どのような種類の電磁鋼板が利用可能ですか?
Dec 01, 2023
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GNEE鋼電磁鋼コイル
GOES の製造プロセスは、1930 年代にアメリカの研究者ノーマン P ゴスによって開発されました。 鋼板は特定の方法 (いわゆる臨界板厚減少) で圧延され、圧延方向に沿って整列した結晶粒のシードが作成されます。 その後の熱処理と再結晶化中に、粒子は種から成長し、体積全体が満たされます。
したがって、各粒子は整列し、磁気特性は「容易磁化」の方向とも呼ばれる圧延方向に沿って最大化されます。 (この方向に対して 90 度の磁化は「硬い」、60 度の磁化は「最も硬い」です。これは結晶粒方位の直接的な結果です)。 これは、GOES が、磁束を特定の方向に誘導する必要があるアプリケーション (変圧器のリムなど) で非常に役立つことを意味します。
GOES には通常、約 96.5% の鉄、3% のシリコン、および 0.5% のその他の元素が含まれています。 シリコンは損失を軽減し、粒子の成長を揃えるのに役立ちます。 磁気的な観点から見ると、シリコンの最適量は実際には 6.5% であり、損失はさらに低くなり、透磁率は最大に達し、変圧器によって発生する音響ノイズの主な原因である磁歪が鋼材に現れなくなります。 ただし、シリコン含有量が 6.5% の鋼は非常に脆いため、機械的に切断したり打ち抜いたりすることができないため、レーザーやその他の特殊な技術を使用して切断する必要があります。 別のアプローチは、通常の 3% シリコン素材を切断し、切断後にさらにシリコンを注入することです。
長年にわたり、GOES の製造プロセスには多くの修正と改善が加えられ、最も重要なことは、損失が 10 分の 1 程度減少することにつながりました。 現在使用されている製造プロセスには 20 を超えるステップがあり、これは GOES が建設用鋼材よりもはるかに高価であることを意味します。 ただし、ニッケルやコバルト合金などの他の磁性代替品よりもはるかに安価です。
GOES の磁気性能を強化する方法の 1 つは、シートの表面に引張応力を引き起こす特殊なコーティング層を追加することです。 これにより、GOES の透過性が向上し、損失が減少します。 その結果、この方法で製造された鋼は、従来のグレードよりも高い磁化 (B) で使用できるようになります。 このプロセスは、特許取得済みの商品名「Hi-B」で呼ばれることがよくあります。
また、適切な結晶粒成長によって達成される 2 つの直交する「容易な」方向を持つ、いわゆる「二方向性」鋼の実験室試験も行われています。 しかし、この製造プロセスはさらに高価であり、この材料はまだ大量の商業用途には至っていない。
商業的に使用される GOES の一般的な厚さは、{{0}}.35 mm (最も安価)、0.27 mm、0.23 mm (最も高価) です。 価格は通常、1 キログラムあたり数ドルです。
NOES では粒子ははるかに小さく、通常は 0.1 mm 未満です。 それらは特定の方向に沿ったものではありません。 まったく逆です。負荷の対称性を実現するには、できるだけランダムに分散する必要があります。 これは、NOES が、積層の「歯」内で磁束が回転し、その位置を常に変える回転機械のコアに使用されているためです。 製造プロセスは GOES よりも単純であるため、鋼材の価格は安くなり、通常は価格の半分以下になります。
NOES は厚いシート (0.35 mm 以上) で製造されるため、打ち抜きはより困難で、切断中により多くの機械的変形と応力が発生します。 これは磁気性能を低下させるため、常に許容できるわけではありません。 このような場合、積層体の磁気特性を向上させるために、切断後に積層体をアニールする必要があります。 そのため、NOES には、再アニーリングを必要としない完全処理タイプと、最終熱処理が必要な半処理タイプの 2 つの主なタイプがあります。
もう一つの重要な要素はシリコン含有量です。 シリコンの添加により、飽和磁化がわずかに減少します。 これは、歯が飽和状態で動作する可能性がある回転機械では重要です。 回転機械の機械的トルクは磁化の二乗に比例するため、磁化がわずかに改善されただけでも、結果としてトルクが大幅に向上します。 このため、機械的性能が最も重要である場合、シリコン含有量ははるかに低いレベル (場合によっては 0.5% 未満) まで削減されることがよくあります。 これによりトルクは向上しますが、当然のことながら渦電流損失が増加します。これを低減するには、使用する積層板の厚さを薄くする必要があります。
NOES は、機器の価格が重要な要素となる家庭用電化製品用の小型で安価な変圧器によく使用されます。