Koldtrukket korrekturorienteret (CRGO) siliciumstål | Egenskaber Anvendelser

Tilføjelsen af silicium (Si) til jern (Fe) i de rigtige forhold med hjælp fra bestemte produktionsteknikker forbedrer betydeligt jernets magnetiske og elektriske egenskaber. I slutningen af det 19. århundrede blev det opdaget, at tilføjelsen af silicium til jern betydeligt forbedrede jernets resistivitet, og således blev siliciumstål eller hvad vi i dag kender som elektrisk stål udviklet. Dette reducerede ikke blot omløbsstrømstab i stålet, men der blev også observeret en betydelig forbedring af magnetisk permeabilitet og en reduktion i magnetostriction. Tabellen nedenfor viser, hvordan visse elektriske og magnetiske opførsler hos jern ændres ved tilføjelse af silicium.

N. P. Goss, den tidlige opfinder af processen til produktion af kuldkurvad grain-oriented siliciumstål eller CRGO-stål i 1933, gav idéen i hans egne ord: "Jeg har eksperimentel bevis, der fører mig til at tro, at der er et tydeligt forhold mellem grains størrelse og ductiliteten af et prøveobjekt og dets magnetiske egenskaber. Dette bevis viser, at små, uniforme grains og høj ductilitet følger med høj permeabilitet". Denne idé ledte til en revolution i stålindustrien, hvilket resulterede i produktionen af højkvalitetsstål. Baseret på grains orientering findes der to typer siliciumstål:

1. Grain Oriented Silicon Steel (GO).

2. Non-grain Oriented Silicon Steel (GNO).

I de kommende afsnit vil vi diskutere GO-stål. Specifikt vil vi diskutere kuldkurvad grain-oriented (CRGO) siliciumstål og dets anvendelser.

Kuldkurving af stål

Dette gøres for at reducere stålens tykkelse i området 0,1 mm til 2 mm, hvilket ikke kan opnås ved varmekurving. Under denne proces opnås under nøje kontrollerede forhold optimale magnetiske egenskaber i rulleretningen. Denne retning er også kendt som Goss tekstur (110)[001], som er let magnetiseringsretningen i rulleretningen. Dette kan ses på figuren nedenfor. Grain-oriented stål bruges ikke i roterende elektriske maskiner, hvor magnetfeltet er i planen af blade, men vinklen mellem magnetfeltet og rulleretningen fortsætter med at ændre sig. Til dette formål bruges ikkegrain-oriented siliciumstål.

Schematic repræsentation af (110)[001] rulletekstur eller Goss tekstur

Egenskaber ved CRGO Stål

Det er et blødt magnetisk materiale og har følgende egenskaber:

• Høj magnetisk permeabilitet.

• Reduceret magnetostriction.

• Høj resistivitet.

• Høj stacking eller laminering faktor tillader kompakte kerne-designs.

• Lave tab.

Sorter af CRGO Stål

• De tidlige sorter af stål var kendt som M7 (0,7 watt/lb ved 1,5T/60Hz) og M6 (0,6 watt/lb ved 1,5T/60Hz).

• På samme måde blev M5, M4 og M3 sorter udviklet i slutningen af 60'erne.

• Et nyt materiale kaldet Hi-B har en bemærkelsesværdig grad af orientering og er 2-3 grader bedre end konventionelle CRGO stålprodukter.

Anvendelse af CRGO Siliciumstål som Transformerkerne

CRGO sorter stål findes hovedsageligt anvendelse som kernemateriale for effekttransformatorer og fordelings-transformatorer. Dette kan forklares som følger:

• Høj magnetisk permeabilitet fører til lave opspændingsstrømme og lavere induktioner.

• Lave hysterese og omløbsstrømstab.

• Udmærket laminering faktor fører til bedre og kompakte designs og dermed lavere materialbehov.

• Høj knæ-sættelse karakteristikker.

• Meget lavt niveau af magnetostriction fører til støjreduktion.

• Forbedrer nemhed af vindingsprocessen og øger produktiviteten.

Fremtidens muligheder for CRGO Siliciumstål

Selvom der har været alternative til CRGO sorter stål, som nikkel-jern, mu-metal, amorf borstrip, superglass osv., er CRGO stål stadig den superiøre valgmulighed i transformator industrien. Legemer som det amorfe metal Fe78-B13-Si9 har vist at have meget mindre kernetab, når de bruges som kernen i fordelingstransformatorer sammenlignet med CRGO sorter stål. En optimal mængde tilføjelse af silicium i stål kan ændre teksturen, så ønskede magnetiske egenskaber opnås, når det produceres under kontrollerede forhold.

Erklæring: Respektér originaliteten, godt artikler er værd at deles, hvis der er krænkelse kontakt os for sletning.