Amorfní transformátor (Amorphous Metal Distributin Transformer) je druh VN transformátoru, který se nachází v distribučních sítích. Na rozdíl od klasických transformátorů, které mají magnetické jádro složené z orientovaných (anizotropních) plechů, mají amorfní transformátory magnetický obvod složený z amorfních (izotropních) plechů (kovů).
Amorfní transformátory se vyznačují nákladnější výrobou, avšak nesmírné pozitivum jsou nižší ztráty, malý environmentální dopad na okolí a dlouhodobě nižší náklady na provoz transformátoru.
Technologie výroby Výrobní technologie amorfních plechů je založena na metodě rychlého ochlazení tekutého kovu, která umožňuje vyrábět pásy o tloušťce několika desítek mikrometrů, řádově 20 μm. Materiálem je slitina železa a boru, křemíku a fosforu.
Rychlým ochlazením plechů (1 až 2 ms), které zamezuje růstu krystalického zrna, dojde ke zpevnění tekutého materiálu. K ochlazení dochází na rotujícím válci, na který je nanášen tekutý kov z něhož vznikne amorfní struktura s velmi odlišnými vlastnostmi v porovnání s typickými kovovými krystalickými látkami.
Výhody a nevýhody Amorfní magnetické materiály se vyznačují vysokou permeabilitou a mají nízkou magnetickou anizotropii (tj. mají více méně ve všech směrech stejné magnetické vlastnosti). Výrobky z těchto materiálu mají mnohem menší ztrátový výkon.
Amorfní magnetické materiály mají významně nižší měrné ztráty, a to přibližně o 70 % oproti orientovaným magnetickým plechům, které výsledně ovlivňují ztráty transformátoru naprázdno.
Transformátory vyrobené touto technologií se vyznačují vysokou účinností, čímž přispívají ke snižování spotřeby elektrické energie.
Výrobní cena transformátoru je s ohledem na dražší cenu amorfních materiálů, složitější technologii výroby a potřebu většího množství měděného vinutí vyšší oproti ceně klasického transformátoru. Vyšší pořizovací náklady se ale během několika let vrací v úspoře za provoz transformátoru. Významnou výhodou je také delší životnost oproti konvenčním transformátorům.
Porovnání ztrát transformátorů společnosti ABB pro napěťovou hladinu 22 kVAmorfní jádroEcodesign 2014SN [kVA]P0 [W]Pk [W]SN [kVA]P0 [W]Pk [W]160100170016021023502501602900250300325040019535004004304600630210470063060065008002457100800650840010004609000100077010500 SN – jmenovitý výkon P0 – ztrátový výkon naprázdno Pk – ztrátový výkon nakrátko
Použití Nejčastěji se amorfní transformátory používají ve výkonech 50 – 1000 kVA. Tyto transformátory obvykle pracují 24 hodin denně a při nízkém zatěžovacím činiteli (průměrné zatížení dělené jmenovitým zatížením). Ztráty naprázdno těchto transformátorů představují významnou část celkových ztrát distribuční sítě. Amorfní železo se používá také ve specializovaných elektromotorech, které pracují při vysokých frekvencích, například 350 Hz nebo vyšších. Jejich použití se celosvětově stále rozšiřuje a to se zvyšujícími se požadavky na eliminaci ekologického dopadu na životní prostředí a technologií s vyšší účinností.
V Česku se tato technologie uplatňuje zejména v energetice, MVE, FVE (Zbrašín), BPS, dopravě a stále častěji ve výrobních závodech.
Odkazy
Reference
Kategorie:Transformátory