ビルディングファクター：組み立てた変圧器鉄心の損失がカタログ値より大きくなる理由
製鉄所の鉄損値は理想条件下で単板試料を用いて測定されます。完成した鉄心では、接合部、切断、締め付けによって損失が増えます。その原因を知ることで、グレード選定と加工仕様の指定に役立ちます。
宝鋼の方向性電磁鋼板の各グレードには最大鉄損の保証値があります。例えば B27R090 は 1.7 T・50 Hz で 0.90 W/kg です。この値は圧延方向に正確に磁化した試料で測定されたものです。完成した鉄心はそのような理想条件では動作しないため、1 kg あたりの無負荷損は大きくなります。両者の比をビルディングファクターと呼びます。
追加損失の原因
- 接合部：コーナー部や T 接合部では磁束が向きを変え、微小なエアギャップを通過するため、鋼板の一部が圧延方向から外れて磁化されます。方向性電磁鋼板はその方向で特性が大きく劣ります。
- 切断ひずみとバリ：スリットや切断で端部にひずみが生じ、バリが高いと層間絶縁を貫いて局所的な渦電流が発生します。
- 締め付けと取り扱い：過大な締め付け、曲げ、落下は鋼板に応力を与え、損失を増やします。
- 磁束分布：三相鉄心では脚とヨークの間で磁束が均一でなく、T 接合部付近では回転磁束が生じます。
接合部の設計が最も大きく影響する
斜め接合は突き合わせ接合よりも磁束を圧延方向に近く保ちます。ステップラップ接合はさらに有利で、接合位置を複数層にわたってずらすことで、磁束が隣接する板を通って各ギャップを迂回できます。このため配電用・電力用変圧器で広く採用されており、無負荷電流や騒音も下がる傾向があります。
グレード選定への影響
より良いグレードは、鉄心がきちんと組み立てられて初めて効果を発揮します。一般材から磁区細分化材に替えると材料の鉄損は下がりますが、バリが高かったり接合部の合わせが悪かったりすると、その効果の多くが失われます。見積りを比較する際は、グレードの保証鉄損とその背後の加工品質の両方を確認してください。
- 接合方式と、ステップラップ鉄心の場合は段数を指定する。
- スリット材の最大バリ高さと幅公差を取り決める。
- 切断後に鉄心を焼鈍する場合は、事前にグレードを供給元に確認する。熱処理によって一部のタイプでは磁区細分化の効果が失われることがある。
- 積層時は鋼板を平らに保ち、曲げないようにする。
当社がお手伝いできること
当社は宝鋼の方向性電磁鋼板を供給し、広州華鑫実業有限公司の湖南支社で斜め接合またはステップラップ用の鋼板に切断します。鉄心図面と目標損失をお送りいただければ、グレードと加工方法をあわせてご提案します。
