Sobre les tires fines d'acer de silici

Què són les tires fines d'acer de silici?

Les tires fines d'acer al silici, també anomenades tires d'acer elèctric, són làmines-laminades en fred d'aliatge de ferro-silici que s'utilitzen per construir nuclis de transformadors i motors. El gruix de la cinta normalment oscil·la entre 0,1 mm i 0,35 mm i el contingut de silici oscil·la entre un 2 i un 4,5 per cent. El silici augmenta la resistivitat elèctrica, la qual cosa redueix les pèrdues de corrent de Foucault i millora les propietats magnètiques de l'acer. Com que les pèrdues del nucli dominen el cost operatiu dels transformadors, la qualitat de la cinta és el factor més important en el rendiment del nucli.

Com es produeixen tires fines

L'acer elèctric orientat-gras comença des de la bobina-laminada en calent-laminada en fred fins al calibre final i després es descarbura i es recuit per fer créixer l'estructura de gra orientada a Goss-. S'aplica un recobriment d'òxid de magnesi abans del recuit final d'alta temperatura-, i després s'afegeix un recobriment de tensió. El resultat és una cinta amb fortes propietats magnètiques direccionals: les pèrdues són baixes i la permeabilitat és alta al llarg de la direcció de laminació, motiu pel qual els nuclis del transformador s'acoblen amb el camí del flux alineat amb la direcció de laminació. Les proves de propietats magnètiques segueixen GB/T 2522 i la sèrie IEC 60404, que defineixen com es mesuren la pèrdua del nucli i la polarització magnètica als marcs d'Epstein.

Graus de-grans i d'alta-permeabilitat

Les designacions de grau codifiquen el gruix, la classe de pèrdua i el nivell de permeabilitat. En la notació CGO comuna, H23Q110 significa un gruix nominal de 0,23 mm amb una pèrdua total específica nominal d'1,10 W/kg a 1,7 T i 50 Hz. Els graus d'alta-permeabilitat, com ara H18G080, ofereixen menors pèrdues amb el mateix gruix a causa de l'orientació del gra més nítida i el control del domini. Els graus-refinats de domini, marcats amb K, utilitzen traçat làser o mecànic per subdividir els dominis magnètics i reduir encara més les pèrdues.

Tipus	Grau	Gruix (mm)	Pèrdua nominal P1,7/50 (W/kg)	Inducció J800 (T)
CGO	H23Q110	0.23	1.10	1.85
CGO	H27Q120	0.27	1.20	1.85
CGO	H30Q130	0.30	1.30	1.85
CGO	H35Q155	0.35	1.55	1.85
HiB	H18G080	0.18	0.80	1.89
HiB	H23G090	0.23	0.90	1.89
HiB	H27G100	0.27	1.00	1.90
HiB refinat per domini	H20GK080	0.20	0.80	1.88

El factor de laminació, normalment per sobre de 0,95, és igual d'important: descriu quina part del volum del nucli apilat és d'acer real en lloc d'aïllament i aire. Un factor més alt significa un nucli més compacte per a la mateixa capacitat de flux.

Per què importa el gruix i la uniformitat de la tira

La pèrdua de corrent de Foucault augmenta amb el quadrat de gruix de laminació, de manera que les tires més primes redueixen directament aquest component de pèrdua. És per això que els transformadors d'alta-eficiència utilitzen graus de 0,23 mm o 0,18 mm, mentre que els transformadors de potència més grans utilitzen graus de 0,27 mm i 0,30 mm equilibrats amb el cost d'apilament. La uniformitat del gruix és important perquè afecta el factor de laminació i la rigidesa mecànica del nucli apilat; fora de-la-la tira de tolerància produeix piles soltes i un rendiment de soroll i pèrdua inconsistents.

Aplicacions de tires fines d'acer de silici

Nuclis de transformador de distribució i potència, on es talla la tira orientada-gra i s'apila per formar el circuit magnètic tancat.

Transformadors d'instruments i transformadors de corrent que requereixen una permeabilitat estable a baixa densitat de flux.

Inductors i reactors per a electrònica de potència i accionaments industrials.

Blindatge magnètic per a instrumentació sensible i equips mèdics.

Com jutjar la qualitat de la tira com a comprador

Demaneu el certificat del molí que mostri el grau, la tolerància del gruix i els valors de pèrdua garantida.

Verifiqueu els valors de pèrdua amb una prova d'Epstein independent segons IEC 60404-2 quan el lot sigui crític.

Comproveu la integritat del recobriment: el recobriment aïllant ha de sobreviure a la perforació, l'apilament i el recuit sense curts entre les laminacions.

Confirmeu el factor de laminació i l'alçada de la rebava després del tall, ja que les rebaves fan un pont entre les laminacions adjacents i augmenten la pèrdua de corrents de Foucault.

Preguntes freqüents

Quina diferència hi ha entre l'acer al silici CGO i HiB?

CGO, o acer orientat-gra convencional, té una alineació de gra bona però imperfecta. HiB, o acer d'alta-permeabilitat, aconsegueix una orientació més nítida mitjançant un processament controlat-inhibidor, proporcionant una permeabilitat més alta i, normalment, una pèrdua d'entre un 5 i un 10% amb el mateix gruix.

Per què es prefereixen les tires més primes per als nuclis d'alta{0}}eficiència?

La pèrdua de corrent de Foucault augmenta amb el quadrat del gruix de la cinta, de manera que reduir a la meitat el gruix redueix aquest component de pèrdua a un quart. La compensació-és un cost més elevat de tall i apilament, per això l'elecció es fa per aplicació i objectiu d'eficiència.

Què significa la K a les qualificacions refinades del domini-?

K marca el domini-material refinat, on la superfície és gravada o tractada amb làser-per subdividir els dominis magnètics. L'estructura de domini més fina redueix les pèrdues anòmales de corrents de Foucault, donant la classe de pèrdua més baixa a un gruix determinat.

Es pot utilitzar una tira no-orientada per a nuclis de transformadors?

Els graus no-orientats s'utilitzen quan el flux flueix en totes direccions, com ara els nuclis del motor i del generador. Els nuclis dels transformadors utilitzen una banda orientada-gra, perquè el camí del flux és direccional i la banda orientada ofereix la pèrdua més baixa i la permeabilitat més alta al llarg d'aquest camí.

Què és el factor de laminació i per què importa?

És la relació entre el volum d'acer sòlid i el volum total de la pila després del muntatge, normalment per sobre de 0,95 per a una bona cinta recoberta. Un factor més baix significa més espai ocupat pels recobriments i l'aire, la qual cosa requereix una secció transversal-del nucli i un bobinatge més grans per a la mateixa capacitat de flux.

Com es mesura i es garanteix la pèrdua del nucli?

La pèrdua es mesura en marcs d'Epstein segons IEC 60404-2 a inducció i freqüència definides, normalment 1,7 T a 50 Hz per a l'acer orientat al gra. El certificat de molí fa constar els valors nominals i garantits; els compradors poden sol·licitar proves presencials en mostres representatives per a comandes crítiques.