Elektriteras ja selle omadused
Elektrotehnikas kasutati enim lehtelektrilist terast... See teras on raua sulam räniga, mille sisaldus on 0,8 - 4,8%. Selliseid teraseid, mida nende omaduste parandamiseks lisatakse väikeses koguses mis tahes aineid, nimetatakse legeeritud.
Räni viiakse rauda ferrosilikoonina (raudtsissiliidi FeSi sulam rauaga) ja on selles lahustunud olekus.Räni reageerib kõige kahjulikuma (raua magnetiliste omaduste jaoks) lisandiga — hapnikuga, redutseerides rauda see oksiidib FeO ja moodustab ränidioksiidi SiO2, mis läheb osaliselt räbu.
Räni soodustab ka süsiniku eraldumist ühendist Fe3C (tsementiit) koos grafiidi moodustumisega. Nii elimineerib räni rauaühendid (FeO ja Fe3C), mis põhjustavad sundjõu suurenemist ja hüstereesi kaotus… Lisaks suurendab räni sisaldus rauas 4% või rohkem elektritakistust võrreldes puhta rauaga, mille tulemuseks on kaod pöörisvoolud.
Hoolimata asjaolust, et raua küllastusinduktsioon Bs koos räni sisalduse suurenemisega selles suureneb oluliselt ja saavutab suure väärtuse 6,4% räni juures (Bs = 2800 gaussi), kuid räni sisestatakse siiski mitte rohkem kui 4,8%. Ränisisalduse suurendamine üle 4,8% toob kaasa asjaolu, et terased muutuvad rabedamaks, st nende mehaanilised omadused halvenevad.
Elektriteras sulatatakse martenahjudes. Lehed valmistatakse teraskangi valtsimisel külmas või kuumas olekus. Seetõttu tehke vahet külm- ja kuumvaltsitud elektriterasel.
Raual on kuubikujuline kristallstruktuur. Magnetiseerumise uuringu kohaselt selgus, et see võib selle kuubi eri suundades olla ebaühtlane.Kristall on kõige suurema magnetiseeritusega piki kuubi serva, väikseim piki näo diagonaali ja väikseim piki kuubi serva. kuubi diagonaal. Seetõttu on soovitav, et kõik rauakristallid lehel oleksid rullimise käigus paigutatud ridadesse kuubi servade suunas.
See saavutatakse teraslehtede korduva valtsimisega, tugeva redutseerimisega (kuni 70%) ja sellele järgneva lõõmutamisega vesiniku atmosfääris. See soodustab terase puhastamist hapnikust ja süsinikust, samuti kristallide paisumist ja nende orientatsiooni nii, et kristallide servad langevad kokku valtsimissuunaga. Selliseid teraseid nimetatakse tekstureeritud... Neil on valtsimissuunas kõrgemad magnetilised omadused kui tavalisel kuumvaltsitud terasel.
Tekstureeritud teraslehti toodetakse külmvaltsimise teel. Magnetiline läbilaskvus need on suuremad ja hüstereesikaod väiksemad kui kuumvaltsitud lehtedel.Lisaks suureneb külmvaltsitud terase puhul induktsioon nõrkades magnetväljades tugevamini kui kuumvaltsitud terase puhul, s.t. nõrkade väljade magnetiseerimiskõver on oluliselt kõrgem kui kuumvaltsitud terase kõver.
Riis. 1. Elektrilise teraslehe tootmisprotsess
Tuleb aga märkida, et teraorienteeritud terase tera orientatsiooni tõttu piki valtsimissuunda on magnetiline läbilaskvus teistes suundades madalam kui kuumvaltsitud terasel. Niisiis, induktsiooniga 6 = 1,0 T valtsimise suunas on magnetiline läbilaskvus μm = 50 000 ja valtsimisega risti olevas suunas μm - 5500. Sellega seoses kasutatakse W-kujuliste trafosüdamike kokkupanekul eraldi terasribasid. , lõigatakse mööda valtsimispikkust, mis seejärel segatakse nii, et magnetvoo suund langeb kokku terase valtsimissuunaga või moodustab sellega 180 ° nurga.
Joonisel fig. Joonisel 2 on näidatud elektriterase EZZOA ja E41 magnetiseerimiskõverad kolme magnetvälja tugevusvahemiku jaoks: 0–2,4, 0–24 ja 0–240 A/cm.
Riis. 2. Elektrooniliste teraste magnetiseerimiskõverad: a — teras E330A (tekstuuriga), b — teras E41 (tekstuurita)
Elektrilisel teraslehel on head magnetilised omadused – kõrge küllastusinduktsioon, väike sundjõud ja madal hüstereesikadu. Nende omaduste tõttu kasutatakse seda laialdaselt elektrotehnikas elektrimasinate staatori- ja rootorisüdamike, jõutrafosüdamike, voolutrafode ja erinevate elektriseadmete magnetsüdamike tootmiseks.
Kodumaine elektriteras erineb ränisisalduse, lehtede valmistamise viiside, samuti magnetiliste ja elektriliste omaduste poolest.
Täht D tähisega teras tähendab «elektrotehnikanitšnaja terast», esimene number pärast tähte (1, 2, 3 ja 4) tähendab terase räniga legeerimise astet ning ränisisaldus on % järgmistes piirides: vähelegeeritud teras (E1) 0,8 kuni 1,8, keskmiselt legeeritud teras (E2) 1,8 kuni 2,8, kõrglegeeritud teras (EZ) 2,8 kuni 3,8, kõrglegeeritud teras (E4) 3,8 kuni 4,8.
Räni kogusest sõltub ka keskmine elektritakistus ρ-ks. Mida kõrgem, seda suurem on terase ränisisaldus. Mirok E1 teraste takistus on ρ =0,25 Ohm NS mm2/m, E2 klassid — 0,40 Ohm NS mm2/m, EZ klassid — 0,5 Ohm NS mm2/m ja E4 klassid — 0,6 Ohm NS mm2/m.
NSmagnetiseerimine (W / kg). Need kaod on seda väiksemad, mida suurem on see arv, st seda suurem on terase räni legeerimise aste. Nullid pärast neid numbreid ОznEeldame, et teras on külmvaltsitud tekstuuriga (0) ja külmvaltsitud madala tekstuuriga (00). Täht A tähistab eriti väikeseid erikadusid terase magnetiseerimise ümberpööramisel.
Elektriterast toodetakse lehtedena laiusega 240–1000 mm, pikkusega 720–2000 mm ja paksusega 0,1, 0,2, 0,35, 0,5 ja 1,0 mm. Tekstureeritud terased on kõige laialdasemalt kasutatavad, kuna neil on kõrgeimad magnetilised omadused.
Riis. 3. Elektriline teras