referat (709253), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Сердечники.
Сердечники силовых трансформаторов изготавливаются из электротехнической стали.
Электротехническая нелегированная сталь с нормированными свойствами в постоянных полях используется для изготовления магнитопроводов всех видов и самых сложных форм: детали реле, сердечники, полюсные наконечники электромагнитов, элементы магнитоэлектрических, индукционных и электромагнитных приборов, экраны, телефонные мембраны, магнитопроводы двигателей переменного и постоянного тока малой и средней мощности и так далее.
Химический состав электротехнической нелегированной стали различных марок приведен в табл. 2. Магнитные свойства электротехнической нелегированной стали после отжига без доступа воздуха при температуре не выше 950 градусов Цельсия и далее после медленного охлаждения на воздухе (не более 10 часов) до 600 градусов Цельсия должны соответствовать нормам, приведенным в табл.3.
Электротехнические кремнистые стали - наиболее широко распространенный магнитомягкий материал, сочетающий высокие магнитные свойства с низкой стоимостью и удовлетворительной технологичностью. Эти стали широко применяются для изготовления двигателей и генераторов всех типов, дросселей и трансформаторов, электромеханизмов и приборов, работающих как на постоянном, так и на переменном токе различной частоты. Разнообразные технические требования, предъявляемые к электротехническим сталям, удовлетворяются путем изменения их химического состава, толщины листов или ленты и применения специальных технологических процессов изготовления и термической обработки.
Свойства электротехнической магнитной горячекатаной стали марок 1571 и 1572 с содержанием кремния около 4% должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 4. В этой таблице представлены также свойства холоднокатаной тонколистовой стали марок 3471 и 3472 с содержанием кремния около 3%. Свойства электротехнической магнитной горячекатаной тонколистовой стали марок 1561 и 1562 с содержанием кремния до 4% должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 5. Нормированные магнитные свойства сталей при частоте перемагничивания 50 Гц представлены в табл. 6. и табл. 7.
Для сталей всех типов нормируется коэффициент старения (процент увеличения удельных потерь в образце после старения по сравнению с исходными удельными потерями). Коэффициент старения должен быть не более 3 - 8% после нагрева в течение 120 часов при 120 - 150 °C в зависимости от типа стали. Магнитные свойства сталей с нормированием свойств при частоте перемагничивания 400 Гц представлены в табл. 8. Магнитные свойства сталей с нормированием свойств при частоте перемагничивания 3000 Гц приведены в табл. 9.
Представленные в табл. 6., табл. 7. и табл. 8. магнитные параметры измеряются либо вдоль направления прокатки (для анизотропных сталей), либо вдоль и поперек направления прокатки (для изотропных и горячекатаных сталей).
Магнитные свойства электротехнической стали на переменном токе зависят при одинаковой структуре и текстуре от толщины стального листа и частоты перемагничивания. Наилучшие магнитные свойства при частоте 50 Гц имеет стальной лист толщиной 0.25 - 0.30 мм. Выбор толщины листа определяется оптимальным соотношением требуемых магнитных свойств материала, коэффициента заполнения и трудоемкости изготовления магнитопровода. По мере автоматизации процессов изготовления магнитопроводов, улучшения плоскости листа и уменьшения толщины электроизоляции оптимальная толщина стали снижается и следует применять сталь толщиной 0.30 мм и 0.27 мм.
При частоте 400 Гц наилучшие магнитные свойства имеет стальной лист толщиной 0.12 мм, с учетом коэффициента заполнения оптимальная толщина для этой частоты - 0.15 мм; увеличение частоты до 3000 Гц уменьшает оптимальную толщину стального листа до 0.05 мм.
Существенное влияние на свойства электротехнических сталей оказывают примеси ( кремний, углерод, сера и фосфор).
Таблица 2
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ НЕЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ
_____________________________________________________________________________
Материал Углерод Марганец Кремний Сера Фосфор Медь ГОСТ или ТУ
_____________________________________________________________________________
Сталь:
электро-
техническая
нелегированная
тонколистовая 0.040 0.300 0.300 - - - ГОСТ 3836-83
сортовая 0.035 0.300 0.300 0.030 0.020 0.300 ГОСТ 11036-75
_____________________________________________________________________________
Таблица 3
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ НЕЛЕГИРОВАННОЙ СТАЛИ
_____________________________________________________________________________
Коэрцитивная сила, Относительная Магнитная индукция,Тл,
Марка А/м, максимальная магнитная не менее при напряженности
не более проницаемость, магнитного поля,
не менее А/м, равной
500 1000 2500
_____________________________________________________________________________
Сортовая сталь (ГОСТ 11036 - 75)
10895 95 - 1.32 1.45 1.54
20895 95 - 1.36 1.45 1.54
11895 95 - 1.32 1.45 1.54
21895 95 - 1.32 1.45 1.54
10880 80 - 1.36 1.47 1.57
20880 80 - 1.36 1.47 1.57
11880 80 - 1.36 1.47 1.57
21880 80 - 1.36 1.47 1.57
10864 64 - 1.40 1.50 1.60
20864 64 - 1.40 1.50 1.60
11864 64 - 1.40 1.50 1.60
21864 64 - 1.40 1.50 1.60
Тонколистовая сталь (ГОСТ 3836 - 83)
10895 95 3000 - - -
20895 95 3000 - - -
11895 95 3000 - - -
21895 95 3000 - - -
10880 80 4000 - - -
20880 80 4000 - - -
11880 80 4000 - - -
21880 80 4000 - - -
10864 64 4500 1.38 1.50 1.62
20864 64 4500 1.38 1.50 1.62
11864 64 4500 1.38 1.50 1.62
21864 64 4500 1.38 1.50 1.62
10848 48 4800 - - -
20848 48 4800 - - -
11848 48 4800 - - -
21848 48 4800 - - -
10832 32 5000 - - -
20832 32 5000 - - -
11832 32 5000 - - -
21832 32 5000 - - -
_____________________________________________________________________________
Таблица 4
МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ СТАЛИ В СРЕДНИХ ПОЛЯХ
____________________________________________________________________________
Толщина Магнитная индукция, Тл, не менее, при напряженности
Марка листа, магнитного поля, А/м, равной
мм 5 10 20 50 70 100 200 500
____________________________________________________________________________
1571 0.35 - 0.035 0.14 0.48 0.61 0.77 0.92 1.21
0.20 - 0.030 0.10 0.38 0.58 0.66 0.90 1.18
1572 0.35 - 0.045 0.17 0.57 0.71 0.87 1.02 1.25
0.20 - 0.040 0.14 0.48 0.62 0.74 0.92 1.20
3471 0.50 0.14 - - - - - - -
0.35 0.17 - - - - 1.61 - -
3472 0.50 0.16 - - - - 1.61 - -
0.35 0.19 - - - - 1.61 - -
____________________________________________________________________________
Таблица 5
МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ СТАЛИ В СЛАБЫХ ПОЛЯХ
____________________________________________________________________________
Толщина Магнитная индукция, мкТл, не менее, при напряженности
Марка листа, магнитного поля, А/м, равной
мм 0,2 0,4 0,8
____________________________________________________________________________
1561 0.35 100 220 650
0.20 100 220 650
1562 0.35 120 280 760
0.20 120 300 750
____________________________________________________________________________
Таблица 6
УДЕЛЬНЫЕ ПОТЕРИ СТАЛИ В СИЛЬНЫХ ПОЛЯХ ПРИ ЧАСТОТЕ 50 Гц
___________________________________________________________________________
Толщина Удельные потери, Вт/к, не более,
Марка листа или при индукции, Тл, равной
ленты, мм 1.0 1.5 1.7
___________________________________________________________________________
Горячекатаная сталь
(ГОСТ 21427.3-75)
1211 1.00 5.80 13.4 -
0.50 3.30 7.7 -
1311 0.50 2.50 6.1 -
1411 0.50 2.00 4.4 -
0.35 1.60 3.6 -
1511 0.50 1.55 3.5 -
0.35 1.35 3.0 -
Холоднокатаная
изотропная сталь
(ГОСТ 21427.2-83)
2011 0.65 3.80 9.0 -
0.50 3.50 8.0 -
2111 0.65 4.30 10.0 -
0.50 3.50 8.0 -
2211 0.65 3.00 7.0 -
0.50 2.60 5.8 -
2311 0.65 2.50 5.8 -
0.50 1.90 4.4 -
2411 0.50 1.60 3.6 -
0.35 1.30 3.0 -
Холоднокатаная
анизотропная
(ГОСТ 21427.1-83)
3311 0.80 4.00 - -
3411 0.50 - 2.45 -
0.35 - 1.75 -
3404 0.35 - - 1.60
0.30 - - 1.50
___________________________________________________________________________
Таблица 7
МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ СТАЛИ В СИЛЬНЫХ ПОЛЯХ ПРИ ЧАСТОТЕ 50 Гц
_____________________________________________________________________________
Толщина Магнитная индукция, Тл, не менее, при
Марка листа или напряженности магнитного поля, А/м, равной
ленты, мм 100 1000 2500 5000 10000 30000
_____________________________________________________________________________
Горячекатаная сталь
(ГОСТ 21427.3-75)
1211 1.00 - - 1,53 1.63 1.76 2.00
1311 0.50 - - 1.48 1.59 1.73 1.95
1411 0.50 - - 1.46 1.57 1.71 1.92
0.35 - - 1.46 1.57 1.71 1.92
1511 0.50 - 1.30 1.46 1.57 1.70 1.90
Холоднокатаная
изотропная сталь
(ГОСТ 21427.2-83)
2011 0.65 - - 1.60 1.70 1.80 2.02
0.50 - - 1.45 1.70 1.80 2.02
2111 0.65 - - 1.45 1.58 1.66 2.00
0.50 - - 1.46 1.58 1.68 2.00
2211 0.65 - 1.40 1.56 1.65 1.73 1.96
0.50 - 1.40 1.56 1.65 1.76 2.00
2311 0.65 - 1.36 1.52 1.62 1.72 1.96
0.50 - 1.38 1.54 1.64 1.74 1.96
2411 0.50 - 1.40 1.49 1.66 1.73 1.96
0.35 - 1.30 1.49 1.60 1.70 1.95
Холоднокатаная
анизотропная
(ГОСТ 21427.1-83)
3311 0.80 - - 1.75 1.60 1.70 1.95
3411 0.50 - - 1.75 1.60 1.70 1.95
0.35 - - 1.75 1.60 1.70 1.95
0.20 - 1.45 1.70 1.60 1.70 1.95
_____________________________________________________________________________
Таблица 8
УДЕЛЬНЫЕ ПОТЕРИ ПРИ ЧАСТОТЕ 400 Гц И МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ СТАЛИ В СИЛЬНЫХ ПОЛЯХ
_____________________________________________________________________________
Толщина Удельные потери, Коэрцитив- Магнитная индукция, Тл,
листа Вт/кг, не более ная не менее, при напряженности
Марка или ленты, при индукции, Тл, сила, магнитного поля, А/м,
мм равной А/м, равной
0.75 1.0 1.5 не более 40 200 500 2500
_____________________________________________________________________________
1521 0.35 10.75 19.50 - - - - 1.21 1.44
0.22 8.00 14.00 - - - - 1.20 1.42
0.20 7.20 12.50 - - - - 1.20 1.42
0.10 6.00 10.50 - - - - 1.19 1.40
2421 0.28 10.70 19.50 - - - - - 1.47
0.18 7.20 12.50 - - - - - 1.44
0.10 6.00 10.50 - - - - - 1.44
3СЮ 0.20 6.60 11.50 - - - - - 1.44
0.10 5.80 10.00 - - - - - 1.44
5421 0.15 - 10.00 23.0 34 - - - 1.65
0.08 - 10.00 22.0 36 - - - 1.65
0.20 - - - 28 0.50 0.85 1.10 1.70
0.15 - - 23.0 26 0.50 0.80 1.10 1.70
3421 0.08 - 10.00 22.0 36 0.40 0.75 1.10 1.70
0.05 - 10.00 21.0 36 0.40 0.75 1.10 1.70
3422 0.15 - 9.00 20.0 32 0.60 1.25 - 1.55
0.08 - 9.00 20.0 32 0.50 1.25 - 1.55
0.05 - 8.50 19.0 36 0.50 1.25 - 1.55
3423 0.15 - 8.00 19.0 26 0.80 1.40 - 1.65
0.08 - 7.50 19.0 26 0.80 1.40 - 1.65
0.05 - - 17.0 28 0.80 1.40 - 1.65
3424 0.15 - 7.50 18.0 - 1.10 1.50 - 1.75
0.08 - 7.50 18.0 - 1.10 1.50 - 1.75
_____________________________________________________________________________
Таблица 9
УДЕЛЬНЫЕ ПОТЕРИ В СТАЛИ ПРИ ЧАСТОТЕ 3000 Гц
___________________________________________________________________________
Марка Толщина Удельные потери, Вт/кг, Магнитная индукция, Тл,
стали ленты, не более, не менее,
мм при индукции 0.5 Тл при напряженности 2500 А/м
___________________________________________________________________________
0.03 30 1.8
3441 0.02 35 1.7
0.01 40 1.6
___________________________________________________________________________
ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЯ НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ
Растворимость кремния в железе в твердом состоянии при температуре 800 °C достигает 15%. Для сплавов с малым количеством примесей, содержащих более 2.5% кремния (3411, 3415, 3416, 2411, 1513), в области твердых растворов -фаза отсутствует. В сплавах с содержанием кремния менее 2.5% имеет место -область, которая при увеличении содержании углерода расширяется. К этим сплавам относятся такие электротехнические стали как 2011, 1211, 1212.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
