硅钢片叠片铁芯讲义

硅钢片铁芯、坡莫合金、非晶及纳米晶软磁合金一.磁性材料的基本特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线（M～H或B～H曲线）。

磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。

即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变；以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。

材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。

2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。

剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。

矩形比：Br∕Bs矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷（杂质、应力等）。

磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。

初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。

居里温度Tc：铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降，达到某一温度时，自发磁化消失，转变为顺磁性，该临界温度为居里温度。

它确定了磁性器件工作的上限温度。

损耗P：磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝f2 t2 / ，ρ 降低，磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc；降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。

在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为：总功率耗散（mW）/表面积（cm2）3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时，首先要根据电路的要求确定器件的电压～电流特性。

器件的电压～电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。

硅钢在电机里的应用原理1. 引言电机是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于各行各业。

在电机的设计和制造中，硅钢材料被广泛应用，因其具有良好的磁导率和低磁滞损耗。

本文将介绍硅钢在电机中的应用原理。

2. 硅钢材料的特性硅钢，也称为电工钢，是一种特殊的冷轧钢材，其主要成分是铁（Fe）和硅（Si）。

硅钢的主要特性包括： - 低磁滞损耗：硅钢具有良好的磁导率和低磁滞损耗，能有效地减少电机的能量损失。

- 高导磁率：硅钢具有较高的导磁率，能够增加电机的磁通量，提高效率。

- 低铁损：硅钢具有较低的铁损，能够减少电流损耗，提高电机的效率。

- 抗腐蚀性能好：硅钢具有良好的抗腐蚀性能，能够延长电机的使用寿命。

3. 硅钢在电机中的应用硅钢在电机中的应用主要体现在以下几个方面：3.1 电机铁芯的制造电机的铁芯是由硅钢片叠压而成的，通过叠压可以减少铁芯的损耗，提高电机的整体效率。

硅钢片的低磁滞损耗和高导磁率可以有效地降低铁芯的能量损失，提高电机的效率和性能。

3.2 电机磁路的设计硅钢的高导磁率和低磁滞损耗使其成为设计电机磁路的理想材料。

通过合理的磁路设计，可以提高电机的磁通量，减少能量损失，提高效率和性能。

3.3 减小电机的铁损和涡流损耗硅钢具有低铁损和低涡流损耗的特性，通过在电机中使用硅钢材料可以降低电机的能量损失，提高电机的效率。

3.4 抑制电机的磁滞和焦耳损耗硅钢的低磁滞损耗使其能够有效地抑制电机的磁滞和焦耳损耗，提高电机的效率。

3.5 提高电机的功率因数硅钢在电机的应用可以提高电机的功率因数，减小电机在运行过程中的无功功率损耗，提高电机的能效。

4. 结论硅钢材料在电机中的应用具有重要的作用。

通过合理应用硅钢材料，可以提高电机的效率和性能，减少能量损失，延长电机的使用寿命。

因此，在电机的设计和制造过程中，合理选用硅钢材料是非常重要的。

铁芯叠片接缝
铁芯叠片接缝有三种：
1．直接缝。

只能用于热轧硅钢片，如用于沿轧制方向磁性能好的冷轧取向硅钢片，由于在接缝处的磁通不是沿轧制方向通过，磁性能变坏，引起空载损耗增加。

2．半直半斜接缝。

用于冷轧取向硅钢片，此种接缝的特点是直接缝和斜接缝在铁心叠片中交替出现，磁性能比直接缝有明显的改善，结构可靠，剪切和叠积也方便，硅钢片利用率高。

3．全斜接缝。

用于冷轧取向硅钢片，可使磁通方向与硅钢片的轧制方向一致，使铁心损耗达到最小，但工艺复杂，叠装的铁心整体性差。

2024-2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修二2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动基础导学要点一、涡流1．定义由于电磁感应，在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流．2．特点若金属的电阻率小，涡流往往很强，产生的热量很多．3．对涡流的理解(1)本质：电磁感应现象．(2)条件：穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身构成闭合回路．(3)特点：整个导体回路的电阻一般很小，感应电流很大，故金属块的发热功率很大．4．应用(1)涡流热效应的应用：如真空冶炼炉．(2)涡流磁效应的应用：如探雷器、安检门．5．防止电动机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而导致浪费能量，损坏电器．(1)途径一：增大铁芯材料的电阻率．(2)途径二：用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯代替整块硅钢铁芯．要点二、电磁阻尼和电磁驱动1．电磁阻尼(1)定义：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动的现象．(2)应用：电学仪表中利用电磁阻尼使指针很快地停下来，便于读数．2．电磁驱动(1)定义：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来的现象．(2)应用：交流感应电动机．要点突破突破一：对涡流的成因及涡流中的能量转化1．涡流产生的条件涡流的本质是电磁感应现象，涡流产生条件是穿过金属块的磁通量发生变化．并且金属块本身可自行构成闭合回路．同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感应电流很大，就像水中的漩涡．2．可以产生涡流的两种情况(1)把块状金属放在变化的磁场中．(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动．3．能量变化伴随着涡流现象，其他形式的能转化成电能并最终在金属块中转化为内能．如果金属块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能最终转化为内能；如果金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功．金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能．4．涡流的利与弊(1)利：利用涡流原理可制成感应炉来冶炼金属；利用涡流可制成磁电式、感应式电工仪表；电能表中的阻尼器也是利用涡流原理制成的．(2)弊：在电机、变压器等设备中，由于涡流存在，产生附加损耗，同时磁场减弱造成电器设备效率降低．突破二：电磁阻尼与电磁驱动的理解1．电磁驱动的原因分析当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量就发生变化，例如线圈处于如图所示的初始状态时，穿过线圈的磁通量为零，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量就增加了，根据楞次定律，此时线圈中就有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，因而线圈会跟着一起转动起来．楞次定律的一种理解是阻碍相对运动，从而阻碍磁通量的增加，磁铁转动时，相对于线圈转动，所以线圈也同方向转动，从而“阻碍”这种相对运动，电磁驱动也可以用楞次定律来解释．2．电磁阻尼与电磁驱动的区别电磁阻尼电磁驱动区别产生电流的原因由于导体在磁场中运动由于磁场相对于导体运动，导体中产生感应电流安培力方向安培力方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动导体受安培力方向与导体运动方向相同，推动导体运动本质联系都属于电磁感应现象，安培力的作用效果是阻碍导体与磁场间发生相对运动典例精析题型一：对涡流现象的理解与分析例一．高频焊接原理示意图，如图所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量较大可采用()A．增大交变电流的电压B．增大交变电流的频率C．增大焊接缝的接触电阻D．减小焊接缝的接触电阻变式迁移1：如图所示，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，则()A．若是匀强磁场，球滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，球滚上的高度等于hC．若是非匀强磁场，球滚上的高度等于hD．若是非匀强磁场，球滚上的高度小于h题型二：对电磁驱动以及电磁阻尼的理解以及应用例二．如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触．当磁铁绕轴转动时，铜盘将()A．以相同的转速与磁铁同向转动B．以较小的转速与磁铁同向转动C．以相同的转速与磁铁反向转动D．静止不动变式迁移2：如图所示，条形磁铁用细线悬挂在O点．O点正下方固定一个水平放置的铝线圈．让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是()A．磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次B．磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C．磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D．磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力强化训练一、选择题1、以下为教材中的四幅图，下列相关叙述错误的是（）A．甲图是法拉第电磁感应实验，奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第根据对称性思想，做了如上实验发现了磁生电的现象B．乙图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈产生大量热量，从而冶炼金属C．丙图是无轨电车电车在行驶过程中由于车身颠簸电弓和电网之间容易闪现电火花，这是由于车弓脱离电网产生自感电动势使空气电离D．丁图是电吉他中电拾音器的基本结构金属弦被磁化，弦振动过程中线圈中会产生感应电流从而使音箱发声。

硅钢片每片之间的绝缘1、硅钢片本身也是导电体，在交流磁通的作用下，在铁心内也产生了感应电流。

这是无法避免的。

2、如果，铁心是一个整体，相当于是一个面积很大的导体，电路又短，其电阻值非常的小，虽然感应的电压并不高，但电流却很大。

这样产生了极大的涡流（环流）损耗。

严重时，会将铁心发热局部熔化，俗称为铁心“失火”。

3、每片之间涂了绝缘漆之后，使铁心在产生的那个截面，被分割成很多的小截面的导体。

这样其电阻就变大了。

所以涂了漆的铁心，虽然也存在涡流损耗（属于铁耗的一部分），但也小了很多很多。

4、因此，硅钢片越薄，其损耗就越小。

通常情况下，冷轧硅钢片表面的绝缘漆，在出厂前已经涂好。

我们只要不去损坏他就可以不用再涂漆了硅钢片有什么作用？硅钢片具有良好的导磁性能，它可以大大提高镇流器的自感系数，从而在开灯时候,起辉器的触点开合的瞬间产生很高的自感电动势，从而使灯管高压激发导通而正常发光。

电机铁芯采用硅钢片，以前叫矽钢片，这种材料导磁能力好、导电能力差。

电机是通过线圈绕组产生磁力，利用这磁力运转的。

但是，由于交变磁场在铁芯中产生电流，如果铁芯导电能力强，就相当于一个闭合的短路电路而发热，称为涡流。

这与电磁炉通过电磁场使锅底发热的原理一样。

所以，为了截断这种涡流，采用导电能力差的硅钢材料，采取一片一片的硅钢片而不采用整体实芯也是这个道理。

以前缺乏硅钢片，就是用铁片涂上绝缘漆来解决这个问题的。

导磁性是什么意思磁和电是类似的，常说的导体就是比较容易导电的物体，也就是电流在流过的时候衰减很小，比如铜.磁也是一样，导磁就是对磁场的传导作用，比如一块磁体上吸了一个铁丁，那么铁丁末端的磁场强度就会变得很强，就好像铁把磁铁上的磁场传过来了一样，就是导磁了！虽然铜是很好的导体，但是铜是抗磁的物质，也就是磁很难通过铜来传导，对于磁场来讲，铜就是绝缘体。

同样的试验用铜就会看到，铜对磁场的传播没有任何贡献。

硅钢片铁芯电感是变压器和电机等电气设备中的重要参数，它是指硅钢片在磁场中受到感应电动势作用时产生的自感现象，即硅钢片之间产生的磁感应强度。

硅钢片铁芯电感的大小取决于硅钢片的叠层设计和磁通量。

在一定的磁场下，叠层设计越紧密，磁通量越高，电感值也就越大。

通常，电感值与磁场强度成正比，与硅钢片的面积成反比。

在交流电的情况下，硅钢片铁芯的电感决定了磁场的衰减速度和电流的稳定性。

此外，硅钢片铁芯的电气性能还会受到环境温度、湿度和时间等因素的影响。

这些因素会改变硅钢片的磁导率，从而影响电感值的大小。

因此，在选择硅钢片铁芯时，需要根据实际应用环境和要求进行综合考虑。

硅钢片铁芯在电机中的应用非常广泛，它是电机中的重要组成部分之一。

在电机中，硅钢片铁芯的电感决定了电机的工作效率和功率因数。

当电机运行时，硅钢片铁芯会产生磁场，磁场的变化会引起电流的变化，从而影响电机的效率。

因此，选择合适的硅钢片铁芯对于电机的性能至关重要。

总的来说，硅钢片铁芯电感是衡量硅钢片性能的重要指标之一，它的大小直接影响到电气设备的工作效率和性能。

在选择和使用硅钢片铁芯时，需要综合考虑各种因素，以确保其性能达到最佳状态。

同时，随着技术的不断进步和材料科学的发展，未来硅钢片铁芯的性能和应用范围还将得到进一步的提升和拓展。

硅钢片铁芯冲片消除应力退火冷轧电工钢带片（硅钢片），在冲剪和弯曲等加工过程中，产生机械应力和应变，导致磁性恶化，铁损可增大，因此冷轧电工钢带片（硅钢片）在经加工后，进行消除应力退火，可以消除机械应力和应变，恢复材料原有的磁性。

现将消除应力退火有关事项介绍如下：1、退火温度温度不宜选得过高，以能够恢复到原磁性水平为限。

退火温度偏高，固然可以进一步改善磁性，但相应会影响绝缘涂层或使叠片粘结。

冷轧取向电工钢带（取向硅钢片）一般选用800±10℃。

冷轧无取向电工钢片（无取向硅钢片）选用700-750℃，退火温度高于750℃，应严格控制炉内保护气氛为无氧化气氛。

2、退火时间指炉内温度达到设定退火温度后的保温时间。

实际退火时间是根据退火方式、退火炉型、装炉量、装炉方式以及铁芯尺寸等因素而定。

为了防止在加热和冷却过程中，由于热应力导致铁芯冲片变形，必须适当控制加热速度和冷却速度。

加热方式最好选用从铁芯冲片侧面加热，以实现均匀快速加热。

冷却速度视装炉量而定，应低于30℃/时，装炉量更大时，还应该更低些。

3、退火气氛选用以铁芯冲片不氧化、不渗碳和电工钢带片（硅钢片）表面绝缘涂层无明显恶化为原则。

最好选用含氢2-10%的氢氮混合气体。

加入少量的氢可确保铁芯冲片不氧化。

保护气体中的露点一般应在0℃以下。

4、严防渗碳和氧化冷轧电工钢带片（冷轧硅钢片）含碳量一般小于0.003%，因此在消除应力退火时，必须严防渗碳，以免恶化磁性。

炉用材料，如炉罩、底版应选用低碳钢材，冲片表面的残余油脂，应在退火前清除，防止冲片氧化是消除应力退火效果的重要措施。

除合理选用退火气体外，在实际操作时，首先要确认炉膛密封是否完好。

同时，在送电升温前，先通入保护气体进行炉内清扫。

越是导磁率高的铁心，越要进行规范退火。

一般导磁率低于9000高斯，即使不退火也影响不大。

退火温度，要高于金属材料的相变温度，以消除因剪切引起的局部晶格变形，恢复故有的导磁率。

常用无取向硅钢片叠片系数无取向硅钢片是一种重要的电工材料，广泛应用于电力变压器、电机等领域。

而叠片系数是评估无取向硅钢片叠片质量的重要指标之一。

本文将详细介绍常用的无取向硅钢片叠片系数，包括定义、计算方法以及影响因素等方面的内容。

首先，我们来了解一下无取向硅钢片的叠片系数的定义。

叠片系数是指无取向硅钢片的叠片质量与理想叠片质量之间的比值。

叠片质量主要包括叠片损失、叠片间隙、叠片变形等因素。

理想叠片质量是指无叠片损失、无叠片间隙、无叠片变形的情况下的叠片质量。

因此，叠片系数越接近于1，说明叠片质量越高。

接下来，我们将介绍无取向硅钢片叠片系数的计算方法。

无取向硅钢片的叠片系数可以通过实验测量或者理论计算得到。

实验测量的方法一般是在叠片质量检验中，通过测量叠片损失、叠片间隙、叠片变形等参数，然后进行计算得到叠片系数。

理论计算的方法则是通过数学模型和理论分析，结合材料力学性能参数，进行计算得到叠片系数。

无论是实验测量还是理论计算，都需要综合考虑材料的物理性质、工艺参数等因素，以得到准确的叠片系数。

叠片系数的大小受到多种因素的影响，下面我们将介绍几个常见的影响因素。

首先，材料的物理性质是影响叠片系数的重要因素之一。

无取向硅钢片的物理性质包括磁导率、电阻率、磁饱和感应强度等。

磁导率越大、电阻率越小、磁饱和感应强度越高，叠片系数就越大。

其次，工艺参数也会对叠片系数产生影响。

工艺参数包括叠片压力、叠片温度、叠片速度等。

适当的叠片压力和叠片温度可以改善叠片质量，提高叠片系数。

另外，叠片间隙和叠片变形也是影响叠片系数的重要因素。

叠片间隙过大或者叠片变形过大都会导致叠片质量下降，叠片系数减小。

最后，我们需要注意的是，叠片系数不仅受到上述因素的影响，还受到人为因素的干扰。

例如，操作人员的技术水平、设备的精度等都会对叠片系数产生影响。

因此，在实际生产中，需要加强人员培训，提高设备精度，以保证叠片系数的准确性和稳定性。

总之，无取向硅钢片的叠片系数是评估叠片质量的重要指标，对于提高无取向硅钢片的性能和效益具有重要意义。