Co to jest stal krzemowa walcowana na zimno o ziarnie zorientowanym (CRGO)?
Stal krzemowa walcowana na zimno o ziarnie zorientowanym (CRGO) to miękki magnetyczny polikrystaliczny stop metaliczny, który jest używany do produkcji silników elektrycznych i rdzeni transformatorów. Wyprodukowana po raz pierwszy w 1933 roku przez NP Gross stal CRGO jest materiałem bardzo przydatnym we współczesnej elektronice.
Stal krzemowa jest używana do produkcji transformatorów, ponieważ utrzymuje straty prądu wirowego na niskim poziomie ze względu na obecność w niej dużej zawartości krzemu. Ponadto stal krzemowa zmniejsza siły koercji, które pomagają zminimalizować straty magnesowania odwrotnego w transformatorach.
Ale przed użyciem tej stali krzemowej do produkcji transformatorów jest ona walcowana na zimno w temperaturze pokojowej. Dzięki temu jego ziarna mogą zorientować się w określonym kierunku. Proces ten zmniejsza również grubość stali krzemowej w zakresie 0.1-2 mm, co czyni ją twardszą i mocniejszą.
Przeciwnie, stal walcowana na gorąco odnosi się do stali walcowanej w temperaturach przekraczających 1700 Fahrenheita. Są jednak mniej korzystne w porównaniu ze stalą walcowaną na zimno. Krzem CRGO ze względu na swoją wysoką użyteczność jest materiałem kosztownym.
Właściwości stali CRGO
Wiele właściwości sprawia, żeStal CRGOwłaściwy wybór do produkcji rdzeni transformatorowych, a także innych elementów, takich jak części samochodowe, osie, silniki itp.
Przyjrzyjmy się więc niektórym z najważniejszych właściwości oferowanych przez stal krzemową walcowaną na zimno o ziarnie zorientowanym (CRGO).
Wysoki magnetyzm
Stal krzemowa CRGO posiada doskonałe właściwości magnetyczne w kierunku walcowania. Ten zwiększony magnetyzm wynika z tego, że w przypadku stali krzemowej o zorientowanym ziarnie ogólne właściwości magnetyczne materiału zależą od właściwości poszczególnych ziaren.
Magnetyzm ten ogranicza i kieruje polem magnetycznym w transformatorach. Dlatego do namagnesowania tej stali zużywa się mniej prądu magnesującego.
Wysoka rezystywność
Kolejną ważną właściwością stali krzemowej CRGO jest jej wysoki poziom rezystywności. Dodanie krzemu do stali zwiększa jej rezystywność, która w przeciwnym razie byłaby dość niska.
Ta wysoka rezystywność zmniejsza następnie straty w rdzeniu, minimalizując występujące tam składowe prądu wirowego. W ten sposób optymalizuje się ogólną pracę transformatora.
Wysoka elastyczność mechaniczna
Dodatkowo stal krzemowa CRGO charakteryzuje się wyjątkowo wysoką elastycznością mechaniczną. Zatem zastosowanie go w rdzeniu transformatora lub jakimkolwiek innym silniku lub elemencie zwiększa jego żywotność. Elastyczność mechaniczna pomaga, gdy obiekt jest poddawany obciążeniom, pozwalając mu w ten sposób zachować swój kształt.
Zmniejszona magnetostrykcja
Magnetostrykcja jest ważną właściwością, ponieważ pomaga w konwersji energii elektrycznej na mechaniczną, co robią transformatory. Jednak wysoka magnetostrykcja prowadzi do wysokich poziomów wibracji. Zatem zwiększenie zawartości krzemu w stali pomaga zmniejszyć magnetostrykcję, chociaż nie można jej całkowicie wyeliminować.
Wysokie współczynniki laminacji
Inną ważną właściwością stali krzemowej CRGO jest to, że oferuje wysokie współczynniki laminacji. Laminacje CRGO pomagają minimalizować prądy wirowe i straty histerezy w transformatorach.
Kiedy rdzeń transformatora jest laminowany materiałem ze stali CRGO równolegle do pola magnetycznego, kontroluje on indukowany strumień elektromagnetyczny i ostatecznie prądy wirowe.
Niskie straty mocy
Ponieważ stal krzemowa CRGO zapewnia wysoką przepuszczalność, dlatego zachowuje moc. A wiemy, że wydajny rdzeń transformatora powinien w idealnym przypadku zapewniać niskie straty mocy. Dlatego do produkcji rdzeni transformatorów używa się walcowanej na zimno stali krzemowej o ziarnie zorientowanym.
Obniżona temperatura Curie
Jak wiemy, czyste żelazo ma wysoką temperaturę curie. Tak więc, jeśli zostanie przekształcony w stop przez dodanie do niego zawartości krzemu, temperaturę Curie stali można obniżyć.
Zatem w przypadku transformatorów i silników ważne jest utrzymywanie temperatury poniżej temperatury Curie. Może to pomóc w aktywowaniu spontanicznego magnetyzmu, który jest istotnym elementem transformatorów.
Zastosowania stali krzemowej CRGO
Czyste żelazo nie oferuje wielu korzyści, jeśli chodzi o produkcję maszyn elektrycznych. Zatem dodanie dowolnego składnika, takiego jak krzem, może zwiększyć użyteczność stali. Jak wiemy, jednym z kluczowych zastosowań stali krzemowej CRGO są rdzenie transformatorów.
Zawartość krzemu w tego typu stali utrzymuje się na poziomie od 3 do 4 procent, co czyni ją całkiem przydatną do różnych celów.
Jako główne zastosowanieStal krzemowa CRGOwystępuje w transformatorach, jego zastosowania można wyjaśnić z tej perspektywy. Zobaczmy jak!
Jest stosowany do celów redukcji hałasu i wibracji ze względu na jego właściwość zmniejszonej magnetostrykcji.
Może być stosowany do celów laminowania, co jest pomocne tam, gdzie wymagana jest niewielka ilość materiału.
Pomaga w ułatwieniu uzwojenia w transformatorach i silnikach.
Służy do produkcji energooszczędnych urządzeń elektrycznych.
Zapewnia niskie straty prądu, dlatego jest nadmiernie stosowany w produkcji różnych części maszyn i podzespołów samochodowych.
Elektryczny rdzeń stalowy
