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日常生活中,可以看到变压台上的变压器,和我们家用电子设备不一样,但是同样作为变压的电子元器件,为什么高频变压器用的是铁氧体磁芯,而变压台上的变压器却用的硅钢片呢?
硅钢是一种合硅的钢,其含硅量在0.8~4.8%。由硅钢做变压器的铁芯,是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质,在通电线圈中,它可以产生较大的磁感应强度,从而可以使变压器的体积缩小。常用的变压器铁芯一般都是用硅钢片制做的。
我们知道,实际的变压器总是在交流状态下工作,功率损耗不仅在线圈的电阻上,也产生在交变电流磁化下的铁芯中。通常把铁芯中的功率损耗叫“铁损”,铁损由两个原因造成,一个是“磁滞损耗”,一个是“涡流损耗”。磁滞损耗是铁芯在磁化过程中,由于存在磁滞现象而产生的铁损,这种损耗的大小与材料的磁滞回线所包围的面积大小成正比。硅钢的磁滞回线狭小,用它做变压器的铁芯磁滞损耗较小,可使其发热程度大大减小。
既然硅钢有上述优点,为什么不用整块的硅钢做铁芯,还要把它加工成片状呢?
这是因为片状铁芯可以减小另外一种铁损──“涡流损耗”。变压器工作时,线圈中有交变电流,它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流,在垂直于磁通方向的平面内环流着,所以叫涡流。涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗,变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以增大涡流通路上的电阻;同时,硅钢中的硅使材料的电阻率增大,也起到减小涡流的作用。
无取向硅钢片和取向硅钢片的关系无取向硅钢片和取向硅钢片的关系:1、二者都是冷轧硅钢片,但含硅量不同。冷轧无取向硅钢片含硅量0.5%-3.0%,冷轧取向硅钢片含硅量在3.0%以上。2、生产工艺及性能的不同:无取向硅钢片较取向硅钢片工艺要求相对较低。无取向硅钢片是将钢坯或连铸坯热轧成厚度约2.3mm带卷。制造低硅产品时,热轧带卷酸洗后一次冷轧到 0.5mm厚。制造高硅产品时,热轧带酸洗后(或先经800~850℃常化后再酸洗),冷轧到0.55或0.37mm厚,在氢氮混合气氛连续炉中850℃退火,再经6~10%小压下率冷轧到0.50或0.35mm厚。这个小压下率的冷轧可使退火时晶粒长大,铁损降低。这两种冷轧板都在20%氢氮混合气氛下连续炉中850℃终退火,然后涂磷酸盐加铬酸盐的绝缘膜。经冷轧至成品厚度,供应态多为0.35mm和0.5mm厚的钢带。冷轧无取向硅钢的Bs高于取向硅钢。取向硅钢片要求钢中氧化物夹杂含量低,并必须含有C0.03~0.05%和抑制剂(第二相弥散质点或晶界偏析元素)。抑制剂的作用是阻止初次再结晶晶粒长大和促进二次再结晶的发展,从而获得高的(110)[001]取向。抑制剂本身对磁性有害,所以在完成抑制作用后,须经高温净化退火。采用第二相抑制剂时,板坯加热温度必须提高到使原来粗大第二相质点固溶,随后热轧或常化时再以细小质点析出,以便增强抑制作用。冷轧成品厚度为0.28、0.30或0.35mm。冷轧取向薄硅钢带是将0.30或0.35mm厚的取向硅钢带,再经酸洗、冷轧和退火制成。与冷轧无取向硅钢相比,取向硅钢要比无取向硅钢铁损低很多,磁性具有强烈的方向性;在易磁化的轧制方向上具有优越的高磁导率与低损耗特性。取向钢带在轧制方向的铁损仅为横向的1/3,磁导率之比为6:1,其铁损约为热轧带的1/2,磁导率为后者的2.5倍。
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基本介绍
无取向硅钢(siIiconsteelwithnon—orientedgrain)含碳很低的硅铁合金。在形变和退火后的钢板中其晶粒呈无规则取向分布。合金的硅含量为1.5%~3.0%,或硅铝含量之和为1.8%~4.0%。产品通常为冷轧板材或带材,其公称厚度为0.35和0.5mm,主要用于制造电动机和发电机。成分
钢中硅、铝和锰含量按规定控制在一定范围,碳、硫、氮和氧含量尽量低。牌号不同,对这些元素含量要求也不同。铝提高电工钢强度和硬度并降低延展性。但铝对降低延展性的影响不像硅那样明显,而作用与硅相似。因此,随牌号增高,硅含量提高到约3%而不再变化,铝含量可逐步提高到1%。一般牌号铝含量为0.3%~0.6%。随牌号提高,碳、硫和锰含量进一步降低。高牌号杂质含量为:S<0.002%、C<0.003%、N2<0.002%、O2<0.002%,以后退火不需脱碳,防止形成内氧化层和内氮化层。此外,要求Ti<0.005%和Zr<0.002%,以防止形成细小的TiN、ZrN和TiC,阻碍晶粒长大。
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