هدف از فولاد سیلیکونی: آلیاژهای همه کاره برای موتورها، ژنراتورها و ترانسفورماتورها

چرا از فولاد سیلیکونی در هسته های مغناطیسی استفاده می شود؟

فولاد سیلیکونی یا فولاد الکتریکی یک آلیاژ سیلیکونی-آهن کم کربن- است که برای مدارهای مغناطیسی مهندسی شده است. افزودن سیلیکون مقاومت الکتریکی را افزایش می‌دهد، که تلفات جریان گردابی را کاهش می‌دهد و پاسخ مغناطیسی را اصلاح می‌کند تا هسته‌ها با انرژی کمتر مغناطیسی شوند و مغناطیسی شوند. نتیجه ماده‌ای است که چگالی شار اشباع بالا را با تلفات هسته کم ترکیب می‌کند و آن را به انتخاب استاندارد برای هسته‌های ترانسفورماتور و چرخان-ماشین تبدیل می‌کند.

تولید و توزیع برق

ترانسفورماتورهای قدرت

ترانسفورماتورها ستون فقرات شبکه برق هستند. هسته‌های آن‌ها از لایه‌های فولادی سیلیکونی انباشته-به‌گونه‌ای ساخته شده‌اند که شار مغناطیسی از جهت مغناطیسی آسان بافت Goss پیروی می‌کند. محتوای بالای سیلیکون جریان های گردابی را سرکوب می کند، در حالی که افت هیسترزیس کم ترانسفورماتور را در بار نامی و جزئی کارآمد نگه می دارد. انتخاب درجه بر اساس کلاس تلفات تعریف شده در GB/T 2521 و IEC 60404-8-4، با لایه‌های نازک‌تر برای طرح‌های با کارایی بالاتر انتخاب می‌شود.

ژنراتورهای الکتریکی

ژنراتورها انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. فولاد سیلیکونی غیر جهت‌دار در استاتورها و روتورهای ژنراتور استفاده می‌شود زیرا میدان دوار به‌طور پیوسته تغییر جهت می‌دهد و ماده باید از نظر مغناطیسی همسانگرد باشد. درجه تلفات کمتر باعث کاهش گرمایش در ماشین‌های بزرگ می‌شود و راندمان کلی نیروگاه‌ها را بهبود می‌بخشد.

صنعت خودرو

موتورهای کششی وسایل نقلیه الکتریکی

موتور کششی قلب یک سیستم محرک خودروی الکتریکی است. هسته‌های موتور ساخته شده از فولاد سیلیکونی غیر جهت‌دار-به بازده و چگالی توان بالاتری دست می‌یابند که دامنه حرکت را افزایش می‌دهد و هزینه باتری را کاهش می‌دهد. درجه‌های مقاومت بالا با تلفات کم در روتورهای سرعت بالا استفاده می‌شوند، جایی که هم عملکرد مغناطیسی و هم مقاومت مکانیکی مورد نیاز است.

آلترناتور و استارت

خودروهای معمولی هنوز به دینام و استارت با هسته های فولادی سیلیکونی متکی هستند. همان اصول کاهش تلفات- اعمال می شود: فولاد هسته ای بهتر، مصرف سوخت و قابلیت اطمینان سیستم شارژ را بهبود می بخشد.

موتورهای صنعتی و لوازم خانگی

کمپرسورها، پنکه‌ها، پمپ‌ها و لوازم خانگی از موتورهای کسری-اسب بخاری با هسته‌های فولادی سیلیکونی استفاده می‌کنند. از آنجایی که این موتورها هزاران ساعت کار می کنند، حتی کاهش اندک در تلفات هسته به صرفه جویی قابل توجهی در انرژی تبدیل می شود. کلاس های راندمان موتورها، به عنوان مثال سطوح IE2 تا IE4، تا حدی از طریق مواد هسته بهتر و لایه های نازک تر برآورده می شوند.

نحوه انتخاب گرید مناسب فولاد سیلیکونی

فرکانس کاری را تأیید کنید: برنامه های برق 50/60 هرتز از درجه های استاندارد استفاده می کنند. درایوهای فرکانس متغیر-ممکن است به لایه‌بندی‌های نازک‌تری نیاز داشته باشند.

نوع ماده را انتخاب کنید: دانه-برای ترانسفورماتورها، غیر{1}}برای ماشین های دوار.

کلاس تلفات و ضخامت را بررسی کنید: 0.23-0.35 میلی متر برای ترانسفورماتورهای با راندمان بالا، 0.35-0.65 میلی متر برای موتورها.

بررسی الزامات پوشش: پانچ و جوش به پوشش های عایق خاصی با مقاومت بین لایه ای مشخص نیاز دارند.

سوالات متداول

1. محتوای معمولی سیلیکون فولاد الکتریکی چیست؟

محتوای سیلیکون از 0.5٪ تا 4.5٪ متغیر است. سیلیکون بالاتر مقاومت را افزایش می‌دهد و تلفات را کاهش می‌دهد، اما فولاد را سخت‌تر و شکننده‌تر می‌کند، بنابراین حداکثر عملی برای بسیاری از گریدهای موتور حدود 3.2٪ است.

2. چرا هسته های ترانسفورماتور از فولاد گرا- ساخته شده اند؟

فولاد گرا{0}دانه پردازش می شود تا جهت مغناطیسی آسان با جهت نورد همسو شود. در یک ترانسفورماتور مسیر شار به خوبی مشخص است، بنابراین جهت گیری دانه ها در طول آن مسیر، نفوذپذیری را به حداکثر می رساند و تلفات را به حداقل می رساند.

3. تفاوت فولاد سیلیکونی GO و NGO چیست؟

فولاد GO (دانه{0}}گرا) دارای بافت Goss است و در جاهایی که شار یک طرفه است استفاده می شود. فولاد NGO (غیر{2}}گرا) دارای خواص مغناطیسی تقریباً همسانگرد است و در ماشین‌های دوار و ترانسفورماتورهای کوچک استفاده می‌شود.

4. چگونه ضخامت لمینت بر افت هسته تأثیر می گذارد؟

تلفات جریان گردابی با مربع ضخامت لایه لایه افزایش می یابد. بنابراین لایه‌های نازک‌تر تلفات را کاهش می‌دهند، به همین دلیل است که ترانسفورماتورهای با راندمان بالا از ورق‌های 0.23-0.30 میلی‌متری استفاده می‌کنند.

5. کدام استانداردها گریدهای فولاد سیلیکونی را تعریف می کنند؟

طبقه بندی درجه و کلاس های تلفات در GB/T 2521 و IEC 60404-8-4 برای فولاد گرا و IEC 60404-8-2 برای فولاد غیر جهت دار تعریف شده است. روش های اندازه گیری از IEC 60404-2 پیروی می کنند.