4. Cấu trúc nội dung của luận văn
1.5. Ứng dụng vào chế tạo lõi máy biến áp và máy biến dòng
Khoảng những năm 80 của thế kỷ XX, thép VĐH (thép biến áp siêu mỏng) ra đời. Nhờ vào thành phần và cấu trúc vi mô đặc biệt, thép VĐH đáp ứng cả 3 yêu cầu để giảm tổn hao lõi là: lực kháng từ rất nhỏ, HC ~ 5-10 A/m (so với ~50-100 A/m của tôn silic); độ dày tự nhiên của lá thép rất nhỏ, td ~ 0,03 mm
(so với ~50-60 μΩcm của tôn silic). Nhờ vào các tính chất trên mà tổn hao lõi của thép VĐH giảm mạnh so với thép silic loại tốt nhất [5].
Hình 1.13. Lịch sử tổn hao không tải của MBA 50 kVA [12,7]
1,2 0,8 0,4 0 0,2 0,4 0,6 1,0 H(A/m) 1,6 0,8 1,2 1,4 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 0,4 0,8 1,2 1,6 B (T) Thép vô định hình Thép silic
Hình 1.14. Biểu thị đường cong từ trễ của vật liệu VĐH và thép silic [10]
Nhìn đồ thị ở Hình 1.13 ta thấy bắt đầu từ năm 1955 cho đến nay, xu hướng của thế giới chọn vật liệu VĐH làm lõi thép cho MBA để giảm tổn hao không tải.
thép VĐH.
Vật liệu từ mềm được đặc trưng bởi các tính chất từ mềm cơ bản sau: - Cảm ứng từ bão hòa BS cao.
- Lực kháng từ HC nhỏ - Bề dày từ nhiên t nhỏ - Điện trở suất ρ lớn.
Vật liệu từ mềm vô định hình và nanomet có tổn hao từ trễ (Ph) nhỏ do có HC nhỏ và BS cao, tổn hao dòng xoáy (Pe) nhỏ do có bề dày tự nhiên nhỏ, điện trở suất ρ lớn. Tổn hao năng lượng tổng cộng PT trong lõi dẫn từ bao gồm tổn hao từ trễ và tổn hao dòng xoáy do đó nhỏ. Như vậy có thể tăng tần số làm việc f và giảm kích thước lõi. Lõi dẫn từ vô định hình và nanomet có khả năng hoạt động ở dải tần số tới 100 kHz, vì có BS cao và tổn hao lõi P nhỏ.
Bảng 1.1: So sánh một số thông số kỹ thuật của thép vô định hình và thép cán nguội. Tính chất Một số đặc tính Thép VĐH Thép cán nguội Ghi chú Từ tính Suất tổn hao (W/kg) 0.23 1.72 Thép VĐH Suất từ hóa (VA/kg) 0.37 5.2 1,36 Tesla Từ cảm bão hòa BS( T) 1.54 1.86 Thép cán
nguội Điện trở suất (∙cm) 130 50 1,74 Tesla
Tính chất vật lý
Bề dày lá thép (m) 30 270-300 Khối lượng riêng
(g/cm3)
7.18 7.65
Vật liệu từ vô định hình và nanomet có thể dùng trong các thiết bị: máy tính cá nhân, thiết bị đo lường, thiết bị y tế, máy thu hình, máy hàn tần số cao, đầu ghi từ và nhiều loại sensor,….
Lõi dẫn từ vô định hình được sử dụng phổ biến nhất dưới dạng nửa chữ U. Băng vô định hình được cuốn thành xuyến, xử lý nhiệt, tẩm sấy, gắn keo epoxy, cắt đôi thành hai nửa chữ U.
Hình 1.15. Tổn hao không tải và có tải của MBA khô VĐH[17]