請問各位大大關於”非晶質變壓器”的問題

Question

請問各位大大門可以告訴我非晶質變壓器的原理跟特性嗎?
還有跟一般的變壓器比較的差異在哪
謝謝

Answer 1

晶體是原子間非常有秩序的排列,而所謂非晶質就是原子間的排列沒啥秩序,單晶是整塊東西裡的原子都有秩序的排列,例如鑽石就是單晶,非晶質的東西常見的是玻璃. 至於我們日常所用的東西大部份是多晶結構,它是很多微小的晶體聚集在一起,它們的界面,叫晶界.

晶界是很不好的地方,在那裡原子間排列亂七八糟,也有比較多的雜質存在,這就造成材料特性的劣化.所以對變壓器的矽鋼片鐵芯而言,晶界就是熱損的主要來源,也就是說晶界讓變壓器產生高溫,讓電能互相轉換時,有大量能量變成熱跑掉了.效率當然降低.

非晶質變壓器的鐵芯材料,是使用沒有晶界的鐵,鈷,鎳非晶質合金,它的製造法多由快速降溫讓結晶來不及形成,由於沒有晶界,熱損低,因此大幅提昇變壓器的效率.

Answer 2

近幾年來，電力不足成為全球之警訊，基於電力開發困難的限制，大幅降低變壓器之損耗以節約電力，成為業界多年來努力的目標。因而美國與日本等先進國家，在政府資助下投入龐大經費，經過不斷的開發與研究，已經成功地發展出一種電力損耗及低之低損耗型變壓器。此新型變壓器稱為「非晶質鐵心變壓器」（Amorphous Metal Transformer），係使用非晶質合金（Amorphous Alloy）做為變壓器鐵心之材料，以代替傳統的矽鋼片鐵心材料。

所謂非晶質合金，指的是類似玻璃或聚合物等之非結晶合金材料，其原子排列如同玻璃或塑膠一樣呈現不規則形狀。就金屬材料而言，依傳統之製造方法，其原子排列在固態下均呈現規則之結晶構造。若將熔融之金屬材料以每秒100萬℃之超高速冷卻，使金屬仍保持液態時之原子排列而被固化，則其原子排列成不規則之結晶形狀，形成非晶質金屬，突破以往金屬結晶之範疇。若用非晶質鐵心材料替代方向性矽鋼片鐵心製作變壓器，其鐵損可減少至矽鋼片鐵心的1/3~1/4。假如台電目前使用中之配電變壓器，全面改用非晶質鐵心變壓器，估計每年可節省電力約為7億度，相當於石門水庫發電廠的裝置容量。茲將非晶質合金材料的特點綜合條列如下：
■非晶質合金硬度很高，大約為矽鋼片之4~5倍，故分條、剪切均極不容易。
■材料本身厚度極薄，約為0.03mm，僅為方向性矽鋼片厚度之1/10，材料表面比較粗糙，以致占積率低，因而使變壓器鐵心變大。
■非晶質合金鐵心的成份為鐵約80％，硼20％；因 此其飽和磁通密度與純鐵比較降了20﹪。
■非晶質材料經加熱會再變為結晶材料，其結晶溫度大約在500℃左右。
■鐵損極低，約為方向性鐵心矽鋼片之25％左右。
■飽和磁通密度較方向性鐵心矽鋼片低。（矽鋼片的飽和磁通密度為2.0tesla，非晶質材料則為1.58tesla）
■鐵心必須在激磁狀態（10Oe磁場強度）下退火，才能充分發揮其低損失及低激磁電力的特性。退火溫度不可高於400℃，以免發生結晶現象。
http://audioart.audionet.com.tw/158/12.htm
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