Hvorfor brukes silisiumstål i elektriske maskiner?
Apr 30, 2024
Legg igjen en beskjed
Silisiumstål er et mykt magnetisk materiale som brukes i elektriskkrafttransformatorer, motorer og generatorer. Den har et høyt silisiuminnhold på ca. 3,2 masse-%, noe som øker den elektriske resistiviteten til jern og derfor reduserer virvelstrømstap. Kornorientert silisiumstål som brukes til ikke-roterende applikasjoner, dvs. transformatorer, er preget av en sterk foretrukket krystallografisk orientering. I jern er de enkleste magnetiseringsretningene<001>krystallretninger. I kornorientert silisiumstål er Goss-retningen, dvs. {110}<001>orientering , er teknologisk realisert for å minimere magnetiske tap i elektriske transformatorer.
Tekstur- og mikrostrukturkontroll i elektriske stål
Kornorientert silisiumstål(Fe-Si stål;transformator stål; elektrisk stål) er en myk magnetisk polykrystallinsk metalllegering som brukes som kjernemateriale i elektriske transformatorkjerner og elektriske motorer.
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 vekt% Si, ved en SiCl4 kjemisk dampavsetningsbehandling for å berike lamineringene med Si etter dannelse av lamineringene. Vanligvis vil de fleste kommersielt tilgjengelige elektriske stål inneholde mellom 3 og 4 vekt% Si
Tekstur og mikrostrukturkontroll for elektriske transformatorapplikasjoner
For transformatorapplikasjoner ligger fluksen hovedsakelig i lengden av lamineringene, og det er derfor ønskelig å forbedre permeabiliteten i denne retningen. Dette oppnås ved forskjellige varm- og kaldvalsingstrinn for å produsere teksturerte plater, kjent som kornorientert silisiumstål, med [001]-retningen i lengden av lamineringen. De<001>type krystallretninger er de enkle retningene for magnetisering, og derfor er permeabiliteten større. Derfor er elektriske stål preget av en uttalt Goss-tekstur, dvs. en (110)<001>foretrukket krystallorientering.
Relevansen av Goss-teksturen for elektriske stål i tilfelle transformatorapplikasjoner
Siden<001>krystallografiske retninger er de med de enkleste magnetiseringsretningene, og derfor er elektriske stål med størst permeabilitet egnet for transformatorapplikasjoner preget av en uttalt Goss-tekstur, dvs. en (110)<001>foretrukket krystallorientering i forhold til transformatorens hovedmagnetiske designretning.
