Elektroocel: Vlastnosti, typy, výroba a aplikace

GNEE elektrická ocelová cívka

Co je elektrická ocel?

Elektrická ocelje feromagnetický materiál složený ze železa s různým množstvím křemíku (Si), v rozmezí od 1 % do 6,5 %. Vývoj elektrooceli byl podnícen elektrickým zařízením, které vyžadovalo ocel, která by mohla snížit rozptyl tepla, což je problém, který vedl k plýtvání energií. Bylo zjištěno, že železo je nejhospodárnější možností, ale jeho nečistoty nebyly optimální. Bylo zjištěno, že přidání křemíku zvýšilo měrný odpor, zvýšilo magnetickou permeabilitu a snížilo hysterezní ztráty. Nejrozšířenější komerční elektroocel obsahuje asi 3,25 % Si, protože vyšší obsah křemíku má tendenci činit výsledný materiál příliš křehkým, než aby mohl být válcován za studena. Elektroocel s obsahem 6,5 % křemíku má nejvíce zlepšené magnetické a elektrické vlastnosti, ale vyžaduje dodatečné termomechanické zpracování, aby se překonala její křehkost a omezená tažnost.

Vlastnosti elektrooceli

Přídavek křemíku do železa výrazně zlepšuje fyzikální vlastnosti elektrotechnických ocelí. Elektrooceli mají následující žádoucí vlastnosti pro podporu výroby, distribuce a spotřeby elektřiny:

• Vysoká permeabilita - zvýšená kapacita pro podporu magnetických polí
• Nízká magnetostrikce – malá tendence k rozpínání nebo smršťování v magnetických polích
• Vysoký elektrický odpor – snižuje ztrátu jádra snížením složky vířivých proudů
• Snížená hysterezní ztráta - nízká hysterezní ztráta znamená méně plýtvané energie ve formě tepla ze střídavé magnetizační síly.

Druhy elektrotechnické oceli

Neorientovaná plně zpracovaná elektroocel

Neorientovaná, plně zpracovaná elektroocel má různé úrovně křemíku, které se pohybují od 0,5 % do 3,25 % Si. Má jednotné magnetické vlastnosti ve všech směrech. Tento typ elektrooceli nevyžaduje k rozvoji svých vlastností procesy rekrystalizace. Třídy slitin s nízkým obsahem křemíku poskytují lepší magnetickou permeabilitu a tepelnou vodivost. U vysoce legovaných jakostí se očekává lepší výkon při vysokých frekvencích s velmi nízkými ztrátami. Tento typ je vynikající pro magnetické obvody v motorech, transformátorech a krytech elektrických systémů. Tento plně zpracovaný typ způsobuje potíže při děrování v důsledku dokončeného procesu žíhání. Organické povlaky se přidávají ke zlepšení mazání v procesu děrování.

Neorientovaná polozpracovaná elektroocel

Neorientované polozpracované elektrooceli jsou převážně nelegované křemíkové oceli a po konečném válcování za studena se žíhají při nízkých teplotách. Konečný uživatel však musí zajistit konečné žíhání pro uvolnění napětí podle zamýšleného použití oceli. Děrovatelnost tohoto typu elektrooceli je lepší než u neorientovaného plně zpracovaného typu, takže organické povlaky nejsou nutné. Neorientované polozpracované druhy jsou dobré materiály jádra pro malé rotory, statory a malé výkonové transformátory.

Elektrotechnická ocel s orientovaným zrnem

Elektrotechnické oceli s orientovaným zrnemjsou složeny ze železa s obsahem 3% Si se zrny orientovanými tak, aby poskytovaly vysokou propustnost a nízké energetické ztráty. Zrnově orientované druhy mají silné krystalografické vlastnosti. Tento typ prochází procesem rekrystalizace, jehož výsledkem je vylepšená struktura zrna, která vykazuje lepší magnetické vlastnosti ve směru válcování plechu. Oceli s orientovaným zrnem se většinou používají pro nerotační aplikace, jako jsou transformátory.

elektrická ocelová cívka

K čemu se používá elektroocel?

Elektrooceli se svými výhodnými magnetickými vlastnostmi jsou životně důležité v mnoha elektrických systémech. Níže jsou uvedeny některé aplikace, kde se používají elektroocelová jádra [6]:

Točivé stroje:

• Hnací motory elektrických vozidel
• Hermetické motory
• Střídavé (AC) motory
• Motory s přerušovaným provozem

Statické stroje:

• Silové a distribuční transformátory
• Reaktory a magnetické zesilovače
• Svařovací transformátory
• Audio transformátory
• Proudové transformátory
• Magnetické spínače a relé
• Elektrický předřadník

orientovaná silikonová ocel