Sähköteräs: ominaisuudet, tyypit, tuotanto ja sovellukset

GNEE sähköteräskela

Mikä on sähköteräs?

Sähköinen teräson ferromagneettinen materiaali, joka koostuu raudasta, jossa on vaihtelevia määriä piitä (Si), jotka vaihtelevat 1 % - 6,5 %. Sähköteräksen kehitystä vauhdittivat sähkölaitteet, jotka vaativat terästä, joka voi vähentää lämmön haihtumista, mikä johti energian hukkaan. Rauta todettiin taloudellisesti järkevimmäksi vaihtoehdoksi, mutta sen epäpuhtaudet eivät olleet optimaalisia. Havaittiin, että piin lisääminen lisäsi ominaisvastusta, lisäsi magneettista läpäisevyyttä ja pienensi hystereesihäviöitä. Yleisimmin käytetty kaupallinen sähköteräs sisältää noin 3,25 % Si:a, koska korkeampi piipitoisuus pyrkii tekemään tuloksena olevasta materiaalista liian hauraan kylmävalssattavaksi. Sähköteräksellä, jonka piipitoisuus on 6,5 %, on parannetut magneettiset ja sähköiset ominaisuudet, mutta se vaatii ylimääräistä termomekaanista käsittelyä haurauden ja rajoitetun sitkeyden voittamiseksi.

Sähköteräksen ominaisuudet

Piin lisääminen rautaan parantaa merkittävästi sähköterästen fysikaalisia ominaisuuksia. Sähköteräksillä on seuraavat toivottavat ominaisuudet sähkön tuotannon, jakelun ja kulutuksen tukemiseksi:

• Korkea läpäisevyys - suurempi kapasiteetti tukea magneettikenttiä
• Matala magnetostriktio - alhainen taipumus laajentua tai supistua magneettikentissä
• Suuri sähkövastus - vähentää sydämen häviötä vähentämällä pyörrevirtakomponenttia
• Pienempi hystereesihäviö – alhainen hystereesihäviö tarkoittaa vähemmän hukattua energiaa lämmön muodossa vaihtelevasta magnetointivoimasta.

Sähköterästyypit

Suuntaamaton täysin prosessoitu sähköteräs

Suuntaamattoman, täysin prosessoidun sähköteräksen piipitoisuus vaihtelee välillä 0,5 % - 3,25 % Si. Sillä on tasaiset magneettiset ominaisuudet kaikkiin suuntiin. Tämän tyyppinen sähköteräs ei vaadi uudelleenkiteytysprosesseja ominaisuuksiensa kehittämiseksi. Matalat piiseoslaadut tarjoavat paremman magneettisen läpäisevyyden ja lämmönjohtavuuden. Korkealle metalliseoslaadulle odotetaan parempaa suorituskykyä korkeilla taajuuksilla ja erittäin pienillä häviöillä. Tämä tyyppi sopii erinomaisesti moottoreiden, muuntajien ja sähköjärjestelmien koteloiden magneettipiireihin. Tämä täysin prosessoitu tyyppi vaikeuttaa lävistettävyyttä valmiin hehkutusprosessin vuoksi. Orgaanisia pinnoitteita lisätään parantamaan voitelua lävistysprosessissa.

Suuntaamaton puolikäsitelty sähköteräs

Suuntaamattomat puoliprosessoidut sähköteräkset ovat suurelta osin piiseostettua terästä, ja ne hehkutetaan matalissa lämpötiloissa viimeisen kylmävalssauksen jälkeen. Loppukäyttäjän on kuitenkin suoritettava lopullinen jännityksenpoistohehkutus teräksen käyttötarkoituksen mukaan. Tämän sähköterästyypin lävistettävyys on parempi kuin suuntaamattoman täysin prosessoidun tyypin, joten orgaanisia pinnoitteita ei tarvita. Suuntaamattomat puoliprosessoidut teräslajit ovat hyviä ydinmateriaaleja pienille roottoreille, staattoreille ja pienille tehomuuntajille.

Raesuuntautunut sähköteräs

Raeorientoidut sähköteräksetkoostuvat raudasta, jonka Si-pitoisuus on 3 %, ja rakeet on suunnattu tuottamaan korkea läpäisevyys ja pieni energiahäviö. Raeorientoiduilla lajeilla on vahvat kristallografiset ominaisuudet. Tämä tyyppi käy läpi uudelleenkiteytysprosessin, jonka tuloksena on parannettu raerakenne, jolla on paremmat magneettiset ominaisuudet levyn valssaussuunnassa. Raesuuntautuneita teräksiä käytetään enimmäkseen ei-pyöriviin sovelluksiin, kuten muuntajiin.

sähköinen teräskela

Mihin sähköterästä käytetään?

Sähköteräkset, joilla on edullinen magneettinen suorituskyky, ovat elintärkeitä monissa sähköjärjestelmissä. Alla on joitain sovelluksia, joissa käytetään sähköterässydämiä [6]:

Pyörivät koneet:

• Sähköajoneuvojen moottorit
• Hermeettiset moottorit
• Vaihtovirtamoottorit (AC).
• Satunnaiset huoltomoottorit

Staattiset koneet:

• Teho- ja jakelumuuntajat
• Reaktorit ja magneettivahvistimet
• Hitsausmuuntajat
• Audiomuuntajat
• Virtamuuntajat
• Magneettiset kytkimet ja releet
• Sähköinen liitäntälaite

orientoitua piiterästä