lamination-硅鋼片-疊片-鐵芯講義.ppt

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1 四 制作流程 三 lamination設(shè)計相關(guān) 二 材料 一 Lamination的作用 Lamination 五 測試實驗 2 一 疊片的作用 1 支撐段絕緣2 和軸配合為電機提供扭矩3 引導(dǎo)磁通量通過 1 按生產(chǎn)加工工藝可分熱軋 把鋼材加熱后控制在再結(jié)晶溫度以上進行軋制加工的工藝稱為熱軋冷軋 把鋼材加熱后控制在再結(jié)晶溫度以下進行軋制加工的工藝稱為熱軋 a 晶粒無取向 電機或焊接變壓器等 b 晶粒取向 電源變壓器 脈沖變壓器和磁放大器等的鐵芯 若用冷軋取向帶 性能更佳 用它代替熱軋帶或低檔次冷軋帶 可減少變壓器電能消耗量45 50 硅鋼片 二 疊片的材料 電機中大部分使用導(dǎo)磁好的鐵磁材料 比較常見的硅鋼片 冷軋鋼 熱軋鋼 二 疊片的材料 2 按含硅量不同低硅片 含硅2 8 以下 它具有一定機械強度 主要用于制造電機俗稱電機硅鋼片 高硅片 含硅量為2 8 4 8 它具有磁性好 但較脆 主要用于制造變壓器鐵芯 俗稱變壓器硅鋼片 冷軋電工鋼帶具有表面平整 厚度均勻 疊裝系數(shù)高 沖片性好等特點 且比熱軋電工鋼帶磁感高 鐵損低 硅鋼片一般隨著硅的含量提高而提高 鐵損 沖片性 磁感降低 硬度增高 工作頻率越高 產(chǎn)生的渦流損耗越大 選用的硅鋼片越薄 二 疊片的材料 電工板分類 3 絕緣膜性能 為防止鐵芯疊片間發(fā)生短路而增大渦流損耗 電工鋼板表面涂一層無機鹽 有機鹽的半有機絕緣膜 對絕緣膜的要求 1 耐熱性好 750 800 消除應(yīng)力退火時不破壞 2 絕緣膜薄且均勻厚度為1 5 m 此時疊片系數(shù)降低0 5 1 0 3 間層電阻高 一般為5 50 cm2 片 取向鋼由于是兩層絕緣膜層間電阻在30 120 cm2 片范圍內(nèi) 適合用于大變壓器和汽輪發(fā)機 4 附著性好 沖剪或消除應(yīng)力退火后不脫落5 沖片性能好 有機或半有機涂層在沖片時起潤滑作用 明顯提高沖片性 6 內(nèi)腐蝕性和防銹性好 與變壓器或佛里昂不起化學(xué)反應(yīng) 7 焊接性能好 鐵芯焊接時焊縫中不產(chǎn)生氣泡 熱軋硅鋼表面一般不涂絕緣膜 用戶沖片后再涂涂絕緣漆 但耐熱性差 焊接性差 絕緣膜較厚 每面為2 3 m 使疊片系數(shù)低1 2 二 疊片的材料 4 硅鋼片性能指標 1 鐵損低 質(zhì)量的最重要指標 世界各國都以鐵損值劃分牌號 鐵損越低 牌號越高 質(zhì)量也高 2 磁感應(yīng)強度高 在相同磁場下能獲得較高磁感的硅鋼片 用它制造的電機或變壓器鐵芯的體積和重量較小 相對而言可節(jié)省硅鋼片 銅線和絕緣材料等 3 疊裝系數(shù)高 硅鋼片表面光滑 平整和厚度均勻 制造鐵芯的疊裝系數(shù)提高 4 沖片性好 對制造小型 微型電機鐵芯 這點更重要 5 表面對絕緣膜的附著性和焊接性良好 6 磁時效 7 硅鋼片須經(jīng)退火和酸洗后交貨 二 疊片的材料 硅鋼片的磁飽和現(xiàn)象 硅鋼片在勵磁過程中 當磁通密度較小的時 磁通密度的增加與勵磁電流成正比 但當磁通密度較大時 勵磁電流增加很多 而磁通密度增加的卻很少 這中勵磁電流的增加快于磁通密度的增加的現(xiàn)象 稱為磁飽和現(xiàn)象 硅鋼片涂有絕緣漆 其目的是限制渦流回路 使渦流只能在一片中流動 這樣渦流回路阻抗較大 限制了渦流的數(shù)值 如果片間不絕緣 渦流就會通過相鄰的硅鋼片 這樣渦流回路的阻抗比單片時小 渦流就會增大 使得渦流產(chǎn)生的損耗迅速地增大 一般來說 渦流損耗與硅鋼片的厚度成正比 如果硅鋼片不絕緣 鐵心就相當于一整塊鐵 或相當于一塊厚鋼板 這樣渦流損耗就會大大地增加 因此硅鋼片表面要涂漆 渦流損耗 線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動 因為鐵心本身也是導(dǎo)體 在垂直于磁力線的平面上就會感應(yīng)電勢 這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流 好象一個旋渦所以稱為 渦流 磁滯損耗 鐵磁質(zhì)的磁性主要來源于電子自旋磁矩 在沒有外磁場的條件下鐵磁質(zhì)中電子自旋磁矩可以在小范圍內(nèi) 自發(fā)地 排列起來 形成一個個小的 自發(fā)磁化區(qū) 這種自發(fā)磁化區(qū)叫 磁疇 在外磁場的作用下 磁疇就會按一定的方向規(guī)則地排列 在交變磁場的作用下 磁疇排列方向也要接磁場的方向交替變化 旋轉(zhuǎn)變化地過程中 磁疇相互碰撞磨擦 就產(chǎn)生了損耗 這就是磁滯損耗 二 疊片的材料 5 日本牌號表示方法 1 冷軋無取向硅鋼帶由公稱厚度 擴大100倍的值 代號A 鐵損保證值 將頻率50HZ 最大磁通密度為1 5T時的鐵損值擴大100倍后的值 如50A470表示厚度為0 5mm 鐵損保證值為 4 7的冷軋無取向硅鋼帶 MK70localization B50A1300MK70 JIS50A1000 2 冷軋取向硅鋼帶由公稱厚度 擴大100倍的值 代號G 表示普通材料 P 表示高取向性材料 鐵損保證值 將頻率50HZ 最大磁通密度為1 7T時的鐵損值擴大100倍后的值 如30G130表示厚度為0 3mm 鐵損保證值為 1 3的冷軋取向硅鋼帶 二 疊片的材料 7 磁化曲線和磁導(dǎo)率曲線 二 疊片的材料 磁場強度H與所感應(yīng)的磁感應(yīng)強度B 表征磁介質(zhì)磁性的物理量 常用符號 表示 為介質(zhì)的磁導(dǎo)率 或稱絕對磁導(dǎo)率 1 11 6 硅鋼制作流程圖 二 疊片的材料 退火的目的是 冷軋帶通過再結(jié)晶消除冷軋產(chǎn)生的應(yīng)變和促使晶粒長大 將鋼中的碳脫到0 005 以下 最好在0 003 以下 以保證磁性 硬度和磁實效符合要求條件 退火時小張力以保證鋼帶更平整 酸洗目的 帶鋼退火前先用70 80 堿液去除表面軋制油和污垢 防止帶入爐內(nèi)破壞保護氣氛組分 影響脫碳效率 甚至引起增碳現(xiàn)象 油污也使鋼帶表面質(zhì)量變壞和引起爐低輥結(jié)瘤造成鋼帶劃傷等缺陷 三 lamination設(shè)計相關(guān) 1 電機的槽數(shù)和齒數(shù)沖片的直徑小對應(yīng)的齒數(shù)少 直徑大對應(yīng)的齒數(shù)大 一般的采用3槽的是因為繞線的方便 適合批量的小電機生產(chǎn) 槽數(shù)多電機的運行比較穩(wěn)定 換向器的片間電壓小 換向器的火花相對小些 對電機的壽命和抗干擾都有好處的 2 奇槽數(shù)和偶槽數(shù)大的電機中對平衡要求比較高 采用偶數(shù)槽疊片 通常用對稱繞線法 對電機的平衡也有很大的幫助 偶數(shù)槽的疊片啟動扭矩比較大 不容易啟動 電流高 振動小 噪音小 適用于高轉(zhuǎn)速電機 三 lamination設(shè)計相關(guān) 3 槽的形狀微型電機一般采用梨形槽 也有斜肩槽 一種槽楔式半圓的 一種是梯型的 4 槽口的寬度必須大于單根漆包線的線徑 槽口大相對的漏磁大 5 磁軛的寬度應(yīng)該保證齒部的磁通全部通過 通過磁通的有效尺寬應(yīng)該等于磁軛寬度的總和 6 斜槽對電機啟動力矩有影響 啟動力矩會減小 這樣可以減小振動噪聲 也犧牲了部分性能 比例不大 5 以內(nèi)在轉(zhuǎn)子槽扭斜后 轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的齒諧波磁場也隨之扭斜同樣的角度 這樣可以消弱轉(zhuǎn)子齒諧波與定子齒諧波磁場之間的相互作用 使同步附加轉(zhuǎn)矩 振動及噪聲減小 但斜槽也帶來不利影響 可是轉(zhuǎn)子漏抗增加 從而使最大轉(zhuǎn)矩和功率因數(shù)稍有下降 7 疊片的厚度和外徑根據(jù)最初的設(shè)計的要求如 磁鋼的形狀 材料的性能 額定電流 電流密度 堵轉(zhuǎn)扭矩等有以下關(guān)系 8 槽滿率是指線圈放入槽內(nèi)后占用槽內(nèi)空間的比例 通俗的講就是導(dǎo)線截面積占槽有效面積的比值X100 反應(yīng)了電機嵌線的難度 三 lamination設(shè)計相關(guān) 15 1 流程圖 四 lamination制作流程 1 鐵銹不導(dǎo)磁 2 鐵銹結(jié)構(gòu)松散強度低 3 疊片斷面生銹了 容易產(chǎn)生渦流 影響導(dǎo)磁 加快電機發(fā)熱量 4 硅鋼片斷面生銹了 片間容易短路 嚴重的會使鐵心發(fā)熱 影響電機的絕緣和壽命 2 疊片生銹的影響 四 lamination制作流程 試驗相關(guān) 五 測試相關(guān) 謝謝