تصنيف فولاذ السيليكون: شرح الدرجات الحبيبية-الموجهة مقابل غير الموجهة-

ما هو الصلب السيليكون

فولاذ السيليكون، ويسمى أيضًا الفولاذ الكهربائي، عبارة عن سبيكة مغناطيسية ناعمة من الحديد تحتوي على 0.5-6.5% من السيليكون. يزيد محتوى السيليكون من المقاومة الكهربائية، مما يقلل من التيارات الدوامية، وبالتالي فقدان النواة في تطبيقات التدفق المتناوب. يعتبر فولاذ السيليكون المادة الأساسية القياسية للمحولات والمحركات والمولدات والمكونات الكهرومغناطيسية، ويحدد تصنيفها كلاً من الأداء المغناطيسي وتكلفة الجهاز النهائي.

التصنيف الأساسي: المدرفلة على الساخن-المدرفل على البارد-المدرفل

تم إنتاج فولاذ السيليكون في الأصل عن طريق الدرفلة على الساخن. يتميز فولاذ السيليكون المدرفل على الساخن - بالتحكم في السُمك المفكوك، والأسطح الخشنة، وفقدان القلب العالي، وقد تم استبعاده تدريجيًا من إنتاج المحولات والمحركات نظرًا لأن أداء الطاقة الخاص به لا يمكنه تلبية متطلبات الكفاءة الحديثة. تم استبداله بفولاذ السيليكون المدلفن على البارد في كل التطبيقات تقريبًا نظرًا لأن الدرفلة على البارد توفر سمكًا دقيقًا للشريط وجودة سطح أفضل وخصائص مغناطيسية يمكن التحكم فيها. يوجد في فولاذ السيليكون المدرفل على البارد-عائلتان: الحبوب-الموجهة وغير-الموجهة.

-حبوب ملفوفة على البارد-فولاذ سيليكون موجه (CRGO)

تتم معالجة-فولاذ السليكون الموجه بالحبيبات بحيث تتم محاذاة الحبيبات البلورية في اتجاه التدحرج، مما يوفر نفاذية عالية للغاية وخسارة منخفضة عندما يتدفق التدفق على طول اتجاه التدحرج. وبسبب هذا الاتجاه، يتم استخدامه في قلوب المحولات، حيث يمكن تصميم مسار التدفق لمتابعة الحبوب. ولذلك يطلق عليه أيضًا فولاذ السيليكون المحول. يتم التعرف على مستويين من الأداء في الممارسة العملية:

درجات تقليدية موجهة نحو الحبوب (CGO)، مع تحريض مغناطيسي يبلغ حوالي 1.82 تسلا في ظل ظروف الاختبار القياسية.

درجات الحث المغناطيسي العالي (HiB)، والتي تصل إلى حوالي 1.92 T. الحث الأعلى يعني نواة أصغر لنفس التدفق، وفقدان الحديد والنحاس أقل، وانخفاض تكلفة المواد الإجمالية للمحول.

يُفضل الفولاذ HiB للمحولات-ذات الجهد العالي والسعة الكبيرة-لأن فقدانه المحدد المنخفض يسمح ببناء وحدات أكبر بكفاءة مقبولة. المؤشران الحاسمان للفولاذ السليكوني المحبب- هما الحث المغناطيسي والخسارة الإجمالية المحددة: يعمل الحث الأعلى على تحسين النفاذية وتقليص القلب، بينما يقلل الفقد النوعي المنخفض من الطاقة المهدرة في مغنطة القلب على مدار عمر المحول الذي يتراوح بين 20 إلى 30 عامًا.

فولاذ سيليكون مدلفن على البارد-غير موجه-.

ليس لصلب السيليكون غير الموجه- اتجاه حبيبي مفضل، لذا فإن خواصه المغناطيسية متشابهة في جميع الاتجاهات داخل مستوى الصفائح. وهذا يجعلها المادة الطبيعية للآلات الدوارة: المحركات والمولدات، حيث يدور اتجاه التدفق ولا يمكنه اتباع اتجاه دوران واحد. تُستخدم الدرجات غير الموجهة - أيضًا في المحولات الصغيرة والمفاعلات والمرحلات والدرع المغناطيسي. وهي متوفرة عبر مجموعة واسعة من فئات الفقد والسمك (عادةً 0.35 مم و0.50 مم و0.65 مم) لتناسب تصميمات الماكينات المختلفة وطرق التصنيع.

كيف يتم تعيين الدرجات واختبارها

يتم تحديد الدرجات الموجهة للحبوب بشكل عام من خلال الحد الأقصى المضمون للخسارة الإجمالية المحددة عند 1.7 طن / 50 هرتز وسمكها. يتم تحديد الدرجات غير الموجهة - بفقدها عند 1.5 طن / 50 هرتز. يتبع الاختبار وقياس الخصائص المغناطيسية السلسلة الدولية IEC 60404، وفي الصين المعايير الوطنية المقابلة هي سلسلة GB/T 2522 لطرق قياس الخصائص المغناطيسية ومعايير المنتج ذات الصلة للدرجات الموجهة وغير الموجهة. يجب على المشترين التحقق دائمًا من أن قيم الخسارة المعلنة مدعومة بشهادات اختبار معتمدة من منتج الصلب.

منطق الاختيار في الممارسة

الأسئلة المتداولة

س1. ما الفرق بين-فولاذ السيليكون الموجه وغير الموجه؟يحتوي الفولاذ الموجه للحبيبات- على حبيبات بلورية محاذية مما يوفر خصائص ممتازة على طول اتجاه التدحرج، ويستخدم عندما يتبع التدفق اتجاهًا واحدًا، مثل قلوب المحولات. يعتبر الفولاذ غير الموجه - متناحيًا ويستخدم في الأماكن التي يدور فيها التدفق، مثل قلب المحرك والمولد.

س2. لماذا يسمى الفولاذ HiB بالحث المغناطيسي العالي؟تحقق درجات HiB تحريضًا مغناطيسيًا يبلغ حوالي 1.92 تسلا في ظل ظروف الاختبار القياسية، مقارنة بحوالي 1.82 تسلا للدرجات الموجهة التقليدية. يسمح الحث الأعلى ببناء نفس المحول بنواة أصغر، مما يقلل من فقدان الحديد والنحاس وتكلفة المواد.

س3. هل ما زال-فولاذ السيليكون المدرفل على الساخن مستخدمًا؟يتم استبعاد-فولاذ السليكون المدرفل على الساخن إلى حد كبير من الإنتاج الحديث بسبب فقدان النواة العالي وضعف الاتساق. تهيمن الدرجات المدرفلة على البارد- الآن على سوق المحولات والمحركات والمولدات.

س 4. ماذا تعني أرقام الخسارة على درجة الفولاذ السيليكوني؟إنها أقصى خسارة إجمالية محددة مضمونة للمادة، ويتم قياسها وفقًا لطرق اختبار IEC 60404، عند كثافة تدفق وتردد محددين. يتم تصنيف الدرجات الموجهة للحبوب - عادةً عند 1.7 طن / 50 هرتز، والدرجات غير الموجهة - عند 1.5 طن / 50 هرتز.

س5. هل يمكن استخدام الفولاذ غير الموجه - في قلب المحول؟نعم، تستخدم المحولات الصغيرة وبعض تصميمات المفاعلات فولاذًا غير موجه-، ولكن الفولاذ الموجه-يعطي فقدًا أقل وتحريضًا أعلى لنفس الوزن في تصميمات التدفق الاتجاهي-، لذا فهو الاختيار القياسي لمحولات التوزيع والطاقة.

س6. ما هي المعايير التي تحكم جودة الفولاذ السيليكون؟يتبع قياس الخاصية المغناطيسية IEC 60404 (مع GB/T 2522 في الصين)، وتتبع مواصفات المنتج معايير المنتج المقابلة لدرجة الفولاذ. ويجب إرفاق شهادات اختبار معتمدة مع كل إرسالية.