公司：唐人金屬（東莞）有限公司

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鐵芯損耗（PT）低

鐵芯損耗是指鐵芯在≥50Hz 交變磁場(chǎng)下磁化時(shí)所消耗的無效電能，簡(jiǎn) 稱鐵損，也稱交變損耗，其單位為 W/kg。這種由于磁通變化受到各種阻礙 而消耗的無效電能，通過鐵芯發(fā)熱既損失掉電能，又引起電機(jī)和變壓器的 溫升。硅鋼片的鐵損（PT）包括磁滯損耗、渦流損耗（Pe）和反常損耗（Pa） 三部分。硅鋼板鐵損低，既可節(jié)省大量電能，又可延長(zhǎng)電機(jī)和變壓器工 作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，并簡(jiǎn)化冷卻裝置。由于硅鋼板的鐵損所造成的電量損失占 各國(guó)全年發(fā)電量的 2.5%~4.5%， 因此各國(guó)生產(chǎn)硅鋼板總是千方百計(jì)設(shè)法降 低鐵損，并以鐵損作為考核產(chǎn)品磁性的重要指標(biāo)，按產(chǎn)品的鐵損值作為 劃分產(chǎn)品牌號(hào)的依據(jù)。

磁感應(yīng)強(qiáng)度高

磁感應(yīng)強(qiáng)度是鐵芯單位截面積上通過的磁力線數(shù)，也稱磁通密度，它 代表材料的磁化能力，單位為 T。硅鋼板的磁感應(yīng)強(qiáng)度高，鐵芯的激磁電 流（也稱空載電流）降低，銅損和鐵損都下降，可節(jié)省電能。當(dāng)電機(jī)和變 壓器功率不變時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度高，設(shè)計(jì) Bm 可提高，鐵芯截面積可縮小，這 使鐵芯體積減小和重量減輕，并節(jié)省硅鋼板、導(dǎo)線、絕緣材料和結(jié)構(gòu)材 料用量，可降低電機(jī)和變壓器的總損耗和制造成本，并且有利于大變壓器 和大電機(jī)的制造、安裝和運(yùn)輸。

取向硅鋼設(shè)計(jì) Bm 高達(dá) 1.7~1.80T，接近 B8 值，因此以 B8 作為磁感保 證值。電機(jī)設(shè)計(jì) Bm 約為 1.5T，接近冷軋無取向硅鋼片?B50 值，因此冷軋無 取向硅鋼以 B50 作為磁感保證值。熱軋硅鋼的磁感更低，通常以 B25 作為 保證值。

對(duì)磁各向異性的要求

電機(jī)是在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下工作，鐵芯是用帶齒圓形沖片疊成的定子和轉(zhuǎn)子 組成，要求硅鋼板為磁各向同性，因此用無取向冷軋硅鋼片或熱軋硅鋼 制造。一般要求縱橫向鐵損差值8%，磁感差值10%。

變壓器是在靜止?fàn)顟B(tài)下工作。大中型變壓器鐵芯是用條片疊成，一些 配電變壓器、電流和電壓互感器以及脈沖變壓器是用卷繞鐵芯制造，這樣 可保證沿硅鋼板軋制方向下料和磁化，因此都用冷軋取向硅鋼制造。

沖片性良好

用戶使用硅鋼板時(shí)沖剪工作量很大，因此要求硅鋼板應(yīng)具有良好 的沖片性，這對(duì)微、小型電機(jī)尤為重要。沖片性好可以提高沖模和剪刀壽 命，保證沖剪片尺寸以及減小沖剪片毛刺。

影響沖片性的因素主要有：1）沖?；蚣舻恫牧?。如硬質(zhì)合金沖模的沖 片性比工具鋼沖模提高一倍以上。2）沖頭與沖模的間距。合適的間距一般 為鋼板厚度的 5%~6%。3）沖片用潤(rùn)滑油種類。4）沖片形狀。5）鋼板表面 絕緣膜種類和質(zhì)量。6）鋼板的硬度等。后兩個(gè)因素與硅鋼板質(zhì)量有關(guān)。

鋼板表面光滑、平整和厚度均勻

要求硅鋼板表面光滑、平整和厚度均勻，主要是為了提高鐵芯的疊 片系數(shù)。疊片系數(shù)高可使鐵芯有效利用空間增大，空氣隙減小，使激磁電 流減小。硅鋼板的疊片系數(shù)每降低 1%相當(dāng)于鐵損增高 2%，磁感降低 1%。

絕緣薄膜性能好

為防止鐵芯疊片間發(fā)生短路而增大渦流損耗，冷軋硅鋼板表面涂一 薄層無機(jī)鹽或無機(jī)鹽+有機(jī)鹽的半有機(jī)絕緣膜。對(duì)絕緣膜有以下要求：1） 耐熱性好。在 750~800℃消除應(yīng)力退火時(shí)不會(huì)破壞。2）絕緣膜薄且均勻。3） 層間電阻高。4）附著性好。5）沖片性好。6）耐蝕性和防銹性好。7）焊 接性好。用途不同，對(duì)絕緣膜的要求也有差異。

磁時(shí)效現(xiàn)象小

鐵磁材料的磁性隨使用時(shí)間而變化的現(xiàn)象稱為磁時(shí)效。這種現(xiàn)象主要 是材料中碳和氮等雜質(zhì)元素引起的。硅鋼板中碳和氮含量小于 0.0035% 時(shí)，磁時(shí)效明顯減小。

化學(xué)成分的影響：硅鋼片成分組成基本包括三大類元素。類為基 本合金元素，如 Si、Al、Mn 等；第二類為雜質(zhì)元素，如 C、S、N、O、Ti、 Zr 等；第三類為微量元素如 Sb、Sn 等。

類元素的影響

Si、Al、Mn 是有益的合金元素，可使鐵的磁各向異性常數(shù) K1 和飽和磁 滯伸縮常數(shù) λs 值降低，磁化更容易，所以 Ph 降低。另外這些元素還可提 高電阻率，使 Pe 降低。因此提高類元素的含量可以明顯降低鐵損。但 當(dāng)這些元素含量太高時(shí)，材料變得既硬又脆而無法冷加工。

第二類元素的影響

C、S、N、O、Ti、Zr 等為有害元素，這些元素的存在可在鋼中形成細(xì) 小彌散的碳化物、硫化物、氮化物及氧化物，阻礙成品退火時(shí)晶粒長(zhǎng)大， 對(duì)磁性能不利，因此要求鋼中這類元素的含量越低越好。

第三類元素的影響

在無取向硅鋼中添加少量的 Sb、Sn，可以改善無取向硅鋼片再結(jié)晶退 火后的織構(gòu)，使（100）和（110）有利織構(gòu)組分明顯增加，使（111）不利 織構(gòu)組分明顯減弱，從而降低鐵損，提高磁感。添加少量的此類元素，還 可以抑制內(nèi)氧化層和氮化層的形成，改善磁性。

晶粒尺寸

晶粒尺寸大，晶界數(shù)量少，疇壁移動(dòng)的阻力小，磁滯損耗降低。另一 方面，晶粒尺寸大，磁疇尺寸增大，渦流損耗和反常損耗都增加。因此為 了降低總鐵損有一個(gè)合適的臨界晶粒尺寸。

雜質(zhì)、夾雜物和內(nèi)應(yīng)力

無取向硅鋼片中夾雜物和雜質(zhì)元素應(yīng)盡量降低，這是提高磁性的重 要措施。它們不僅阻礙疇壁移動(dòng)使磁滯損耗和矯頑力增高，同時(shí)為了降低 其周圍靜磁能而產(chǎn)生了閉合疇使磁化困難。它們對(duì)晶粒長(zhǎng)大和織構(gòu)組分也 有很壞的影響。硅鋼板中存在任何內(nèi)應(yīng)力都使矯頑力增高。

晶體織構(gòu)

在取向硅鋼中，提高 B8 使磁滯損耗明顯降低。對(duì)無取向硅鋼片來說， （100）面織構(gòu)高，磁滯損耗和 P15 ，（110）織構(gòu)次之，（111）織構(gòu) 差。

鋼板厚度

一般來說，鋼板厚度減薄，磁滯損耗增高。但厚度減薄，渦流損耗明 顯降低。因此對(duì)總鐵損來說也有一個(gè)合適的臨界厚度。 鋼板表面狀態(tài) 鋼板表面平整光潔，表面自由磁極減少，靜磁能降低，疇壁移動(dòng)阻力 減小，則磁滯損耗和矯頑力降低。

1、高速電機(jī)

功率為1．2KW，轉(zhuǎn)速4000r／min的三相異步電機(jī)。為了比較不同硅鋼板的鐵損特性，日本島津制作所使用65R—B、80R—B兩種高硅硅鋼板及50A400、35A300兩種無取向硅鋼板制作4種規(guī)格電機(jī)。由于將各鐵芯的鐵耗作為研究重點(diǎn)，特性試驗(yàn)采用沒有時(shí)間高次諧波影響的正弦波電源，頻率在不大于300Hz：的范圍內(nèi)進(jìn)行。在各頻率下進(jìn)行空載試驗(yàn)。端電壓自2倍額定電壓緩慢降低，測(cè)定其電流和輸入功率，由輸入功率減去定子銅耗和機(jī)械耗得出鐵耗。在熱軋后退火處理的80R—B高硅鋼板比一般50A400的硅鋼的鐵損低40％，比35A300低20％。而不進(jìn)行退火處理的65R—B高硅鋼板的鐵損在工頻范圍也比50A400低，但在高頻范圍，則和35A300大致相當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，從降低鐵耗、提率來看，高硅鋼板的退火處理是很重要的。另外，對(duì)于65R—B硅鋼板，雖然鐵耗大一些，但因?yàn)樗泻芨叩臋C(jī)械強(qiáng)度，能承受超高速下的超大離心力，適宜于作為超高速電機(jī)的轉(zhuǎn)子零件。

NKK把這種高硅電工鋼的使用瞄準(zhǔn)在電動(dòng)機(jī)車上，如果電動(dòng)機(jī)車仍靠電池充電作為動(dòng)力的話，那么，減少電源損失是十分重要的。

2、變壓器

將3％si的取向硅鋼片放置在疊片鐵芯厚度方向上的中間部位上，其兩側(cè)所疊放的鐵芯是6．5％si的硅鋼片，共同組成了鐵芯。并且該鐵芯的鐵芯柱截面中6．5％si的硅鋼片所占的比率比軛部要大一些。

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