Електротехническа стомана: свойства, видове, производство и приложение

GNEE бобина от електрическа стомана

Какво е електрическа стомана?

Електрическа стоманае феромагнитен материал, съставен от желязо с различни количества силиций (Si), вариращи от 1% до 6,5%. Развитието на електрическата стомана беше подтикнато от електрическо оборудване, което изискваше стомана, която можеше да намали разсейването на топлината, проблем, който доведе до загуба на енергия. Установено е, че желязото е най-икономически разумният вариант, но неговите примеси не са оптимални. Установено е, че добавянето на силиций повишава съпротивлението, увеличава магнитната пропускливост и намалява загубите от хистерезис. Най-широко използваната търговска електрическа стомана съдържа около 3,25% Si, тъй като по-високото съдържание на силиций има тенденция да прави получения материал твърде чуплив, за да бъде студено валцуван. Електрическата стомана с 6,5% съдържание на силиций има най-добре подобрените магнитни и електрически свойства, но изисква допълнителна термомеханична обработка, за да се преодолее нейната крехкост и ограничена пластичност.

Свойства на електротехническата стомана

Добавянето на силиций в желязото значително подобрява физичните свойства на електротехническите стомани. Електрическите стомани имат следните желани свойства за поддържане на производството, разпределението и потреблението на електроенергия:

• Висока пропускливост - увеличен капацитет за поддържане на магнитни полета
• Ниска магнитострикция - ниска склонност към разширяване или свиване в магнитни полета
• Високо електрическо съпротивление - намалява загубите в сърцевината чрез намаляване на компонента на вихровия ток
• Намалена загуба на хистерезис - ниската загуба на хистерезис означава по-малко загуба на енергия под формата на топлина от променлива сила на магнетизиране.

Видове електротехническа стомана

Неориентирана напълно обработена електротехническа стомана

Неориентираната, напълно обработена електротехническа стомана има различни нива на силиций, които варират от 0.5% до 3.25% Si. Има еднакви магнитни свойства във всички посоки. Този тип електротехническа стомана не изисква процеси на рекристализация, за да развие свойствата си. Сплавите с ниско съдържание на силиций осигуряват по-добра магнитна пропускливост и топлопроводимост. За висококачествени сплави се очаква по-добро представяне при високи честоти с много ниски загуби. Този тип е отличен за магнитни вериги в двигатели, трансформатори и корпуси на електрически системи. Този напълно обработен тип създава трудности при щанцоване поради завършен процес на отгряване. Добавят се органични покрития за подобряване на смазването в процеса на щанцоване.

Неориентирана полуобработена електротехническа стомана

Неориентираните полуобработени електротехнически стомани са до голяма степен нелегирана със силиций стомана и се отгряват при ниски температури след окончателното студено валцуване. Крайният потребител обаче трябва да осигури окончателното отгряване за освобождаване на напрежението в съответствие с предвиденото приложение на стоманата. Възможността за щанцоване на този тип електротехническа стомана е по-добра от неориентирания напълно обработен тип, така че не са необходими органични покрития. Неориентираните полуобработени материали са добри материали за сърцевина за малки ротори, статори и малки силови трансформатори.

Зърнеста електротехническа стомана

Зърнесто ориентирани електротехнически стоманиса съставени от желязо с 3% съдържание на Si със зърна, ориентирани за осигуряване на висока пропускливост и ниска загуба на енергия. Ориентираните към зърно сортове имат силни кристалографски свойства. Този тип претърпява процес на рекристализация, което води до подобрена зърнеста структура, която показва по-добри магнитни свойства в посоката на валцуване на листа. Зърнестите стомани се използват най-вече за невъртящи се приложения, като трансформатори.

електрическа стоманена намотка

За какво се използва електрическа стомана?

Електрическите стомани, с техните изгодни магнитни характеристики, са жизненоважни в много електрически системи. По-долу са някои от приложенията, при които се използват електротехнически стоманени сърцевини [6]:

Въртящи се машини:

• Двигатели за задвижване на електрически превозни средства
• Херметични двигатели
• Двигатели с променлив ток (AC).
• Двигатели с периодично обслужване

Статични машини:

• Силови и разпределителни трансформатори
• Реактори и магнитни усилватели
• Заваръчни трансформатори
• Аудио трансформатори
• Токови трансформатори
• Магнитни превключватели и релета
• Електрически баласт

ориентирана силициева стомана