Zakaj se silicijevo jeklo uporablja v električnih strojih?
Apr 30, 2024
Pustite sporočilo
Silikonsko jeklo je mehak magnetni material, ki se uporablja v elektrikimočnostni transformatorji, motorji in generatorji. Ima visoko vsebnost silicija, približno 3,2 mas. %, kar poveča električno upornost železa in s tem zmanjša izgube zaradi vrtinčnih tokov. Za zrnato orientirano silicijevo jeklo, ki se uporablja za nerotacijske aplikacije, tj. transformatorje, je značilna močna prednostna kristalografska orientacija. V železu so najlažje smeri magnetizacije<001>kristalne smeri. V zrnato orientiranem silicijevem jeklu je Gossova orientacija, tj. {110}<001>usmerjenost , je tehnološko izvedena tako, da minimizira magnetne izgube v električnih transformatorjih.
Kontrola teksture in mikrostrukture elektrotehničnih jekel
Zrnato silicijevo jeklo(Fe-Si jeklo;transformatorsko jeklo; elektro jeklo) je mehka magnetna polikristalna kovinska zlitina, ki se uporablja kot material jedra v jedrih električnih transformatorjev in električnih motorjev.
In the power industry electrical voltage is almost always AC and has a rather low frequency, namely, 50-60 Hz. At these frequencies electrical eddy currents are generated in the transformer core. Alloying the Fe with Si has a large marked effect on the electric resistivity of the material, with an increase of a factor of 4 for 3wt%Si. Silicon also has the effect of reducing the magnetostriction (i.e. length change on magnetisation) and the magnetocrystalline anisotropy. In addition, the material is used in the form of laminations, typically 0.3 to 0.7mm thick. The addition of too much silicon makes the material extremely brittle and difficult to produce, giving a practical limitation of 4wt% to the amount of Si that can be added. Recently, a technique has been developed to produce laminations with >6 mas.% Si, s kemičnim nanašanjem SiCl4 za obogatitev laminatov s Si po oblikovanju laminatov. Običajno večina komercialno dostopnih jekel za elektrotehniko vsebuje med 3 in 4 mas. % Si.
Nadzor teksture in mikrostrukture za aplikacije električnih transformatorjev
Pri transformatorskih aplikacijah je tok pretežno v dolžini lamel, zato je zaželeno povečati prepustnost v tej smeri. To se doseže z različnimi stopnjami vročega in hladnega valjanja za izdelavo teksturiranih plošč, znanih kot zrnato usmerjeno silicijevo jeklo, s smerjo [001] v dolžini laminacije. The<001>tipske kristalne smeri so enostavne smeri magnetizacije, zato je prepustnost večja. Zato je za elektro jekla značilna izrazita Gossova tekstura, tj. (110)<001>prednostna kristalna orientacija.
Ustreznost Gossove teksture za elektrotehnična jekla v primeru uporabe transformatorjev
Odkar je<001>kristalografske smeri so tiste z najlažjimi smermi magnetizacije, zato je za električna jekla z največjo prepustnostjo, primerna za uporabo v transformatorjih, značilna izrazita Gossova tekstura, tj. (110)<001>prednostna orientacija kristala glede na glavno magnetno konstrukcijsko smer transformatorja.
