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解析硅钢片的性能要求

来源:江苏金佳铁芯有限公司 发表时间:2017-05-04

一般要求电机、变压器和其他电器部件效率高,耗电量少,体积小和 重量轻。硅钢板通常是以铁芯损耗和磁感应强度作为产品磁性值。 对硅钢板性能的要求如下:  
一、铁芯损耗(PT)低  
铁芯损耗是指铁芯在≥50Hz 交变磁场下磁化时所消耗的无效电能,简 称铁损,也称交变损耗,其单位为 W/kg。这种由于磁通变化受到各种阻碍 而消耗的无效电能,通过铁芯发热既损失掉电能,又引起电机和变压器的 温升。硅钢片的铁损(PT)包括磁滞损耗、涡流损耗(Pe)和反常损耗(Pa) 三部分。硅钢板铁损低,既可节省大量电能,又可延长电机和变压器工 作运转时间,并简化冷却装置。由于硅钢板的铁损所造成的电量损失占 各国全年发电量的 2.5%~4.5%, 因此各国生产硅钢板总是千方百计设法降 低铁损,并以铁损作为考核产品磁性的重要指标,按产品的铁损值作为 划分产品牌号的依据。  
二、磁感应强度高  
磁感应强度是铁芯单位截面积上通过的磁力线数,也称磁通密度,它 代表材料的磁化能力,单位为 T。硅钢板的磁感应强度高,铁芯的激磁电 流(也称空载电流)降低,铜损和铁损都下降,可节省电能。当电机和变 压器功率不变时,磁感应强度高,设计 Bm 可提高,铁芯截面积可缩小,这 使铁芯体积减小和重量减轻,并节省硅钢板、导线、绝缘材料和结构材 料用量,可降低电机和变压器的总损耗和制造成本,并且有利于大变压器 和大电机的制造、安装和运输。  
取向硅钢设计 Bm 高达 1.7~1.80T,接近 B8 值,因此以 B8 作为磁感保 证值。电机设计 Bm 约为 1.5T,接近冷轧无取向硅钢片 B50 值,因此冷轧无 取向硅钢以 B50 作为磁感值。热轧硅钢的磁感更低,通常以 B25 作为 值。  
三、对磁各向异性的要求  
电机是在运转状态下工作,铁芯是用带齿圆形冲片叠成的定子和转子 组成,要求硅钢板为磁各向同性,因此用无取向冷轧硅钢片或热轧硅钢 制造。一般要求纵横向铁损差值<8%,磁感差值<10%。  
变压器是在静止状态下工作。大中型变压器铁芯是用条片叠成,一些 配电变压器、电流和电压互感器以及脉冲变压器是用卷绕铁芯制造,这样 可沿硅钢板轧制方向下料和磁化,因此都用冷轧取向硅钢制造。  
四、冲片性良好  
用户使用硅钢板时冲剪工作量很大,因此要求硅钢板应具有良好 的冲片性,这对微、小型电机尤为重要。冲片性好可以提高冲模和剪刀寿 命,冲剪片尺寸以及减小冲剪片毛刺。  
影响冲片性的因素主要有:
1)冲模或剪刀材料。如硬质合金冲模的冲 片性比工具钢冲模提高一倍以上。
2)冲头与冲模的间距。合适的间距一般 为钢板厚度的 5%~6%。
3)冲片用润滑油种类。
4)冲片形状。
5)钢板表面 绝缘膜种类和质量。
6)钢板的硬度等。后两个因素与硅钢板质量有关。  
五、钢板表面光滑、平整和厚度均匀  
要求硅钢板表面光滑、平整和厚度均匀,主要是为了提高铁芯的叠 片系数。叠片系数高可使铁芯有效利用空间增大,空气隙减小,使激磁电 流减小。硅钢板的叠片系数每降低 1%相当于铁损增高 2%,磁感降低 1%。  
六、绝缘薄膜性能好  
为防止铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗,冷轧硅钢板表面涂一 薄层无机盐或无机盐+有机盐的半有机绝缘膜。对绝缘膜有以下要求:
1) 耐热性好。在 750~800℃消除应力退火时不会破坏。
2)绝缘膜薄且均匀。
3)层间电阻高。
4)附着性好。5)冲片性好。
6)耐蚀性和防锈性好。
7)焊接性好。用途不同,对绝缘膜的要求也有差异。  
七、磁时效现象小  
铁磁材料的磁性随使用时间而变化的现象称为磁时效。这种现象主要是材料中碳和氮等杂质元素引起的。硅钢板中碳和氮含量小于0.0035%时,磁时效明显减小。

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