Silīcija tērauda magnētiskās īpašības: caurlaidība, zudumi un pielietojums

Kāpēc silīcija tērauds?

Silīcija tērauds, ko sauc arī par elektrotēraudu, ir dzelzs-silīcija sakausējums, kas satur aptuveni 1-3,5% silīcija. Silīcijs palielina elektrisko pretestību, kas tieši samazina virpuļstrāvas zudumus un samazina magnetostrikcijas un histerēzes zudumus. Tas ir standarta serdes materiāls transformatoriem, motoriem un ģeneratoriem, jo ​​tas apvieno augstu piesātinājuma plūsmas blīvumu ar zemiem īpatnējiem zudumiem jaudas frekvencēs — tādai kombinācijai, kas nav līdzīga nevienai citai materiālu saimei par salīdzināmām izmaksām.

Galvenās magnētiskās īpašības

Augsta magnētiskā caurlaidība

Caurlaidība mēra, cik viegli materiāls reaģē uz magnētisko lauku. Silīcija tērauda augstā caurlaidība nozīmē, ka tas efektīvi koncentrē magnētisko plūsmu, tāpēc ir nepieciešams mazāk ampēru{1}}apgriezienu, un ierīces var izgatavot mazākas, izmantojot mazāk vara. Tas tieši uzlabo efektivitāti un jaudas blīvumu.

Zems histerēzes zudums

Histerēzes zudums ir enerģija, kas izkliedēta katrā ciklā, kad magnētiskie domēni pār{0}}orientējas zem mainīga lauka. Silīcija tērauda zemais histerēzes zudums uztur motorus un transformatorus vēsus un efektīvus, jo katra magnetizācijas cikla laikā mazāk enerģijas tiek pārveidots siltumā.

Augsts piesātinājuma plūsmas blīvums

Silīcija tērauds piesātina aptuveni 1,7-2,0 T pie jaudas frekvences, daudz virs ferīta (0,3-0,5 T). Augsts piesātinājums nozīmē, ka konkrētais šķērsgriezums var pārvadāt vairāk plūsmas, tāpēc jaudas frekvences iekārtas saglabājas kompaktas pat pie augstām vērtībām.

Zems virpuļstrāvas{0}}strāvas zudums

Virpuļstrāvas zudumi{0}} rodas no cirkulējošām strāvām, ko kodolā izraisa mainīga plūsma. To kontrolē divos veidos: silīcijs palielina pretestību, un serde tiek laminēta plānās loksnēs (parasti 0,23–0,50 mm), kas ierobežo virpuļstrāvas katrā laminācijā.

Kā silīcija saturs uzlabo veiktspēju

Katrs 1% silīcija palielina pretestību par aptuveni koeficientu, kas aptuveni divkāršo pretestības ieguldījumu, samazinot virpuļstrāvas zudumus, kā arī samazina histerēzes zudumus un magnetostrikcijas troksni. Virs aptuveni 3,5% silīcija loksne kļūst trausla un grūti velmējama, tāpēc komerciālās kategorijas paliek 1–3,5% diapazonā. Graudu orientācija pievieno vēl vienu soli: velmēšana un galīgā atkvēlināšana izlīdzina kristāla vieglo asi ar velmēšanas virzienu, līdz minimumam samazinot histerēzi transformatora serdeņos, kur plūsmas ceļš ir fiksēts.

Graudains-orientēts pret-neorientētu tēraudu

Mērījumu standarti

Magnētiskās īpašības mēra ar Epšteina rāmi saskaņā ar IEC 60404-2 un GB/T 3655 vai ar vienas loksnes testeri saskaņā ar IEC 60404-3; starpslāņu pārklājuma pretestība ir pārbaudīta atbilstoši GB/T 2522 un IEC 60404-1.1. Produkta specifikācijas atbilst IEC 60404-8-7 GO tēraudam un IEC 60404-8-2 NVO tēraudam ar Ķīnas ekvivalentiem GB/T 2521 un GB/T 2522.

Lietojumprogrammas

Strāvas un sadales transformatori, motori, ģeneratori, reaktori un magnētiskie ekranējumi ir balstīti uz silīcija tēraudu. GNEE Electric piegādā CRGO silīcija tērauda spoles un spraugas sloksnes transformatoru ražotājiem, kuru pakāpe, biezums un zudumu klase ir apstiprināta materiāla sertifikātā.

Bieži uzdotie jautājumi

Kas ir magnētiskā caurlaidība un kāpēc tā ir svarīga?

Caurlaidība ir materiāla plūsmas blīvuma attiecība pret lauka intensitāti. Lielāka caurlaidība nozīmē, ka materiāla kanāli plūst labāk, ļaujot mazākiem serdeņiem un mazāk tinumu apgriezieniem ar tādu pašu induktivitāti.

Kas ir histerēze un virpuļstrāvas{0}}zaudējumi?

Histerēzes zudums ir enerģija, kas tiek zaudēta katrā ciklā, lai pārorientētu magnētiskos domēnus; virpuļstrāvas zudums{0}}ir pretestības sildīšana, ko izraisa kodolā inducētās strāvas. Abi parādās kā siltums un samazina efektivitāti, tāpēc zemas vērtības abos ir galvenā dizaina mērķis.

Kāpēc serdeņi ir laminēti?

Laminācijas sadala serdi plānās izolētās loksnēs, kas ierobežo virpuļstrāvas katrā loksnē, ievērojami samazinot virpuļstrāvas zudumus. Augstākās frekvencēs tiek izmantotas plānākas laminācijas.

GO vai NVO -, kas man ir vajadzīgs?

Ja plūsma iet pa fiksētu ceļu, piemēram, transformatorā, izmantojiet GO tēraudu. Ja plūsma griežas, piemēram, motorā vai ģeneratorā, izmantojiet NVO tēraudu, kas nodrošina vienādas īpašības visos virzienos.

Kādi standarti attiecas uz silīcija tērauda testēšanu?

IEC 60404-2 / GB/T 3655 (Epstein), IEC 60404-3 (viena loksne), IEC 60404-8-7 un GB/T 2521 (GO produkta specifikācija) un GB/T 2522 (pārklājuma izturība).

Vai lielāks silīcija saturs vienmēr nozīmē mazākus zudumus?

Parasti jā virpuļstrāvas zudumam, taču virs aptuveni 3,5% silīcija materiāls kļūst trausls un grūti apstrādājams, un piesātinājums var nedaudz samazināties; praktiskais logs ir 1-3,5%.