Детальний опис трансформаторного кремнієвого сталевого листа!

Ми знаємо, що трансформатор завжди працює в режимі змінного струму, і втрати потужності відбуваються не лише в опорі котушки, але й у залізному осерді під дією змінного струму. Втрати потужності в залізному осерді зазвичай називають «втратами в залізі». Втрати в залізі спричинені двома причинами: «втрати на гістерезис» та «втрати на вихрові струми».

Гістерезисні втрати – це втрати в залізі, спричинені явищем гістерезису під час процесу намагнічування залізного осердя. Розмір цих втрат пропорційний розміру площі, обмеженої петлею гістерезису матеріалу. Петля гістерезису кремнієвої сталі вузька, а гістерезисні втрати залізного осердя трансформатора невеликі, що може значно зменшити ступінь виділення тепла.

Оскільки кремнієва сталь має вищезазначені переваги, чому б не використати цілий шматок кремнієвої сталі як залізний сердечник, а також обробити його на лусочки? Це пояснюється тим, що стружковий сердечник може зменшити інший вид втрат у залізі - "втрати на вихрові струми".

Коли трансформатор працює, в котушці виникає змінний струм, і магнітний потік, який він створює, звичайно ж, є змінним. Цей змінний магнітний потік індукує струм у залізному осерді. Індукований струм, що генерується в залізному осерді, циркулює в площині, перпендикулярній до напрямку магнітного потоку, тому його називають вихровим струмом.

Втрати на вихрові струми також нагрівають осердя. Щоб зменшити втрати на вихрові струми, залізне осердя трансформатора виготовлене з листів кремнієвої сталі, ізольованих один від одного, так що вихрові струми проходять через малий поперечний переріз у вузькій і довгій петлі, збільшуючи опір на шляху вихрових струмів; водночас кремній у кремнієвій сталі збільшує питомий опір матеріалу, що також сприяє зменшенню вихрових струмів.

Для залізного осердя трансформатора зазвичай використовується холоднокатаний лист кремнієвої сталі товщиною 0,35 мм. Залежно від розміру необхідного залізного осердя, його розрізають на довгі шматки, а потім перекривають у форму "дня" або "рота". Теоретично, для зменшення вихрових струмів, чим тонша товщина листа кремнієвої сталі та чим вужчий зрощений лист, тим кращий ефект. Це не тільки зменшує втрати на вихрові струми та підвищення температури, але й економить матеріали, що використовуються для листів кремнієвої сталі.

Але насправді, при виготовленні залізного осердя з листової кремнієвої сталі, справа не лише в вищезгаданих сприятливих факторах, оскільки виробництво залізного осердя значно збільшить трудомісткість та зменшить ефективний поперечний переріз залізного осердя. Тому, використовуючи листи кремнієвої сталі для виготовлення осердя трансформатора, ми повинні виходити з конкретної ситуації, зважити всі за і проти та вибрати найкращий розмір.

Трансформатори виготовлені за принципом електромагнітної індукції. На замкнутій ніжці осердя намотані дві обмотки: первинна та вторинна. Коли первинна обмотка не відповідає напрузі джерела змінного струму, у вихідній групі Рао виникає змінний струм, встановлюється магнітний потенціал, і під дією магнітного потенціалу в залізному осерді генерується змінний основний магнітний потік.

Щодо того, чому його можна підвищувати та зменшувати? Тоді це потрібно пояснити законом Ленца. Магнітний потік, що генерується індукованим струмом, завжди перешкоджає зміні кругового магнітного потоку. Коли початковий магнітний потік збільшується, магнітний потік, що генерується індукованим струмом, протилежний початковому магнітному потоку, тобто другий. Індукований магнітний потік, що генерується обмоткою, протилежний основному магнітному потоку, що генерується первинною обмоткою, тому у вторинній обмотці виникає змінна напруга низького рівня. Отже, залізний сердечник є частиною магнітного кола трансформатора.

Кремнієвий сталевий лист

Кремнієвий сталевий лист для електротехнічного використання зазвичай відомий як кремнієвий сталевий лист або кремнієвий сталевий лист. Як випливає з назви, це електротехнічна кремнієва сталь із вмістом кремнію від 0,8% до 4,8%, яка виготовляється методом гарячого та холодного прокату. Зазвичай товщина становить менше 1 мм, тому її називають тонким листом. У широкому сенсі, кремнієвий сталевий лист належить до категорії листів і є самостійною галуззю завдяки своєму спеціальному призначенню. Кремнієвий сталевий лист для електротехнічного використання має чудові електромагнітні властивості та є незамінним і важливим магнітним матеріалом в електроенергетиці, телекомунікаціях та приладобудуванні.

(1) Класифікація листів кремнієвої сталі

A. Листи кремнієвої сталі можна розділити на низькокремнієві та висококремнієві залежно від вмісту кремнію. Низькокремнієві пластини містять менше 2,8% кремнію, що має певну механічну міцність, і в основному використовуються у виробництві двигунів, зазвичай відомих як кремнієва сталь для двигунів; для виготовлення сердечників трансформаторів, зазвичай відомих як листи кремнієвої трансформаторної сталі. У практичному використанні між ними немає чіткої межі, і висококремнієві пластини часто використовуються для виробництва великих двигунів.

B. За технологією виробництва та обробки його можна розділити на два типи: гарячекатаний та холоднокатаний, а холоднекатаний — на два типи: неорієнтований та орієнтований. Холоднокатані листи мають рівномірну товщину, добру якість поверхні та високі магнітні властивості. Тому з розвитком промисловості гарячекатані листи, як правило, замінюються холоднокатаними. («заміна тепла холодом»).

(2) Індекс продуктивності кремнієвого сталевого листа

A. Низькі втрати заліза. Найважливіший показник якості, всі країни світу поділяють марки за значенням втрати заліза. Чим нижчі втрати заліза, тим вищий сорт і вища якість.

B, висока інтенсивність магнітної індукції. Під дією того ж магнітного поля можна отримати лист кремнієвої сталі з вищою магнітною індукцією, а об'єм і вага виготовленого з нього залізного осердя двигуна або трансформатора є відносно невеликими, що дозволяє відносно заощадити лист кремнієвої сталі, мідний дріт та ізоляційні матеріали.

C, коефіцієнт укладання високий. Поверхня кремнієвого сталевого листа гладка, рівна та однорідна за товщиною, а коефіцієнт укладання залізного осердя покращений.

D. Добра штампуваність. Це ще важливіше для виготовлення невеликих, мініатюрних сердечників двигунів.

E. Поверхня має добру адгезію та зварюваність до ізоляційної плівки.

F. Магнітне старіння G. Лист кремнієвої сталі має бути доставлений після відпалу та травлення.

(1) Гарячекатаний лист кремнієвої сталі для електротехнічного використання (GB5212-85) Гарячекатаний лист кремнієвої сталі для електротехнічного використання виготовлений з феросиліційного магнітом'якого сплаву з низькими втратами вуглецю та гарячекатаний у лист товщиною менше 1 мм. Гарячекатаний лист кремнієвої сталі для електротехнічного використання також називається гарячекатаним листом кремнієвої сталі. Гарячекатані листи кремнієвої сталі можна розділити на листи з низьким вмістом кремнію (Si≤2,8%) та високим вмістом кремнію (Si≤4,8%) залежно від вмісту кремнію.

(2) Електротехнічний холоднокатаний лист з кремнієвої сталі (GB2521-88) виготовлений з електротехнічної кремнієвої сталі, що містить 0,8%-4,8% кремнію, та холоднокатаний. Холоднокатані листи з кремнієвої сталі поділяються на два типи: беззернисті та зернисто-орієнтовані сталеві смуги. Холоднокатана електротехнічна сталева смуга має характеристики гладкої поверхні, рівномірної товщини, високого коефіцієнта укладання, хороших характеристик штампування, а також вищу магнітну індукцію та менші втрати заліза, ніж гарячекатана електротехнічна сталева смуга. Використання холоднокатаних смуг замість гарячекатаних смуг для виробництва двигунів або трансформаторів може зменшити їхню вагу та об'єм на 0%-25%.

Якщо використовується холоднокатана орієнтована стрічка, продуктивність покращується. Її використання для заміни гарячекатаної стрічки або низькосортної холоднокатаної стрічки може зменшити споживання енергії трансформатора на 45%-50%, а робочі характеристики трансформатора стають надійнішими. Використовується у виробництві двигунів та трансформаторів. Зазвичай, холоднокатані стрічки з орієнтованою зернистістю використовуються як опора для двигунів або зварювальних трансформаторів тощо; холоднокатані стрічки з орієнтованою зернистістю використовуються як залізні осердя для силових трансформаторів, імпульсних трансформаторів, магнітних підсилювачів тощо. Технічні характеристики та розміри сталевого листа: товщина 0,35, 0,50, 0,65 мм, ширина 800-1000 мм та довжина ≤2,0 м.

(3) Гарячекатаний лист кремнієвої сталі для побутової техніки (GBH46002-90) Марка гарячекатаного листа кремнієвої сталі для побутової техніки позначається як J (дім) D (електрика) R (гаряче прокатка), а саме JDR. Число після JDR позначає значення втрат заліза * 100, а число після горизонтальної лінії – товщину сталевого листа (мм) * 100. Вимоги до електромагнітних характеристик гарячекатаних листів кремнієвої сталі для побутової техніки можуть бути дещо нижчими, а мінімальне значення втрат заліза (P15/50) становить 5,40 Вт/кг. Зазвичай постачається без промивання. Диференціальні двигуни використовуються в різних побутових приладах, таких як електричні вентилятори, пральні машини, пилососи, витяжки тощо.