Głównym surowcem do produkcji rdzeni silników są blachy ze stali krzemowej. Obecnie najczęściej stosuje się blachy 470, 600 i 800 w postaci blach zimnowalcowanych, spośród których blachy 470 i 600 są częściej stosowane w silnikach wysokosprawnych.
1.Niskie straty.
Straty w rdzeniu przy określonej częstotliwości i intensywności indukcji magnetycznej są głównym wskaźnikiem strat w blachach elektrotechnicznych. Straty w rdzeniu składają się z dwóch części: strat histerezowych i strat w prądach wirowych. Straty histerezowe to zużycie energii spowodowane przemiennym magnesowaniem rdzenia, które jest związane ze składem materiału i wielkością ziarna i może być reprezentowane przez pole powierzchni pętli histerezy. Straty w prądach wirowych to straty rezystancji spowodowane prądami wirowymi generowanymi podczas przemiennego magnesowania rdzenia, które są związane z własną rezystywnością i grubością materiału. Dlatego, aby zmniejszyć straty w rdzeniu, blachy elektrotechniczne mają mniejszą grubość i wyższą rezystywność.
2.Wysoka przewodność magnetyczna.
Im wyższa przewodność magnetyczna, tym mniejszy może być przekrój poprzeczny obwodu magnetycznego przy stałym strumieniu magnetycznym, co pozwala zaoszczędzić miedź wykorzystywaną w uzwojeniu wzbudzenia i zmniejszyć rozmiar silnika.
3. Dobre właściwości laminowania.
Blachy ze stali elektrotechnicznej powinny mieć odpowiednią twardość, nie być ani zbyt kruche, ani zbyt miękkie. Powierzchnia powinna być gładka, płaska i o jednakowej grubości (z wymogiem kontroli różnicy płyt), co sprzyja wykrawaniu w formie i poprawie współczynnika układania. Tę samą formę można stosować do blach stalowych walcowanych na zimno, a jej żywotność może być znacznie wydłużona w porównaniu do blach stalowych walcowanych na gorąco. Niektóre blachy ze stali elektrotechnicznej walcowane na zimno z powłokami nieorganicznymi lub organicznymi mogą zwiększyć liczbę uderzeń wykrawających na przejście formy prawie dziesięciokrotnie po jednorazowym szlifowaniu. ●Niski koszt i łatwość użycia. Oprócz powyższych wymagań, niektóre silniki często mają wyższe wymagania dotyczące materiałów przewodzących magnetycznie. Na przykład, mała awaria magnetyczna i mała rozszerzalność magnetyczna. Wymagania te są różne i powinny być kompleksowo rozważone.
●Blacha ze stali krzemowej
Stal stopowa zawierająca krzem, walcowana na cienkie arkusze. Jest powszechnie nazywana blachą ze stali krzemowej. W zależności od procesu produkcyjnego, dzieli się ją na blachę ze stali krzemowej walcowaną na gorąco (która została w dużej mierze wycofana) oraz blachę ze stali krzemowej walcowaną na zimno. Blachę ze stali krzemowej walcowaną na zimno można dodatkowo podzielić na blachę orientowaną i nieorientowaną. Obecnie blachy ze stali krzemowej są dostarczane głównie w postaci arkuszy. Aby poprawić właściwości magnetyczne blachy ze stali krzemowej i zmniejszyć jej wytrzymałość na ścinanie, krajowe blachy ze stali krzemowej poddaje się wyżarzaniu w walcowni.
●Blacha ze stali krzemowej bez powłoki
Rdzeń silnika wykorzystuje blachy ze stali krzemowej zamiast płyt ze stali niskowęglowej i czystego żelaza. Był to znaczący postęp w historii. Blachy ze stali krzemowej o niskiej stratności poprawiły wydajność silnika i zmniejszyły jego rozmiar. Teraz, zamiast blach ze stali krzemowej, do produkcji rdzeni małych silników stosuje się blachy ze stali niskokrzemowej (znane również jako taśmy ze stali elektrotechnicznej niskowęglowej lub taśmy ze stali elektrotechnicznej z czystego żelaza), ponieważ produkowane nowoczesną technologią blachy ze stali niskokrzemowej różnią się od oryginalnych blach ze stali niskowęglowej. Charakteryzują się one nie tylko wysoką siłą indukcji magnetycznej, ale także stratami żelaza podobnymi do blach ze stali krzemowej. Małe silniki prądu przemiennego zaprojektowane i wyprodukowane z blach ze stali niskokrzemowej mogą dodatkowo zmniejszyć rozmiar, wagę i obniżyć koszty. Ponadto, ponieważ blachy ze stali niskokrzemowej są bardziej miękkie, mogą zwiększyć prędkość wykrawania i wydłużyć żywotność form. Obecnie blachy ze stali niskokrzemowej są szeroko stosowane jako materiał na rdzeń małych silników w krajach zagranicznych. W krajach uprzemysłowionych ich wykorzystanie stanowi około 50–60% całkowitej produkcji blach elektrotechnicznych.
Obecnie istnieją dwie sytuacje, w których fabryki silników wykorzystują blachy ze stali bezkrzemowej. Po pierwsze, blachy ze stali bezkrzemowej po walcowaniu na zimno są bezpośrednio wykrawane w arkusze, a następnie poddawane wyżarzeniu w fabryce silników; po drugie, wyżarzane blachy stalowe dostarczane przez hutę są wykrawane i wykorzystywane bezpośrednio przez fabrykę silników. Blachy ze stali bezkrzemowej to materiały o wysokiej przewodności magnetycznej, a ich intensywność i strata indukcji magnetycznej są bardzo wrażliwe na naprężenia mechaniczne. Dlatego po wykrawaniu i przed użyciem, wyeliminowanie wyżarzania naprężeniowego jest ważnym środkiem poprawy właściwości magnetycznych. Obróbka cieplna blach ze stali bezkrzemowej wymaga specjalistycznego sprzętu do obróbki cieplnej, ale większość fabryk silników w naszym kraju nie dysponuje jeszcze takimi warunkami. Jest to problem, który należy rozwiązać w przypadku stosowania blach ze stali bezkrzemowej.
● Zawartość krzemu i domieszek krzemowych mają decydujący wpływ na parametry blach ze stali krzemowej. Po dodaniu krzemu do żelaza wzrasta rezystywność, a także pomaga w oddzieleniu szkodliwego węgla. Zazwyczaj, gdy czyste żelazo jest dodawane do krzemu, intensywność indukcji magnetycznej nieznacznie spada, ale straty żelaza są znacznie zredukowane. Wraz ze wzrostem zawartości krzemu wzrasta twardość i kruchość, co utrudnia walcowanie, tłoczenie, ścinanie i obróbkę mechaniczną. Obecnie zawartość krzemu w blachach ze stali krzemowej wynosi zazwyczaj nie więcej niż 4,5%. Wyższa zawartość krzemu utrudnia walcowanie i obróbkę.
●Grubość.Biorąc pod uwagę, że straty prądów wirowych w rdzeniu żelaznym są proporcjonalne do kwadratu grubości blachy stalowej, dla tego samego rodzaju blachy krzemowej, im cieńsza grubość, tym mniejsze straty w rdzeniu żelaznym, ale czas jego produkcji wydłuża się, a współczynnik ułożenia maleje. Zazwyczaj silniki wykorzystują blachy krzemowe o grubości 0,5 milimetra, a gdy wymagania dotyczące strat w rdzeniu żelaznym dużych turbin parowych są bardzo rygorystyczne, stosuje się blachy krzemowe o grubości 0,35 milimetra.
●Stres.Podczas procesów ścinania, układania w stosy lub nawijania rdzenia żelaznego powstają naprężenia, które pogarszają właściwości magnetyczne i zwiększają straty żelaza. W odległości około 1 milimetra po obu stronach linii cięcia (łamania) tworzy się widoczna czarna, szczątkowa strefa naprężeń. Zasadniczo, w celu wyeliminowania naprężeń i przywrócenia pierwotnych właściwości magnetycznych, można zastosować wyżarzanie; właściwości magnetyczne wysokowydajnych blach ze stali krzemowej walcowanych na zimno są bardziej wrażliwe na naprężenia.
Czas publikacji: 04-03-2026