Klasifikace křemíkové oceli: Zrnitá-orientovaná vs. neorientovaná-objasnění

Co je silikonová ocel

Křemíková ocel, také nazývaná elektroocel, je měkká magnetická slitina železa s 0,5-6,5 % křemíku. Obsah křemíku zvyšuje elektrický odpor, což snižuje vířivé proudy a tím i ztráty jádra v aplikacích se střídavým tokem. Křemíková ocel je standardním základním materiálem pro transformátory, motory, generátory a elektromagnetické komponenty a její klasifikace určuje jak magnetický výkon, tak cenu hotového zařízení.

Primární klasifikace: Válcované za tepla-vs. za studena-Válcované

Křemíková ocel se původně vyráběla válcováním za tepla. Křemíková ocel válcovaná za tepla- má volnou regulaci tloušťky, drsné povrchy a vysoké ztráty v jádře a byla postupně vyřazována z výroby transformátorů a motorů, protože její energetická náročnost nesplňuje moderní požadavky na účinnost. Silikonová ocel válcovaná za studena ji nahradila téměř ve všech aplikacích, protože válcování za studena poskytuje přesnou tloušťku pásu, lepší kvalitu povrchu a kontrolované magnetické vlastnosti. V rámci za studena-válcované křemíkové oceli existují dvě rodiny: zrnitá-orientovaná a ne-orientovaná.

Silikonová ocel orientovaná za studena-Válcovaná zrna- (CRGO)

Silikonová-orientovaná křemíková ocel je zpracována tak, že krystalová zrna jsou vyrovnána ve směru válcování, což poskytuje velmi vysokou propustnost a nízké ztráty, když tavidlo proudí ve směru válcování. Kvůli této směrovosti se používá v jádrech transformátorů, kde může být dráha toku navržena tak, aby sledovala zrno. Nazývá se proto také transformátorová křemíková ocel. V praxi jsou uznávány dvě výkonnostní úrovně:

Konvenční zrnité -orientované (CGO) třídy s magnetickou indukcí asi 1,82 T za standardních testovacích podmínek.

Kvality s vysokou magnetickou indukcí (HiB), které dosahují asi 1,92 T. Vyšší indukce znamená menší jádro pro stejný tok, nižší ztráty železa a mědi a nižší celkové materiálové náklady transformátoru.

Ocel HiB je preferována pro vysokonapěťové a velkokapacitní transformátory, protože její nižší specifická ztráta umožňuje stavět větší jednotky s přijatelnou účinností. Dva rozhodující ukazatele křemíkové oceli s orientovanou strukturou-jsou magnetická indukce a měrná celková ztráta: vyšší indukce zlepšuje propustnost a smršťuje jádro, zatímco nižší měrná ztráta snižuje plýtvání energií při magnetizaci jádra po dobu 20–30 let životnosti transformátoru.

Za studena-válcovaná ne-křemíková ocel

Ne-orientovaná silikonová ocel nemá preferovaný směr zrna, takže její magnetické vlastnosti jsou podobné ve všech směrech v rovině plechu. To z něj dělá přirozený materiál pro točivé stroje: motory a generátory, kde se směr toku točí a nemůže sledovat jediný směr válcování. Neorientované druhy se také používají v malých transformátorech, reaktorech, relé a magnetickém stínění. Jsou k dispozici v široké škále ztrátových tříd a tlouštěk (běžně 0,35 mm, 0,50 mm a 0,65 mm), aby vyhovovaly různým konstrukcím strojů a výrobním metodám.

Jak jsou třídy označovány a testovány

Třídy orientované na zrnitost jsou běžně označovány podle jejich zaručené maximální specifické celkové ztráty při 1,7 T / 50 Hz a podle jejich tloušťky. Neorientované stupně jsou označeny jejich ztrátou při 1,5 T / 50 Hz. Testování a měření magnetických vlastností se řídí mezinárodní řadou IEC 60404 a v Číně jsou odpovídajícími národními normami řada GB/T 2522 pro metody měření magnetických vlastností a příslušné výrobkové normy pro orientované a neorientované jakosti. Kupující by si měli vždy ověřit, že deklarované hodnoty ztrát jsou podloženy certifikovanými zkušebními certifikáty od výrobce oceli.

Logika výběru v praxi

Často kladené otázky

Q1. Jaký je rozdíl mezi orientovanou a neorientovanou -křemíkovou ocelí?Ocel s orientovaným zrnem-má vyrovnaná krystalová zrna poskytující vynikající vlastnosti ve směru válcování a používá se tam, kde tok sleduje jeden směr, jako jsou jádra transformátorů. Ne-orientovaná ocel je izotropní a používá se tam, kde se tok točí, jako jsou jádra motorů a generátorů.

Q2. Proč se oceli HiB říká vysoká magnetická indukce?Typy HiB dosahují magnetické indukce asi 1,92 T za standardních testovacích podmínek ve srovnání s asi 1,82 T u konvenčních orientovaných jakostí. Vyšší indukce umožňuje postavit stejný transformátor s menším jádrem, což snižuje ztráty železa a mědi a náklady na materiál.

Q3. Používá se stále za tepla-válcovaná silikonová ocel?Křemíková ocel válcovaná za tepla- je z moderní výroby z velké části vyloučena z důvodu vysokých ztrát v jádře a špatné konzistence. Za studena válcované-třídy nyní dominují na trhu s transformátory, motory a generátory.

Q4. Co znamenají údaje o ztrátách třídy křemíkové oceli?Jsou to zaručené maximální specifické celkové ztráty materiálu, měřené zkušebními metodami IEC 60404, při definované hustotě toku a frekvenci. Třídy orientované na zrnitost jsou obvykle hodnoceny na 1,7 T / 50 Hz, -neorientované na 1,5 T / 50 Hz.

Q5. Lze v jádru transformátoru použít neorientovanou ocel?Ano, malé transformátory a některé konstrukce reaktorů používají -neorientovanou ocel, ale ocel s orientovanou strukturou- poskytuje nižší ztráty a vyšší indukci při stejné hmotnosti u směrových-provedení toku, takže je standardní volbou pro distribuční a výkonové transformátory.

Q6. Jaké normy upravují kvalitu křemíkové oceli?Měření magnetických vlastností se řídí normou IEC 60404 (s GB/T 2522 v Číně) a specifikace produktu se řídí odpovídajícími výrobkovými normami třídy oceli. Ke každé zásilce by měly být dodány certifikované zkušební certifikáty.