Acer elèctric i les seves propietats
L'acer elèctric de xapa va ser el més utilitzat en enginyeria elèctrica... Aquest acer és un aliatge de ferro amb silici, el contingut del qual és del 0,8 al 4,8%. Aquests acers, que s'introdueixen en una petita quantitat de qualsevol substància per millorar les seves propietats, s'anomenen aliats.
El silici s'introdueix al ferro en forma de ferrosilici (un aliatge de ferro cissilide FeSi amb ferro) i es troba en ell en estat dissolt. El silici reacciona amb la impuresa més nociva (per a les propietats magnètiques del ferro): l'oxigen, reduint el ferro de els seus òxids FeO i forma diòxid de silici SiO2, que passa parcialment a l'escòria.
El silici també afavoreix l'alliberament de carboni del compost Fe3C (cementita) amb la formació de grafit. D'aquesta manera, el silici elimina els compostos de ferro (FeO i Fe3C) que provoquen un augment de la força coercitiva i un augment de: pèrdua d'histèresi... A més, la presència de silici al ferro en una quantitat del 4% o més augmenta la resistència elèctrica en comparació amb el ferro pur, donant lloc a pèrdues de corrents de Foucault.
Tot i que la inducció de saturació Bs de ferro amb un augment de silici augmenta significativament i arriba a un gran valor al 6,4% de silici (Bs = 2800 gauss), però encara s'introdueix silici no més del 4,8%. L'augment del contingut de silici en més d'un 4,8% fa que els acers adquireixin una major fragilitat, és a dir, es deterioren les seves propietats mecàniques.
L'acer elèctric es fon als forns de marta. Les làmines es produeixen enrotllant un lingot d'acer en estat fred o calent. Per tant, distingiu entre acer elèctric laminat en fred i en calent.
El ferro té una estructura cristal·lina cúbica. Segons l'estudi de la magnetització, va resultar que pot ser desigual en diferents direccions d'aquest cub.El cristall té la magnetització més gran al llarg de la vora del cub, la més petita al llarg de la diagonal de la cara i la més petita al llarg de la diagonal del cub. Per tant, és desitjable que tots els cristalls de ferro de la làmina estiguin disposats en el curs de rodar en files en la direcció de les vores del cub.
Això s'aconsegueix enrotllant repetidament xapes d'acer, amb una forta reducció (fins al 70%) i posterior recuit en atmosfera d'hidrogen. Això afavoreix la purificació de l'acer a partir d'oxigen i carboni, així com l'expansió dels cristalls i la seva orientació de manera que les vores dels cristalls coincideixen amb la direcció de rodament. Aquests acers s'anomenen texturats... Tenen propietats magnètiques més elevades en la direcció de laminació que l'acer convencional laminat en calent.
Les làmines d'acer amb textura es produeixen mitjançant laminació en fred. Permeabilitat magnètica són més elevades i les pèrdues per histèresi són més petites que les de les làmines laminats en calent.A més, per a l'acer laminat en fred, la inducció en camps magnètics febles augmenta amb més força que per a l'acer laminat en calent, és a dir. la corba de magnetització en camps febles és significativament superior a la corba de l'acer laminat en calent.
Arròs. 1. Procés de fabricació de xapa d'acer elèctric
Cal assenyalar, però, que com a resultat de l'orientació del gra de l'acer orientat al gra al llarg de la direcció de laminació, la permeabilitat magnètica en altres direccions és inferior a la de l'acer laminat en calent. Així, amb inducció 6 = 1,0 T en la direcció de laminació, la permeabilitat magnètica μm = 50.000, i en la direcció perpendicular a la laminació μm - 5500. En aquest sentit, en muntar nuclis de transformadors en forma de W, s'utilitzen tires d'acer separades. , es tallen al llarg de la longitud de laminació, que després es barregen de manera que la direcció del flux magnètic coincideixi amb la direcció de laminació de l'acer o faci un angle de 180 ° amb ella.
A la fig. La figura 2 mostra les corbes de magnetització de l'acer elèctric EZZOA i E41 per a tres rangs d'intensitat de camp magnètic: 0 — 2,4, 0 — 24 i 0 — 240 A / cm.
Arròs. 2. Corbes de magnetització dels acers elèctrics: a — acer E330A (texturat), b — acer E41 (sense textura)
La xapa d'acer elèctric té bones característiques magnètiques: inducció d'alta saturació, baixa força coercitiva i baixa pèrdua d'histèresi. A causa d'aquestes propietats, s'utilitza àmpliament en enginyeria elèctrica per a la producció de nuclis d'estator i rotor de màquines elèctriques, nuclis de transformadors de potència, transformadors de corrent i nuclis magnètics de diversos dispositius elèctrics.
L'acer elèctric domèstic difereix pel seu contingut en silici, per la forma en què es fabriquen les làmines, així com per les propietats magnètiques i elèctriques.
La lletra D amb la designació d'acer significa «acer elektrotekhnikanichnaya», el primer número després de la lletra (1, 2, 3 i 4) significa el grau d'aliatge de l'acer amb silici, i el contingut de silici està dins dels següents límits en%: per acer de baix aliatge (E1) de 0,8 a 1,8, per acer d'aliatge mitjà (E2) de 1,8 a 2,8, per acer d'alta aliatge (EZ) de 2,8 a 3,8, per acer d'alt aliatge (E4) de 3,8 a 4,8.
La resistència elèctrica mitjana per convertir-se en ρ també depèn de la quantitat de silici. Com més alt, més gran és el contingut de silici de l'acer. Els acers Mirok E1 tenen una resistència ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, graus E2 — 0,40 Ohm NS mm2/m, graus EZ — 0,5 Ohm NS mm2/m i graus E4 — 0,6 Ohm NS mm2/m.
NSmagnetització (W/kg). Aquestes pèrdues són menors, com més gran és el nombre, és a dir, més gran és el grau d'aliatge de l'acer amb silici. Zeros després d'aquests números ОznSuposem que l'acer té una textura laminat en fred (0) i una textura baixa laminat en fred (00). La lletra A indica pèrdues específiques especialment baixes en invertir la magnetització de l'acer.
L'acer elèctric es produeix en forma de làmines amb una amplada de 240 a 1000 mm, una longitud de 720 a 2000 mm i un gruix de 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 i 1,0 mm. Els acers texturats són els més utilitzats, ja que presenten els valors més alts de característiques magnètiques.
Arròs. 3. Acer elèctric