电工钢知识(一)
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电工钢用途电工钢是一种用途广泛的特种钢材,主要用于制造电机、变压器、发电机、电线电缆、电力设备以及其他电气设备和元件。
其具有良好的导电性能、磁性能和机械性能,能够满足电力传输和转换的要求。
电工钢在电机制造中发挥着重要的作用。
电机是将电能转换为机械能的装置,而电工钢则是电机的核心部件。
电工钢具有低磁滞、低铁损、高导磁性的特点,能够有效减小电机的能量损耗,提高电机的效率和工作性能。
同时,电工钢还能够抵抗高温、高频环境的侵蚀,保证电机的长期稳定运行。
电工钢在变压器制造中也扮演着重要角色。
变压器是电力系统中的重要设备,用于将电能从一级电压变换为另一级电压,实现电力传输和分配。
电工钢作为变压器的铁芯材料,能够减小铁芯的磁滞损耗和铁损,提高变压器的能效。
此外,电工钢还具有良好的抗应力开关特性,保证变压器在负载波动时的稳定运行。
电工钢还广泛应用于发电机、电线电缆和电力设备的制造。
发电机是将机械能转换为电能的装置,而电工钢则是发电机的重要组成部分,能够提高发电机的转换效率和输出功率。
电线电缆是电力传输的重要通道,而电工钢则是电线电缆的保护层,能够提供良好的电磁屏蔽性能和机械保护性能。
电力设备如开关柜、变频器等也需要使用电工钢材,以保证其正常运行和使用寿命。
除了以上提到的应用领域,电工钢还可以用于制造其他电气设备和元件,如电感器、感应器、磁铁等。
电工钢具有良好的磁导率和磁导率温度特性,能够提供稳定的磁场和电磁性能,满足不同电气设备的要求。
电工钢作为一种特种钢材,在电力领域中具有重要的用途。
其良好的导电性能、磁性能和机械性能,使得它成为电机、变压器、发电机、电线电缆等电气设备和元件的理想材料。
通过合理选择电工钢材,能够提高电力设备的效率、性能和可靠性,推动电力系统的发展和升级。
未来,随着电力技术的不断发展,电工钢的应用前景将更加广阔。
电工钢的分类电工钢是一种用于电磁设备制造的特殊钢材,具有良好的导电性能和磁性能。
根据其化学成分、磁性能和加工工艺的不同,电工钢可以分为多个不同的分类。
本文将从不同的角度介绍电工钢的分类。
一、按化学成分分类根据电工钢的化学成分,可以将其分为硅钢和非硅钢两大类。
硅钢是指含有较高硅含量的电工钢,主要用于制造电力变压器的铁芯。
硅钢的硅含量一般在2%到4.5%之间,可以有效地降低磁滞损耗和铁损耗,提高变压器的能效。
非硅钢则是指除硅钢以外的其他电工钢,如镍铁合金钢、钼合金钢等,用于制造各种电磁设备的铁芯和磁芯。
二、按磁性能分类根据电工钢的磁性能,可以将其分为非取向电工钢和取向电工钢两类。
非取向电工钢是指磁性能均匀分布的电工钢,其晶粒结构无明显的取向性。
非取向电工钢适用于制造一般电磁设备,如电机、发电机等。
取向电工钢则是指具有明显取向性的电工钢,其晶粒结构在特定方向上排列整齐,具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗。
取向电工钢适用于制造高性能的电磁设备,如高速电机、高频变压器等。
三、按加工工艺分类根据电工钢的加工工艺,可以将其分为冷轧电工钢和热轧电工钢两类。
冷轧电工钢是指在室温下通过冷轧工艺加工而成的电工钢,具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗。
冷轧电工钢适用于制造高性能的电磁设备,如高速电机、高频变压器等。
热轧电工钢则是指在高温下通过热轧工艺加工而成的电工钢,具有较低的成本和较好的可加工性能,适用于制造一般电磁设备。
四、按用途分类根据电工钢的用途,可以将其分为电力电工钢和电子电工钢两类。
电力电工钢主要用于制造电力设备,如电机、变压器等,需要具有较低的磁滞损耗和较高的磁导率。
电子电工钢则主要用于制造电子设备,如传感器、电感器等,需要具有较高的磁导率和较低的磁滞损耗。
电工钢可以根据化学成分、磁性能、加工工艺和用途等不同的角度进行分类。
不同类型的电工钢适用于不同的电磁设备制造领域,具有不同的特性和应用价值。
在电磁设备制造领域,选择合适的电工钢材料对于提高设备性能和降低能耗非常重要。
电工钢应用电工钢是一种用于制造电机、变压器和其他电气设备的重要材料。
它具有优良的导电性、磁导率和机械强度,能够在高温和高磁场环境下稳定运行。
本文将介绍电工钢的应用领域、特点和制造工艺,并探讨其在电气设备中的重要性。
一、电工钢的应用领域电工钢广泛应用于电机、变压器、发电机和传感器等电气设备中。
其中,电机是电工钢最主要的应用领域之一。
电机是将电能转化为机械能的设备,而电工钢可以提供低损耗和高效率的性能,从而提高电机的能效和工作稳定性。
同时,电工钢还用于制造变压器,变压器是电力系统中的重要设备,用于电能的变换和传输。
电工钢的高导磁性和低磁滞损耗使得变压器具有更高的能效和更小的体积。
二、电工钢的特点1. 高导磁性:电工钢具有优异的导磁性能,能够有效地传导磁场,提高电磁设备的工作效率。
2. 低损耗:电工钢的磁滞损耗和涡流损耗较低,可以减少能量的损耗和热量的产生,提高设备的能效。
3. 优异的机械强度:电工钢具有较高的硬度和强度,能够承受高温和高磁场的应力,保持结构的稳定性。
4. 良好的焊接性能:电工钢能够通过焊接等加工工艺与其他材料连接,方便制造和组装。
三、电工钢的制造工艺电工钢的制造主要包括炼铁、炼钢、轧制和退火等工艺。
首先,通过炼铁过程将铁矿石炼成生铁,然后通过炼钢工艺将生铁冶炼成钢。
在炼钢过程中,控制合金元素的含量和比例,以获得所需的导磁性能和机械强度。
接下来,经过轧制工艺将钢坯轧制成所需的薄板或带材。
最后,通过退火工艺消除内部应力,提高电工钢的磁导率和韧性。
四、电工钢在电气设备中的重要性电工钢作为电气设备的核心材料之一,直接影响着设备的性能和效率。
采用高质量的电工钢可以降低能量损耗,提高设备的能效和工作稳定性。
电工钢的导磁性能决定了设备的工作效率和传输能力,而其机械强度则保证了设备在高温和高磁场环境下的稳定运行。
因此,合理选择和应用电工钢材料,对于提高电气设备的性能、降低能耗具有重要意义。
电工钢作为一种重要的电气材料,在电机、变压器等电气设备中具有广泛的应用。
电工安全管理知识培训教材第一章电气安全基础知识一、触电事故(一)电击和电伤的概念触电事故是各类电气事故中最为常见的事故。
触电事故往往突然发生,在极短时间内造成严重后果,死亡率极高。
1、电击通常所说的触电事故指的是电击,绝大多数触电死亡事故都是由电击造成的。
它是指电流通过人体内部,使肌肉非自主地发生痉挛性收缩造成的伤害;严重时会破坏人的心脏、肺部以及神经系统的工作,直至危及生命的伤害。
电击又可分为直接接触电击和间接接触电击。
直接接触电击是指人体有意或无意直接触及正常运行的带电体所发生的电击;间接接触电击是指电气设备发生故障后,人体触及意外带电部分所发生的电击。
故直接电击也称正常情况下的电击,间接电击也称故障情况下的电击。
2、电伤电伤是由电流的热效应、化学效应、机械效应等对人体造成的伤害,往往会在人体表面留下伤痕。
电伤包括电弧烧伤、电流灼伤、电烙印、电气机械性伤害、电光眼等。
(二)电流对人体的作用电流通过人体内部,能使肌肉产生突然收缩效应,产生针刺感、压迫感、痉挛、疼痛、血压升高、昏迷、心律不齐、心室颤动等症状,使触电者无法摆脱带电体,而且还会造成机械性损伤。
更为严重的是,人体的电流还会产生热效应和化学效应,从而引起一系列急骤、严重的病理变化。
热效应可使肌体组织烧伤,特别是高压触电,会使身体燃烧,电流对心跳、呼吸的影响更大,几十毫安的电流通过呼吸中枢可使呼吸停止。
直流过心脏的电流只需达到几十微安就可使心脏形成心室纤维性颤。
触电对人体损伤的程度与通过人体的电流大小、电流通过人体的持续时间与具体途径、电流的种类与频率高低、人体的健康状况等均有密切关系。
其中,以通过人体的电流大小、触电时间长短最主要。
电能给人类造福,各类电气伤害事故也能给人类带来灾难。
在各种事故中,触电是对人类威胁最大的电气事故。
按照人接触带电体时的不同情况,触可分如下三种形式:1、单相触电如果站在大地上的人,接触到交流供电线路中的一根带电体时,因大地能导电,而且和电力系统的中性点相连接,那么人的脚等于接触到另一根带电体(中性线)。
电工钢基础知识普及电工钢已有上百年的历史,电工钢包括Si<0.5%电工钢和Si含量0.5~6.5%的硅钢两类,主要用作各种电机、变压器和镇流器铁芯,是电力、电子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。
电工钢在磁性材料中用量最大,也是一种节能的重要金属功能材料。
电工钢,特别是取向硅钢的制造工艺和设备复杂,成分控制严格,制造工序长,而且影响性能的因素多,因此常把取向硅钢产品质量看作是衡量一个国家特殊钢制造技术水平的重要标志,并获得特殊钢中“艺术产品”的美称。
1、电工钢的发展历史✧热轧硅钢发展阶段(1882~1955年)铁的磁导率比空气的磁导率高几千到几万倍,铁芯磁化时磁通密度高,可产生远比外加磁场更强的磁场。
普通热轧低碳钢板是工业上最早应用的铁芯软磁材料。
1886年美国Westinghouse电气公司首先用杂质含量约为0.4%的热轧低碳钢板制成变压器叠片铁芯。
1890年已广泛使用0.35mm厚热轧低碳钢薄板制造电机和变压器铁芯。
但由于低碳钢电阻率低,铁芯损耗大;碳和氮含量高,磁时效严重。
1882年英国哈德菲尔特开始研究硅钢,1898年发表了4.4%Si-Fe合金的磁性结果。
1903年美国取得哈德菲尔特专利使用权。
同一年美国和德国开始生产热轧硅钢板。
1905年美国已大规模生产。
在很短时间内全部代替了普通热轧低碳钢板制造电机和变压器,其铁损比普通低碳钢低一半以上。
1906~1930年期间,是生产厂与用户对热轧硅钢板成本、力学性能和电机、变压器设计制造改革方面统一认识、改进产品质量和提高产量的阶段。
✧冷轧电工钢发展阶段(1930~1967年)此阶段主要是冷轧普通取向硅钢(GO)板的发展阶段。
1930年美国高斯采用冷轧和退火方法开始进行大量实验,摸索晶粒易磁化方向<001>平行于轧制方向排列的取向硅钢带卷制造工艺。
1933年高斯采用两次冷轧和退火方法制成沿轧向磁性高的3%Si钢,1934年申请专利并公开发表。
所谓电工钢,是无硅、低硅、中硅、高硅电工钢的总称。
它是机电工业的重要原材料之一。
冷轧电工钢板是用冷轧工艺生产的一种电工钢板,冷轧电工钢比热轧电工钢又有许多优越性,故冷轧电工钢的发展对国民经济的增长有重要的积极意义,它的工艺要求严格,生产厂家一般都作为技术专利而保密,而且也很少发表具有指导生产实际的文章。
在生产冷轧电工钢中,由于工厂的设备和工艺不同,所生产的产品的质量也不大相同。
为了解决生产中出现的问题,寻找合理的最佳生产工艺,发展新品种,提高电工钢的性能等级,世界上和国内各企业都成立攻关部门。
电工钢板的发展简史电工钢板的发展历史,可以追溯到十九九世纪。
1881-1889年铁中的磁滞现象的解释、B1.6法则的发现,采用搭接组装铁芯的方法,利用层间电阻绝缘的方法组装铁芯,其铁板表面发蓝处理生产产生氧化膜,发现软铁中添加硅,可以防止时效,(称其为普通低碳钢。
)。
1889年发现了添加2~4%的硅,大大的减低了铁损,提高了磁导率。
1903年西德、美国、英国正式生产出热轧硅钢片。
1905年德国等国已有热轧硅钢片的商品。
1906年德国等全部取代普碳板用来制造电机和变压器,这一时期电工钢板发展史上的一项重大突破。
1906年~1930年德国等国制造厂与用户对热轧硅钢片的成本和机械性能统一认识以及改进质量和提高产量的阶段。
1912年德国等国生产出最高牌号的铁损P10/50=1.45W/kg。
1925年德国等国生产出最高牌号的铁损P10/50=1.30W/kg。
这阶段电工钢板性能的每次重大改进,使材料的生产成本降低。
1928年本多与矛诚司,发表了铁单晶的磁各向异性。
1930年在铁单晶磁各向异性的启发下,采用冷轧和退火的方法试验取向硅钢。
(单取向硅钢片的出现硅钢发展上的议席一次飞跃)。
1934年单取向硅钢片的试验成功。
1935年单取向硅钢片开始生产。
1936年提出了卷绕铁芯的考虑方案。
1941年开始制造半圆形铁芯式的卷绕铁芯。
电工钢知识(一)
1 电工硅钢的发展及现状
电工硅钢时一种软磁材料,在磁性材料中占有最重要的地位,约占磁性材料总量的90~95%。
冷轧硅钢片是三十年代发展的,是硅钢片生产领域中的最重要的进步。
冷轧硅钢片的铁损比热轧硅钢片低30~40%,强磁场下的磁感应强度提高25~26%,用它来制作电机或变压器,重量和体积可减少30~40%,还可节约大量电能。
晶粒取向电工钢其磁性显著优越于无取向硅钢片。
该硅钢片具有(110)[100]的晶体织构。
取向硅钢1997年世界年产量就已超过140万 t,日本产品质量居首位。
2电工钢的主要电磁性能
B=Ф /S
Ф——磁通量;S——铁心面积。
磁感应强度B与外磁场强度H之间的关系为:
B=μH
μ——磁导率,它和物质的性质有关,可以用来表示物质的磁性大小。
国标中对磁感应强度有一定规定:如B25≥1.51T, B50≥ 1.61T.
在同一磁场强度下,硅钢片的B值越大,磁导率越大,其磁性越好。
2.铁损
铁损指硅钢片使用时的能量损耗。
包括磁滞损失和涡流损失。
(1)磁滞损失
磁滞回线可以表示出铁磁材料的磁感应强度B与外磁场强度H的关系。
磁滞回线所围的面积可以代表硅钢片往复磁化一次时所消耗的能量,称为磁滞损失。
为了降低磁滞损失,要求剩磁和矫顽力小,因此希望硅钢片晶粒度大,杂质少,有利于磁畴转向
(2)涡流损失
铁芯在交流电作用下磁化时,由于磁场是交变的,铁芯中会产生涡电流,这种电流使电能以热的形式损失掉,由此引起的能量损失称为涡流损失。
减少涡流损失的措施:
1)增加电阻率,在钢中加入硅就是为了增大电阻率,减少涡流损失;
2)减小铁芯的硅钢片厚度,并在薄硅钢片之间采用绝缘漆涂层
3.其它要求
除了上述电磁性能外,由于硅钢片在制造中要剪切、冲压成各种形状,因此不能过脆,要经过弯曲试验检查其脆性。
对硅钢片的表面也有严格要求,表面不能有锈斑、麻点和夹杂物,厚度要均匀。
表面质量主要与轧制工艺有关。
3硅钢的分类
按用途:电机硅钢和变压器硅钢
按化学成分:低硅(0.8~1.8%Si)
中硅(1.8~2.8%Si)
高硅(>2.8%Si)
按轧制工艺:热轧硅钢和冷轧硅钢
冷轧硅钢片按晶粒取向可分为无取向和有取向冷轧硅钢。
有取向冷轧硅钢可分为单取向和双取向冷轧硅钢。
含硅量一般为2.8~3.5%。
4影响硅钢片性能的物理因素
影响硅钢片物理性能的因素有晶粒取向、晶粒大小、非金属夹杂物、应力和厚度等。
1.晶粒取向
硅钢片是由体心立方的α铁素体晶粒所组成。
晶胞在各个方向上的磁性是不同的,称作磁各向异性。
[100]方向最易磁化,[110]方向次之,而[111]方向最难磁化。
目前生产的硅钢片主要有两种织构:
(1)单取向织构冷轧硅钢片
(2)双取向织构冷轧硅钢片
2.晶粒大小
硅钢片的晶粒大小指高温退火后的铁素体晶粒大小。
一般说来,晶粒越大,磁滞损失越小。
在满足塑性要求的条件下,希望得到
比较大而均匀的晶粒。
但晶粒过大会导致塑性降低,脆性增大。
对0.35mm厚的冷轧取向变压器硅钢片,比较合适的晶粒大小约为5~10mm。
3.非金属夹杂物
非金属夹杂物主要类型是氧、硫、氮、碳化物,都是非铁磁性物质,它们的存在实际上减少了硅钢片的体积。
非金属夹杂物分布在晶粒内,使晶格扭曲;分布在晶界上,阻碍了晶粒的长大。
因此,非金属夹杂物的存在阻碍了磁畴随外加磁场的排列和移动,使磁导率降低,矫顽力和铁损增大。
实践证明,细小分散的夹杂物比粗大聚集的夹杂物对磁性危害大,长条的针状夹杂物比球状的危害大,呈棱角的含铝夹杂物对磁性危害最大,球状硅酸盐夹杂物对磁性危害则小些。
需要指出的是,某些夹杂物也有有利作用,有些对提高晶粒取向度有利。
目前,广泛采用MnS或AlN作为有利夹杂。
MnS有利夹杂呈球状,适宜大小为2×10-6mm左右。
4.应力
应力分为内应力和外应力,内应力是硅钢片中存在的间隙固液体形成元素和非金属夹杂物等引起的晶格扭曲、畸变造成的。
在轧制、剪切或热处理后快冷的过程中,会产生残余应力(外应力)。
应力的存在使硅钢的铁损和矫顽力增加,磁导率降低,恶化硅钢片的电磁性能,应设法减少或消除。
5.厚度
硅钢片越薄则产生的涡流损失越小。
但不能过薄,否则制作工艺复杂,成本高,而且矫顽力饿磁滞损失增加。