وعلى خلفية الجهود العالمية الرامية إلى تعزيز توفير الطاقة، وخفض الانبعاثات، وحياد الكربون، شهدت محولات التوزيع ــ باعتبارها المعدات الأكثر أهمية في أنظمة الطاقة ــ أن كفاءتها في استخدام الطاقة أصبحت نقطة محورية في الاهتمام الدولي. في السنوات الأخيرة، قامت الاقتصادات الكبرى في جميع أنحاء العالم بإدخال معايير الحد الأدنى الإلزامية لأداء الطاقة لمحولات التوزيع.

وبناءً على ذلك، قامت الصين بتحديث معيارها الوطني GB 20052 للحد الأدنى من القيم المسموح بها لكفاءة الطاقة ودرجات كفاءة الطاقة لمحولات توزيع الطور الثلاث-، مما يفرض متطلبات أكثر صرامة على كل من فقدان الحمل وفقدان الحمل. إن رفع درجات كفاءة طاقة المحولات يؤدي بشكل مباشر إلى التحسين المستمر في أداء المواد الأساسية.

 

في هذا السياق، تم تطوير درجتي الفولاذ السليكوني B18R065 وB20R070 وB18R065 وB20R070 المطورتين بشكل مستقل من Baosteel، مع خصائصهما الكهرومغناطيسية الممتازة وخصائص المعالجة المستقرة، بنجاح في الإنتاج الحجمي لمحولات التوزيع الموفرة للطاقة من المستوى 1.

 

باعتبارها شريك قناة معتمد لشركة Baosteel، يمكن لشركة GNEE Steel توفير هاتين الدرجات من فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب بشكل ثابت، مما يوفر لمصنعي المحولات حلاً ماديًا فعالاً وموثوقًا.

 

تعرض هذه المقالة بشكل منهجي مبادئ التطوير ومعايير الأداء ونتائج التطبيق العملي لهذين المنتجين، مما يوفر مرجعًا لمصنعي المحولات في اختيار المواد وتصميمها.

 

 

1. نظرة عامة على تطوير محولات التوزيع عالية الكفاءة

في السنوات الأخيرة، ومن أجل تقليل فقد الطاقة بشكل فعال في النقل والتوزيع وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، قامت البلدان والمناطق الرئيسية بإصدار أو مراجعة معايير محولات التوزيع الإلزامية عالية الكفاءة على التوالي:

• نفذت اليابان "برنامج Top Runner" منذ عام 2014، حيث تعمل باستمرار على رفع معايير كفاءة المحولات؛
• قام الاتحاد الأوروبي بفرض لائحة التصميم البيئي - المستوى 2 للمحولات في عام 2021، ووضع عتبات أعلى لخسائر عدم التحميل والتحميل؛
• نفذت الولايات المتحدة معيارًا جديدًا لوزارة الطاقة لمحولات التوزيع في عام 2024، مما أدى إلى تحسين متطلبات الكفاءة بشكل شامل؛
• وقد قامت الصين بمراجعة المعيار GB 20052 بشكل متكرر، فأضفت درجات كفاءة الطاقة، ورفعت الحد الأدنى من القيم المسموح بها، وصنفت المحولات إلى ثلاث درجات: المستوى 1، والمستوى 2، والمستوى 3.

 

لا يتطلب تصنيع محولات التوزيع الموفرة للطاقة مفاهيم تصميم متقدمة ومعدات إنتاج متطورة فحسب، بل يتطلب أيضًا مواد أساسية عالية الجودة. في الوقت الحاضر، تستخدم نوى المحولات بشكل أساسي فولاذ السيليكون الرقيق الموجه نحو الحبوب والسبائك غير المتبلورة القائمة على الحديد. على الرغم من أن السبائك غير المتبلورة تظهر خسارة منخفضة للغاية في حالة عدم التحميل، إلا أن لديها قيودًا من حيث العرض القابل للإنتاج، والمتانة، ومقاومة الرطوبة، والانقباض المغناطيسي، مما يؤثر على اتساق الجودة وقابلية التطبيق العام.

 

في مجال فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب، قدم المنتجون الدوليون الرائدون مثل Nippon Steel الدرجات 23ZDKH075 و20ZDKH070، بينما تقدم JFE 20JCSE070. محليًا، بعد أكثر من عشر سنوات من البحث والتطوير المستقل، أتقنت Baosteel تكنولوجيا المعالجة الكاملة لفولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب وقامت ببناء عائلة منتجات كاملة تغطي سماكات من 0.18 مم إلى 0.35 مم.

 

ومن بين هذه الدرجات، حققت الدرجات الممتازة ذات المقياس الرفيع إنتاجًا ثابتًا للحجم وتم تطبيقها بنجاح في محولات التوزيع الموفرة للطاقة من المستوى 1. وبذلك أصبحت Baosteel واحدة من المنتجين العالميين القلائل القادرين على توريد فولاذ السيليكون عالي النفاذية الموجه نحو الحبوب بقطر 0.20 مم و0.18 مم في نفس الوقت.

 

2. مبادئ تطوير المواد

تبلغ السماكة النموذجية لفولاذ السيليكون الموجه نحو الحبيبات 0.23 مم، 0.27 مم، و0.30 مم، مع محتوى سيليكون يبلغ حوالي 3.0٪. تعرض البنية المجهرية نسيجًا قويًا من مادة Goss، مع اتجاه مغنطيس سهل محاذاة بالتوازي مع اتجاه التدحرج، مما يؤدي إلى حث مغناطيسي عالي على طول اتجاه التدحرج. أثناء المغنطة، تتشكل المجالات المغناطيسية، ويخدم الطلاء العازل السطحي كلا من العزل الكهربائي وتحسين المجال المغناطيسي.

 

 

تتضمن الأساليب التقنية الرئيسية لتقليل فقد الحديد في فولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب ثلاثة جوانب:تحسين درجة اتجاه الحبوب. سطح المنتج أملس بدون طلاء أساسي؛ يتم تقليل السماكة إلى 0.15 ~ 0.20 مم، ويتم زيادة محتوى السيليكون إلى 3.4٪ ~ 3.5٪.

تتكون الخسارة الأساسية من فقدان التباطؤ (\\(P_h\\)) وخسارة التيار الدوامي (\\(P_e\\)) والخسارة الشاذة (\\(P_a\\)): • فقدان التباطؤ: يتأثر بالتركيب البلوري والشوائب والإجهاد الداخلي وحجم الحبوب وعوامل أخرى؛ • فقدان التيار الدوامي: يرتبط بقوة بسمك الورقة، مع التعبير عن الصيغة بـ

الخسارة الشاذة: الجزء المتبقي من إجمالي الخسارة الأساسية بعد خصم الخسارتين المذكورتين أعلاه.

إجمالي الخسارة الحالية الدوامة مع الأخذ في الاعتبار الخسارة الشاذة:

صيغة فقدان التباطؤ:

صيغة الخسارة الإجمالية:

يمكن أن يؤدي تقليل السُمك إلى تقليل فقدان التيار الدوامي والخسارة الأساسية الإجمالية، في حين أن تحسين المجال سيزيد من فقدان التباطؤ.

وفي الوقت نفسه، يميل ترقق الألواح إلى التسبب في إعادة بلورة ثانوية غير مستقرة، وكسر الشريط أثناء الإنتاج وعيوب أخرى، الأمر الذي يتطلب رقابة صارمة على التركيب الكيميائي وعملية التصنيع بأكملها.

 

3. أداء المنتجات الجديدة B18R065 وB20R070

طورت شركة Baoshan للحديد والصلب درجتي خسارة-أساسية-منخفضتين B18R065 وB20R070 من خلال استخدام تقنيات تشمل التحكم المبتكر في التركيب الكيميائي، والتسخين بالحث، والطلاء -عالي التوتر والنقش بالليزر:

 

الخصائص الكهرومغناطيسية لـ B20R070 تعادل أساسًا المنتجات الأجنبية من فئة 0.2 مم 070 درجة.

 

مقارنة الخصائص الميكانيكية: لا توجد فروق ذات دلالة إحصائية بين B18R065 وB20R070 وB23R075. يجب أن يتم التحكم في عملية القص بشكل صارم لضمان جودة المعالجة.

 

الجدول 1: مؤشرات الخصائص الميكانيكية للفولاذ الكهربائي الرقيق -الموجه-

درجة	قوة الشد (الطولية) / MPa	قوة الخضوع (الطولية) / ميجا باسكال	الاستطالة (الطولية) /٪	HV1
B23R075	352	330	12	200
B20R070	348	327	11	192
B18R065	345	322	14	189

 

4. مزايا تطبيق B18R065 وB20R070 في المحولات عالية الكفاءة

 

يعد GB 20052 معيارًا وطنيًا إلزاميًا يتطلب تخفيضات كبيرة في عدم-فقدان الحمل وفقدان الحمل، مما يجعل الفولاذ الكهربائي ذو-فقدان القلب المنخفض للغاية-الاختيار الأمثل للمواد.

 

أخذ التصميم الأمثل لمحول توزيع موفر للطاقة بقدرة 630 كيلو فولت أمبير-كمثال: ترقية درجة الفولاذ الكهربائي الموجهة نحو الحبوب- تسمح بتصميم المحول بكثافة تدفق مغناطيسي أعلى، مما يقلل من -مساحة المقطع العرضي للقلب الحديدي.

 

يؤدي هذا إلى تقليل وزن اللفات وخزانات المحولات والزيت العازل والمكونات الأخرى، مما يؤدي إلى هيكل عام أكثر إحكاما وتحسين أداء التكلفة بنسبة 3% إلى 4%. لذلك، تعمل B18R065 وB20R070 كمواد أساسية مفضلة للمحولات ذات الكفاءة العالية-.

 

5. أداء تطبيق المستخدم

 

نتائج اختبار محول توزيع كفاءة الطاقة من الفئة 1 الموديل S-M-315/10-NX1 الذي تم تطويره بالتعاون مع الشركات المصنعة للمحولات:

• B18R065: فقدان الحمل- أقل بنسبة 13% من القيمة القياسية، مع مستوى ضوضاء يبلغ 42 ديسيبل فقط. جميع المؤشرات الفنية تتجاوز المتطلبات القياسية المحددة.
• B20R070: أدائه الكهرومغناطيسي يعادل أداء الفولاذ الكهربائي المستورد 0.2 مم درجة 070.

الجدول 2 معلمات الاختبار لمحول توزيع كفاءة الطاقة S-M-315/10-NX1 فئة 1 بمواد أساسية مختلفة

درجة المواد الأساسية	لا-خسارة التحميل / W		فقدان الحمل / واط		لا-تحميل الحالي / %		مستوى الضوضاء / ديسيبل
	معيار	قياس	معيار	قياس	معيار	قياس	معيار	قياس
B18R065	340	298301	3065	29462931	0.35	0.21	48	4142
B20R070	340	329332	3065	29452877	0.35	0.190.21	48	-
مستورد 0.2 ملم درجة 070	340	325327	3065	29632960	0.35	0.150.16	48	-

 

6. الاستنتاجات والتوقعات

لقد أصبح الارتقاء المستمر بمعايير محولات التوزيع الإلزامية عالية الكفاءة في جميع أنحاء العالم محركًا رئيسيًا للتحسين المستمر لأداء المواد الأساسية. إن المراجعات المتعاقبة للمعيار GB 20052 في الصين توجه بشكل واضح تصنيع المحولات نحو خسائر أقل وموثوقية أعلى، مما يخلق فرص تطبيق واسعة النطاق لفولاذ السيليكون عالي الجودة والموجه نحو الحبوب.

 

بفضل تقنية المعالجة الذاتية التطوير بالكامل، وصلت درجات Baosteel B20R070 وB18R065 إلى مستويات متقدمة عالميًا وحققت تطبيقًا كبيرًا في محولات التوزيع الموفرة للطاقة من المستوى 1. على وجه الخصوص، أظهرت المحولات التي تستخدم B18R065 خسائر في عدم التحميل تزيد عن 13% أقل من الحد القياسي، مما يمثل تقدمًا كبيرًا للمواد المحلية في تطبيقات المحولات عالية الجودة الموفرة للطاقة. أصبحت Baosteel أول منتج في العالم قادر على توريد فولاذ السيليكون عالي النفاذية الموجه نحو الحبوب بقطر 0.20 مم و0.18 مم في نفس الوقت.

 

وبالنظر إلى المستقبل، ستواصل باوستيل توسيع الطاقة الإنتاجية لفولاذ السيليكون الموجه نحو الحبيبات بقياس 0.20 ملم و0.18 ملم، وزيادة تحسين اتساق المنتج وجودة السطح، وتسريع تطوير منتجات الجيل التالي مع فقدان أقل للحديد وحث مغناطيسي أعلى، مما يوفر دعمًا ماديًا أقوى للترقيات المستمرة لكفاءة المحولات.

 

 

جيني ستيل، باعتبارها الموزع المعتمد لفولاذ السيليكون الموجه نحو الحبوب Baosteel، تحتفظ بمخزون طويل الأجل لمجموعة كاملة من درجات النفاذية العالية ذات المقياس الرفيع، بما في ذلك B18R065 وB20R070. نحن نقدم خدمات الحز والقص وخدمات المعالجة الأخرى، مدعومة بالدعم الفني الاحترافي. نرحب بجميع الشركات المصنعة للمحولات للاستفسار أو زيارة منشأتنا. نحن ملتزمون بتزويدك بمنتجات عالية الجودة وخدمة مرضية.

 

طلب عرض أسعار