James 发表于 2008-7-17 08:37

ST技术详解

1 什么叫 ST 技术
ST 技术 = 提升特斯拉(磁密) + 省铜 + 省铁。系一升二省的简称、缩写。漆包铜线价格猛涨,减匝省铜、铝代铜成为变压器降低成本、增加利润、抢订单、争市场的重要手段。要想省铜、省铁,首先要提升铁心磁密。目前的硅钢铁心生产技术,提升磁密、省铜、省铁尚有 10~30% 的潜力可挖。一克铜线 8 分钱,铜重 1 公斤的变压器,省铜 10~20% ,即省钱增利 8~16 元。这项技术,不需要增加设备、仪器、人力、能耗,只要改善工艺,改进技术管理就可实现。下面介绍 ST 技术前沿市场动态。

2 EI 型铁心 ST 升磁技术
影响 EI 片电磁品质的要素有三个,一是材质,二是机械应力,三是气隙。 ST 生产技术就是围绕降低机械应力,减小气隙,而展开的工艺改善。技术管理上重点治理五混乱。

2.1 EI 片电磁品质 ST 分类
由于开料刀具与冲模结构上的原因,微观 EI 片,可将它分为 6 个层次,简称为 A 片、 B 片、 C 片、 D 片,及 SI 片、 XI 片。其中, A 片为优质品, B 片、 C 片为中质品, D 片为低质品。目前市场上,以 D 片与 I 片组合后最差的电磁性能,作为行业类交货、验收、设计、生产、使用的判据,由于五混乱,将其中的优质品、中质品被埋没了,没有起到优质优用的作用,可以说低质片当道,优质片蒙怨。一粒老鼠屎毁了一锅粥。

2.2 ST 气隙磁阻、激磁电流调小技术
微观 EI 片气隙有五部分组成: ① 塌角层形成的气隙; ② 断裂层形成的气隙; ③ 光亮层形成的气隙; ④ 毛刺层形成的气隙; ⑤ 凸模磨斜, I 片、内 E 片切口倾斜进入凹模、倾斜出料,与内模腔磨擦产生斜角形成的气隙。调小上下模刀口间隙,磨削刀口,或大马拉小车,改变分断速率,可使塌角层、断裂层、毛刺层减小,光亮层加大,从而使气隙减小,激磁电流猛减。
EI 片装配方式有 16 种之多,其中接口呈喇叭形的气隙大,磁阻大,激磁电流特大;接口为凸凹互补形的,激磁电流猛减,可使 B 片、 D 片电磁品质一步升天成为优质品。

2.3 ST 开料技术
开料品质是保证 EI 片质优的重要环节。
a 、控制开料应力表现。加工过程中产生的各种机械应力,是 EI 片电磁品质劣化的重要因素。它看不见,摸不着,但有表现,因此,控制应力表现,就可控制应力大小。条料卷边大, C 弯大, L 弯大,扭曲大,切口断面塌角大,光亮层小,应力就大,电磁品质就差,反之则优。
b 、控制开料应力产生根源。开料刀口 R 角、上下刀间隙、重叠量、夹板或胶棍夹持力,是条料产生应力表现的根源,控制好这些参数,才能保证分条料电磁品质。
c 、 ST 刀位、料位标识。分条料料位、刀位不同,相互间电磁性能相差 15~20% ,因此,要分别标识,分开堆放,分开使用,混乱交替使用,是造成 EI 片电磁品质优劣混杂的重要原因。
d 、 ST 防掉 I 片技术。微观硅钢料厚度,有 ±4% 的公差,有 4% 的同板差,中间厚、边上薄,这卷料薄,那卷料厚,薄的 I 片与厚的 E 片组合在一起, I 片夹不住,就产生掉片、振动、叫声。 ST 技术,将防掉 I 片作为开料、冲片操作中一项控制项目,提升 EI 片的实用性。

2.4 ST 冲片技术
冲片工序是决定 EI 片电磁品质的主战场。
a 、控制冲片应力表现。 EI 片卷边大, C 弯大, L 弯大,板形大,切口断面塌角层大,光亮层小,毛刺大,电磁性能就差,表现为激磁电流大,铁耗大,反之则优。
b 、控制冲片应力产生根源。直平机中钢带绕曲及储片机中 S 弯,使 EI 片电磁性能劣化 2~4% ;冲模上下刀口间隙大,则塌角层大,光亮层小,毛刺大,电磁性能就差;凸模刀口磨斜,使 EI 片接口产生斜角,气隙增大,激磁电流猛增;内模腔压缩 I 片,内 E 片产生的机械应力,使内模片电磁性能劣化;冲床吨位数,小马拉大车,应力大, EI 片电磁性能差;大马拉小车,应力小, EI 片电磁性能优。
c 、 ST 出料分类与包装。由于开料刀具、冲模结构上的原因,条料、 EI 片电磁性能产生了大约 25~40% 的差异。只有把它分类,分开包装,分开标识,分开使用,才能扬长避短,提升铁心电磁品质。混杂一堆,只能当低质品使用,这是导致变压器费铜、费铁、成本上升的重要原因。
d 、 ST 用油技术。 ST 技术使用 PO—282 快干防锈冲剪油,它有五个方面功能: ① 润滑,防止刀口拉伤,延长模具使用寿命; ② 快速冷却模具刀口,延缓刀口磨损钝化速率、延缓毛刺增长速度,增加 EI 片优质品冲制吨位数; ③ 快速挥发,单片 1 分钟干燥,叠片 12 小时内干燥; ④ 短期防锈,有效期七天; ⑤ 节能、高效,使退火时间节省 3 小时,省电 20~30% 。
e 、 ST 磁测、磁计算、磁调控技术。磁测是 EI 片厂的 X 光、 B 超机,让 EI 片电磁品质一目了然;用磁计算来选择硅钢材料,指挥开料排刀,选择冲模、选择冲床吨位数,选择热处理温度,选择装配方法,一切围绕用户订单电磁指标进行磁调控,减少盲目生产,做到心中有数,了如指掌。

2.5 ST 热处理技术
退火是消除铁心机械应力,修复破损的晶粒提升铁心电磁品质的重要手段。
a 、 ST 磁目的退火工艺。磁目的有重点降低激磁电流;重点降低铁损耗,重点提升铁心导磁率、电感量,根据不同的磁目的确定温度、时间、降温速率。
b 、 ST 硅钢牌号升级退火工艺。让铁耗猛降,使低牌号材质升为高牌号性能,以此降低进料牌号价位。
c 、 ST 节能、高效退火工艺。此工艺可省电 20~30% ,省时 3 小时, 1m3 炉每天退 3~4 炉,每炉能耗由 300~400 度降为 220 度电。
d 、 ST 省气技术, ST 测温技术, ST 发黑技术,等等。
3 EI 型变压器 ST 省铜、省铁技术
要想抢到变压器订单,节支增利、开发、开展省铜、省铁研究十分重要而且紧迫。

3.1 变压器老产品 ST 省铜技术
省铜的前提,就是变压器的各项技术指标不能变,要满足原图的电气参数; ① 输出电压; ② 电压调整率; ③ 允许温升; ④ 空载电流; ⑤ 空载损耗; ⑥ 耐压; ⑦ 绝缘电阻; ⑧ 功率因数; ⑨ 合闸冲击电流; ⑩ 噪声; ⑾ 过电压状态不产生磁饱和。
ST 分类技术, ST 气隙磁阻、激磁电流调小技术,可使 D 片、 B 片激磁电流猛降,因此,有条件把初次级匝数减少,实施减匝省铜操作。具体的操作方法是: ① A 片、 B 片、 C 片、 D 片升磁率测试; ② 计算减匝方案; ③ 寻找满足变压器各项技术指标(上述 11 项)的最佳减匝方案; ④ 减匝、省铜、省线计算; ⑤ 小量试生产; ⑥ 批量生产; ⑦ 超差品调控措施。

3.2 黑片代白片 ST 省铜技术
自购退火炉,自产黑片,可达到双重省钱、增利效果。 ① 自产黑片,每吨省钱 400~500 元; ② 对黑片变压器实施减匝、省铜、省钱; ③ 黑片代白片,用 ST 技术处理,看似白片,实际是黑片,实施双重减匝、省铜; ④ 实施 ST 铁心材料牌号升级处理,用低牌号代高牌号,省掉材料牌号价位差。

3.3 用无孔片代有孔片 ST 省铜技术
铁心片中安装孔,使磁路磁阻猛增,使磁心片的电磁性能严重劣化。若改用无孔片,激磁电流猛减,铁损耗猛减,实施减匝、省铜、省钱效果最显著。

3.4 变压器新产品设计,省铜、省铁 ST 技术
对各供应商 A 片、 B 片、 C 片、 D 片在 ST 最佳装配条件下进行磁化曲线、铁损曲线测试,制订企业设计标准,铁心片订货、进料检验标准,按 ST 优化曲线设计变压器,就可设计出、生产出省铜、省铁、体积小、重量轻的变压器。

4 环形铁心 ST 生产技术
环形铁心 ST 生产技术,包含三个方面技术。

4.1 硅钢材料代用技术
行业内俗称:取向硅钢新料,俗称 A 料;拆旧取向硅钢料,俗称 B 料;无取向硅钢新料,简称 C 料。以 B 料代 A 料,以 C 料代 B 料,是环型铁心生产的潮流。

4.2 环型铁心电磁品质 ST 提升技术
通过改进开料、卷绕、焊接、退火工艺,及技术管理,提升铁心电磁品质,为变压器减压省铜提供技术支持。

4.3 快速准确的 ST 磁测技术
对原材料与产品进行磁分类,磁调控,使环型铁心电磁品质比老工艺有较大的提升,从而实施优质优用。

5 环型变压器省铜、省铁 ST 技术
5.1 老产品 ST 省铜技术
对铁心进行磁分级,在满足老产品各项技术条件下,按优质优用原则,实施减压省铜操作。

5.2 新产品 ST 省铜省铁技术
对环型铁心测量 B-H 线, B-Ps 曲线,制定铁心企业电磁标准,订货标准、进料检验标准、变压器设计标准,就可设计、生产由省铜、省铁、体积小、重量轻的新产品。

6 变压器 ST 铝代铜技术
6.1 漆包铝线比铜线轻 70% ,电阻率大 57% ,价廉,铝线单价是铜的 43% ,由于轻与廉的双重作用,线材成本可下降约 83% 。因此,铝代铜是变压器降低成本的有效途径。由于铝线焊接不如铜线方便,故市场上出现了铜包铝线,焊接起来与铜线一样方便。

6.2 铁心尺寸不变,电压调整率,允许温升不变,使用铝线,输出功率要下降 20% 。若要功率不变,则铝线要加粗约 28% 左右,铁心要放大一档。

6.3 以 EI-66×36 主了骨架为例,铁心尺寸不变,功率不变,线径不变,全铝代铜,则温升上升约 20 ℃ ,将绝缘等级由 A 级升为 B 级,匝数调整一下,就可满足。线材成本由 16.8 元降为 2.86 元,降幅 83% ;若采用半铜半铝,即初级为铝线,次级为铜线,或相反,则温升上升约 10 ℃ ,将绝缘等级由 A 级升为 E 级,匝数调整一下就可满足。线材成本降为 9.85 元。降幅 41.5% 。

6.4 对于温升有余量,窗口有余量,磁密取值保守的老产品,采用 ST 技术,将铁心磁密大大提升,减压 10 、 20 、 30% ,把省下的空间加粗铝线径,使线圈电阻不变,温升不超标,实施个铝代全铜或部分代用。

6.5 无孔片代有孔片,磁密大提升,匝数猛减,可实施全铝代合铜,或部分代用。

6.6 用黑片代白片,磁密大提升,匝数猛减,可实施全铝代全铜,或部分代用。

6.7 采用非标铁心,加大铁心窗口,将铝线加粗,实施铝代铜。

6.8 全波整流变压器,由全波改为桥式,省掉一个绕组,空出窗口,加粗铝线,实施铝代铜。

7 尾声
国家提倡节约型社会,对于硅钢变压器行业。老产品省铜,新产品既省铜又省铁,是值得关注的课题。欢迎讨论斧正。

abchangba 发表于 2008-7-17 13:15

受教了好好看看學習一下

tzn918 发表于 2008-11-24 19:31

不错,长知识了

saw 发表于 2008-11-29 06:37

学习

我最近也在学习,希望共同提高这方面的知识水平
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