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刻苦攻關 鑄就翰祺精品

-- 海綿钛真空自耗爐專用側立出排大功率水冷變壓器研發專訪


钛及其合金由于密度小(4.51g/cm3)、強度高(有的達到1000MPa)、比強度大、高低溫性能優異,因此首先被廣泛應用于航空、航天等行業,成為軍事工業不可或缺的結構材料:

钛5Al2.5Sn高強钛合金—齒輪套、發動機外殼、葉片罩
钛8Al1Mo1V高溫钛合金—發動機葉片、陀螺儀導向罩、内蒙皮
钛6Al4V(抗拉強度≥895MPa)熱處理強化钛合金—核心機葉片及葉輪

直流真空熔煉是钛等稀貴金屬及高性能合金鋼熔煉所必須采用的工藝,因而真空電弧爐配套電源的水冷整流變壓器是關鍵器件,我公司配套的直流真空自耗熔煉爐專用大電流水冷整流變壓器能夠滿足真空自耗熔煉爐1T到12T的産品範圍,單機最大滿載參數2*36KA/60VDC.經過學習吸收世界名牌ALd公司的先進技術,降低了現場安裝整流變壓器與整流櫃之間大截面銅母排的難度,減小了整個電源的體積,縮小了占地面積,另考慮到熔煉過程中起弧電壓為60V,而熔煉電壓僅40V左右,應用了兩套雙反星形可控整流單元并聯。随單爐可熔煉金屬材料重量的不同為50-75V,熔煉過程中一般随單爐可熔煉金屬材料重量的不同為30~45V,并為此再次優化設計開發了全系列專用大電流水冷整流變壓器。并可以根據客戶要求在主電路中直流輸出端增加平波電抗器。

近日,我公司定制研發的側立出排大功率水冷變壓器圓滿完成,并順利通過甲方專家組驗收。為滿足用戶的工藝要求,20KA的變壓器器身寬度要降低到500mm以内,而且為了保證直流電源的結構要求,水冷變壓器要側向出銅排,這給水冷變壓器的研發制造提高了很大難度,經過精确的電氣參數設計計算和科學的結構設計,在保證産品的電氣性能優良的前提下,高壓線圈采用複合水冷餅式結構,低壓線圈采用水冷銅闆式結構,整體線圈為交錯式分布軸向壓裝,既降低了線圈高度,且保證高效的散熱。整機采用側立安裝布置的方式,平衡電抗器在下側布置,經過我公司研發技術人員和工程工藝技術人員刻苦攻關,最終方案确定,并得到用戶認可。

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      結合行業應用特點優化設計方案。精确的電氣參數設計和科學的結構設計,保證産品的電氣性能優良,高壓線圈采用複合水冷餅式結構,低壓線圈采用水冷銅闆式結構,采用銅闆拼焊繞組,有極高的機械強度,具有較強的抗突發能力,以滿足極惡劣的負載環境。整體線圈為交錯式分布軸向壓裝,既降低了線圈高度,且保證高效的散熱。

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先進仿真計算,優化産品的發熱部位及最熱點溫升,留有充分的溫升裕度,選用進口杜邦公司N0mex-T410絕緣材料,保證産品絕緣和耐溫的高可靠性。根據水冷散熱特性,合理分配水冷管路水流量,達到最佳冷卻效果,鐵芯内置水冷換熱器,強化鐵芯散熱能力,采用30Q120高導磁矽鋼片,同時采用先進的多級步進多級疊片方式,有效降低了空載損耗、空載電流和噪聲。在設計、制造過程中較好地消除了變壓器大電流漏磁渦流引起局部發熱問題,産品具有極高的可靠性。

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    産品具有較強的過負載能力和過電壓能力,産品設計、制造充分考慮用戶工業電網和負載特性,電氣性能、溫升、絕緣耐壓及附件選擇等各方面均滿足一定的過載要求,比同容量的電力變壓器的阻抗高30%,以抑制di/dt,限制短路電流,有效保護整流元件。

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水系統管路設計安全可靠,主管路采用銅管路,滿足防腐要求,出水嘴采用國際标準的密封螺紋,有效防止滲漏。分支連接管路采用耐高溫尼龍纖維與橡膠複合管路或聚四氟乙烯管路,保證可靠的耐溫耐壓耐久性。進出水設計溫差低于5℃,水流速設計值低于1.5m/s,工作壓力設計值低于3bar,保證水冷系統工作的穩定可靠。

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根據客戶要求對變壓器采用“三防漆”處理(防鹽霧、防濕熱、防黴菌),裝飾性好,耐腐蝕性、保光性、保色性較好,有良好的流平性和遮蓋力,結構簡化,外形美觀。整流變壓器配溫度保護裝置,由高集成度、帶總線通訊的高可靠開關電源模塊等部件組成,用于測量、控制、保護、通訊。

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三河市翰祺電氣設備有限公司行政部宣

2019年4月20日





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