Elektromos acél: Tulajdonságok, típusok, gyártás és alkalmazások

GNEE elektromos acél tekercs

Mi az elektromos acél?

Elektromos acélegy ferromágneses anyag, amely vasból és változó mennyiségű szilíciummal (Si) áll, 1% és 6,5% között. Az elektromos acél fejlesztését olyan elektromos berendezések ösztönözték, amelyekhez olyan acélra volt szükség, amely csökkentheti a hőleadást, ami energiapazarlást eredményezett. A vasat találták a leggazdaságosabb megoldásnak, de a szennyeződései nem voltak optimálisak. Azt találták, hogy a szilícium hozzáadása növelte az ellenállást, növelte a mágneses permeabilitást és csökkentette a hiszterézis veszteségeket. A legszélesebb körben használt kereskedelmi elektromos acél körülbelül 3,25% Si-t tartalmaz, mivel a magasabb szilíciumtartalom a kapott anyagot túl törékennyé teszi ahhoz, hogy hidegen hengerelhető legyen. A 6,5% szilíciumtartalmú elektromos acél rendelkezik a legjobban javított mágneses és elektromos tulajdonságokkal, de további termomechanikai feldolgozást igényel a ridegség és a korlátozott rugalmasság leküzdése érdekében.

Elektromos acél tulajdonságai

A vasban lévő szilícium nagymértékben javítja az elektromos acélok fizikai tulajdonságait. Az elektromos acélok a következő kívánatos tulajdonságokkal rendelkeznek a villamosenergia-termelés, -elosztás és -fogyasztás támogatásához:

• Magas permeabilitás – megnövelt kapacitás a mágneses mezők támogatására
• Alacsony magnetostrikció - alacsony hajlam a mágneses mezők kiterjedésére vagy összehúzódására
• Magas elektromos ellenállás - csökkenti a magveszteséget az örvényáram-komponens csökkentésével
• Csökkentett hiszterézis veszteség – az alacsony hiszterézis veszteség kevesebb energiát veszít el a váltakozó mágneses erőből származó hő formájában.

Elektromos acél fajtái

Nem orientált, teljesen feldolgozott elektromos acél

A nem orientált, teljesen feldolgozott elektromos acél változó szilíciumszinttel rendelkezik 0,5% és 3,25% közötti tartományban. Minden irányban egységes mágneses tulajdonságokkal rendelkezik. Ez a fajta elektromos acél nem igényel átkristályosítási eljárásokat tulajdonságainak fejlesztéséhez. Az alacsony szilíciumötvözet minőségek jobb mágneses permeabilitást és hővezető képességet biztosítanak. Magas ötvözetminőségeknél jobb teljesítmény várható magas frekvenciákon, nagyon alacsony veszteséggel. Ez a típus kiválóan alkalmas motorok, transzformátorok és elektromos rendszerházak mágneses áramköreihez. Ez a teljesen feldolgozott típus nehézségeket okoz a lyukasztásban a befejezett lágyítási folyamat miatt. Szerves bevonatokat adnak hozzá, hogy javítsák a kenést a lyukasztási folyamat során.

Nem orientált félig feldolgozott elektromos acél

A nem orientált félig feldolgozott elektromos acélok nagyrészt szilíciummal nem ötvözött acélok, és a végső hideghengerlés után alacsony hőmérsékleten lágyítják őket. A végfelhasználónak azonban biztosítania kell a végső feszültségmentesítő izzítást az acél tervezett alkalmazásának megfelelően. Ennek az elektromos acéltípusnak a lyukaszthatósága jobb, mint a nem orientált, teljesen feldolgozott típusé, ezért nincs szükség szerves bevonatokra. A nem orientált félig feldolgozott minőségek jó maganyagok kis rotorokhoz, állórészekhez és kis teljesítménytranszformátorokhoz.

Szemcseorientált elektromos acél

Szemcseorientált elektromos acélok3% Si tartalmú vasból állnak, szemcsék orientált, hogy nagy áteresztőképességet és alacsony energiaveszteséget biztosítsanak. A szemcseorientált minőségek erős krisztallográfiai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ez a típus átkristályosodási folyamaton megy keresztül, ami egy megnövelt szemcseszerkezetet eredményez, amely jobb mágneses tulajdonságokat mutat a lemez gördülési irányában. A szemcseorientált acélokat többnyire nem forgó alkalmazásokhoz, például transzformátorokhoz használják.

elektromos acél tekercs

Mire használják az elektromos acélt?

Az elektromos acélok előnyös mágneses teljesítményükkel létfontosságúak számos elektromos rendszerben. Az alábbiakban felsorolunk néhány olyan alkalmazást, ahol elektromos acélmagokat használnak [6]:

Forgó gépek:

• Elektromos járművek hajtómotorjai
• Hermetikus motorok
• Váltakozó áramú (AC) motorok
• Időszakos szervizmotorok

Statikus gépek:

• Erő- és elosztó transzformátorok
• Reaktorok és mágneses erősítők
• Hegesztő transzformátorok
• Audio transzformátorok
• Áramváltók
• Mágneses kapcsolók és relék
• Elektromos előtét

orientált szilícium acél