아몰퍼스 변압기 (Amorphous Transformer)의 개념과 장단점

1. 아몰퍼스 변압기의 개념

 

 

변압기의 손실은 주로 권선에서 발생하는 부하손과 철심에서 발생하는 무부하손으로 이루어져 있습니다. 그래서 변압기의 무부하 손실을 감소시키기 위하여 철심 소재를 기존의 규소강판에서 아몰퍼스 메탈로 만드는 것이 아몰퍼스 변압기입니다.

 

 

아몰퍼스 메탈은 철 Fe, 규소 Si, 붕소 B, 탄소 C 등이 혼합된 얇은 상태의 철판을 용융, 급속 냉각하여 만들어냅니다. 또한, 위 그림처럼 원자가 규칙적으로 배열되기 전의 고체화되어 불규칙적인 배열 상태(Non Crystal)를 지니고 있습니다. 두께는 실리콘의 1/10 수준인 0.025mm입니다. 기존 규칙적인 배열(Crystal)을 지닌 규소 강판과는 다르게 불규칙적인 배열이기 때문에 히스테리시손을 절감할 수 있고 두께가 얇아서 와류손도 감소 시킬 수 있습니다.

 

2. 아몰퍼스 변압기의 장단점

 1) 장점

   ① 저손실, 고효율 : 철손을 기존 대비 약 75% 절감할 수 있습니다.  

   ② 수명이 길다

   ③ 과부하 내량이 우수

   ④ 대기 전력 절감 (요금 절감)

   ⑤ 고조파 특성 우수

 

 2) 단점  

   ① 소음이 크다 : 소재의 기술적 한계로 자기 변형 현상이 커서 소음이 큽니다.

   ② 재료가 얇고 경도가 높다 : 얇은 두께와 높은 경도로 가공이 어렵고 관리 대책이 필요합니다.

   ③ 가격이 고가 : 가격이 기존 변압기의 2배입니다.

   ④ 높은 부하에서 효과 저하 : 부하율이 40~50%이기 때문에 높은 부하에서 효과가 적습니다.

   ⑤ 용량의 한계 (1250KVA) : 용량을 초과할 경우 철손 절감 효과가 작습니다.  

 

3. 아몰퍼스 변압기의 활용

 1) 부하가 급변하는 배전용 변압기 (사용편차가 큰 경부하용)

 2) 부하율이 낮은 변압기 

 3) 고주파 대역 사용이 많은 연구실, 실험실