 가격이 매력적입니다.
  • 매우 비용 중심적이거나 개조 프로젝트가 아닌 한, 1.7T에 가까운 무부하 손실은 그다지 매력적이지 않습니다.

따라서 "0.23은 프리미엄, 0.27은 표준, 0.30은 예산"이 아니라 이런 식으로 표현하세요:

"주어진 B 창과 손실 목표에 대해 구리, 탱크 및 kWh에 대한 위약금을 포함할 때 가장 저렴한 총 패키지를 제공하는 두께는 얼마입니까?"

현재 많은 최신 가이드에서는 배전 변압기에 대한 총 소유 비용 곡선을 사용하여 이러한 절충안을 명시적으로 보여줍니다.

6. 머티리얼 데이터와 라미네이션 스택: 판타지 수정하기

데이터 시트는 세심하게 준비된 스트립에서 측정됩니다. 코어는 스트립이 아닙니다.

세 가지 보정 요소가 나머지 요소보다 더 중요합니다:

6.1 라미네이션 / 적층 계수

스페이스매트의 GOES 브로셔에는 두께와 코팅에 따라 50psi에서 약 95-97%의 CRGO에 대한 일반적인 라미네이션 계수가 나와 있습니다.

즉,

• CAD 모델에서 "100% 강철" 스택 높이를 가정했다면 이미 유효 단면에서 몇 퍼센트가 벗어난 것입니다.
• 턴당 고정 전압에서 이는 생각보다 실제 B가 더 높다는 의미입니다.
• B가 높을수록 P(B) 곡선이 더 위로 이동하여 실제 손실이 모델 × 라미네이션 계수 × "플럭스 스퀴즈" 페널티에 더 가까워집니다.

6.2 빌딩 팩터(코어 대 엡스타인 프레임)

일본제철의 ORIENTCORE HI-B 데이터는 깔끔한 비교를 제공합니다:

• 스트립에서 테스트한 재료 코어 손실: 예: 1.7T, 60Hz에서 1.48W/kg.
• 3상 변압기 코어 내장: 동일한 공칭 지점에서 약 1.72W/kg.
• 건물 계수 ≈ 1.16.

코너 조인트, 플럭스 회전, T 조인트의 국부 포화, 겹치는 부분의 에어 갭 등은 모두 베어 스트립 테스트에서는 나타나지 않는 추가 와트를 추가합니다.

기존 CRGO 권선 또는 스택형 코어의 경우 설계 및 랩 스타일에 따라 약 1.1에서 1.3 사이의 빌딩 팩터가 일반적입니다.

6.3 온도

직관적이지 않지만 기억해야 할 점은 GOES의 경우 85°C에서 측정된 코어 손실은 종종 약간 lower 온도에 따라 저항이 증가하고 와전류가 감소하기 때문에 25°C보다 높습니다. 스페이스매트의 표에 따르면 1.0-1.7 T에서 W(85°C)/W(25°C)는 약 0.95-0.98을 기록합니다.

따라서 사양에는 "65°C에서" P1.7/50이 명시되어 있고 데이터시트에는 "20-25°C에서"라고 명시되어 있다면 손실은 분명한 방식으로 확장되지 않습니다. 여전히 공장에서 명시한 테스트 조건에 따라 검증해야 합니다.

7. 구매 및 엔지니어링 부서에서 CRGO 라미네이션 스택을 함께 지정하는 방법

다음은 위의 모든 사항을 방어 가능한 RFQ로 전환하는 간단한 워크플로입니다.

1단계 - 디자인 측면 입력 고정하기

트랜스포머 디자이너의 글입니다:

• 정격 탭(예: 1.60T) 및 예상되는 과유량 이벤트(예: 1분 동안 +10%)에서의 B_work.
• 정격 전압 및 온도에서 무부하 손실을 목표로 합니다.
• 코어 유형(3-레그 대 5-레그, 쉘 대 코어), 조인트 유형(마이터/스텝 랩), 와인딩 배열.

이를 통해 추정할 수 있습니다:

• 스트립에 필요한 P(B_work),
• 플러스 빌딩 팩터,
• 플러스 라미네이션 계수.

2단계 - 머티리얼 타깃으로 변환

예를 들어 다음과 같이 가정해 보겠습니다:

• 50Hz, ONAN 배전 변압기.
• B_work ≈ 1.6 T, 0.23 mm CRGO, 2,000 kg 코어.
• 정격 조건에서 코어 손실이 1.7kW 이하여야 합니다.

가정합니다:

• 건물 계수 ≈ 1.18(스택형 스텝랩 코어).
• 라미네이션 계수 ≈ 96%.

그러면 대략 1.6T의 스트립 레벨 목표가 됩니다:

kg당 코어 손실(스트립) ≈ 1.7kW/(2000kg × 1.18) ≈ 0.72W/kg(1.6T 기준)

M-3 표에서 0.23mm는 1.6T에서 ~0.79W/kg으로 이보다 조금 더 높습니다. 그게 말해주죠:

• 등급을 강화합니다(고급 M2/M3 또는 Hi-B에 가깝게),
• 또는 B_work를 약간 줄이세요,
• 또는 더 높은 무부하 손실을 감수하세요.

이것은 누군가의 머릿속이 아니라 디자인 노트에 표시되어야 하는 종류의 산술입니다.

3단계 - RFQ 언어로 입력

"CRGO M3, 0.23mm" 대신 다음과 같이 작성합니다:

CRGO 라미네이션 스택, 0.23mm, M108-23 이상에 해당하는 등급.

• P1.5/50 ≤ 0.70W/kg, IEC 60404-2 / JIS C 2550-1에 따라 보증됨
• P1.7/50 ≤ 1.05W/kg, 동일한 테스트 조건
• B50 ≥ 1.88T(5000A/m)
• 코팅: C-5 동급, 800°C에서 응력 완화 어닐링에 적합
• 라미네이션 계수 50psi ≥ 96%

위의 숫자는 참고용이지만, 이러한 문장 스타일은 양쪽 모두에 정직함을 유지하게 해줍니다.

4단계 - 전체 P(B) 곡선 요청하기

카탈로그 요약 라인에만 의존하지 마세요.

라미네이션 공급업체에 요청하세요:

• 제공된 등급 및 두께에 대해 최소 1.3-1.7 T 이상에서 50Hz에서 코어 손실 대 B.
• 숫자가 '일반' 또는 '보장'인지 표시합니다.

커브를 제공할 수 없다면 적어도 어떤 밀 데이터시트에서 실제로 구매하고 있는지 알려주어야 합니다.

8. W/kg 대 B가 까다로워지는 특별한 경우

멋진 엡스타인 프레임 곡선이 오해의 소지가 있는 몇 가지 상황을 소개합니다:

1. 복잡한 관절과 5개의 다리 코어
   • T-조인트와 요크의 로컬 B는 다리 B보다 10-20% 더 높게 작동할 수 있으며, 여기서 손실이 심하게 확대되어 소음 불만이 지배적입니다.
2. 하나의 코어에 혼합된 성적
   • 최근의 일부 작업에서는 비용과 손실의 균형을 맞추기 위해 등급을 혼합(예: 다리의 경우 Hi-B, 멍에의 경우 일반)합니다. 그러면 총 P(B)는 단일 W/kg이 아닌 가중 평균이 필요합니다.
3. 펀칭과 스태킹으로 인한 스트레스
   • "전단 상태"와 "어닐링" 조건은 보증 값뿐만 아니라 전체 곡선에 영향을 미칩니다. 1.5 T에서 수십분의 1 W/kg의 차이는 스트레스를 받은 상태와 스트레스를 받지 않은 상태의 GOES에 대해 문서화되어 있습니다.
4. DC 바이어스 및 불균형 부하
   • 코어에 DC 오프셋이 있거나 고조파 콘텐츠가 많은 경우, 정현파 B로 보정된 스타인메츠 스타일 모델은 플럭스 범위와 주파수에 따라 지수가 변경되므로 예측이 과소 또는 과대 예측될 수 있습니다.

이 중 하나라도 나타나면 여러분도 마찬가지입니다:

• 대표적인 라미네이션 스택을 직접 테스트하거나
• 철강 공급업체에 적합한 모델 매개 변수를 요구합니다.

9. CRGO 라미네이션 스택 주문에 대한 빠른 체크리스트

새로운 변압기 설계 또는 주요 요청에 대해 한 페이지에서 답변할 수 있는지 확인하세요:

1. 플럭스 밀도 창
   • 정격에서 B_work, 최악의 과잉 플럭스 이벤트에서 B_max.
2. 타겟 스트립 수준 손실
   • 허용된 kW와 가정된 건물 계수에서 암시되는 kg당 P(B_work)입니다.
3. 등급 및 두께 밴드
   • M 시리즈 라벨 또는 IEC 코드와 두께(0.23 / 0.27 / 0.30 mm).
4. 보장된 시험 포인트
   • P1.5/50 및/또는 P1.7/50 한계, 테스트 표준, 샘플 조건(전단된 상태와 어닐링된 상태).
5. 라미네이션 관련 세부 정보
   • 라미네이션 계수 요구 사항.
   • 버 높이, 평탄도, 코팅 유형, 어닐링 경로.
6. 인증 계획
   • 수신 코일 또는 라미네이션 스택을 샘플링하는 방법(주파수, 로트 크기, 테스트 방법).

이 상자 중 하나라도 비어 있으면 코어 손실 대 자속 밀도 곡선이 나중에 예상치 못한 와트의 형태로 해당 상자를 채웁니다.

10. FAQ: CRGO 라미네이션 코어 손실과 플럭스 밀도 비교