lamination-硅钢片-叠片-铁芯讲义

Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:1四、制作流程三、lamination设计相关二、材料一、Lamination的作用Lamination五、测试实验Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:2一.叠片的作用1.支撑段绝缘2.和轴配合为电机提供扭矩3.引导磁通量通过Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:1、按生产加工工艺可分•热轧：把钢材加热后控制在再结晶温度以上进行轧制加工的工艺称为热轧•冷轧：把钢材加热后控制在再结晶温度以下进行轧制加工的工艺称为热轧（a）晶粒无取向：电机或焊接变压器等（b）晶粒取向：电源变压器、脉冲变压器和磁放大器等的铁芯，若用冷轧取向带，性能更佳，用它代替热轧带或低档次冷轧带，可减少变压器电能消耗量45％-50％硅钢片二.叠片的材料电机中大部分使用导磁好的铁磁材料。比较常见的硅钢片冷轧钢热轧钢Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:二.叠片的材料2、按含硅量不同•低硅片：含硅2.8％以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电机俗称电机硅钢片。•高硅片：含硅量为2.8％-4.8％，它具有磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片冷轧电工钢带具有表面平整、厚度均匀、叠装系数高、冲片性好等特点，且比热轧电工钢带磁感高、铁损低。硅钢片一般随着硅的含量提高而提高，铁损、冲片性、磁感降低、硬度增高。工作频率越高，产生的涡流损耗越大，选用的硅钢片越薄。Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:二.叠片的材料电工板分类项目类别硅含量%公称厚度㎜热轧硅钢板（无取向）热轧低硅钢（热轧电机钢）1.0～2.50.50热轧高硅钢（热轧变压器钢）3.0～4.50.35和0.50冷轧电工钢板无取向电工钢（冷轧电机钢）低碳电工钢≤0.50.50和0.65硅钢0.5～3.20.35和0.50取向硅钢（冷轧变压器钢）普通取向硅钢2.9～3.30.20，0.23，0.27高磁感取向硅钢2.9～3.30.30和0.35Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:3.绝缘膜性能为防止铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗，电工钢板表面涂一层无机盐+有机盐的半有机绝缘膜。对绝缘膜的要求：1）耐热性好。（750～800℃消除应力退火时不破坏）2）绝缘膜薄且均匀厚度为1.5μm,此时叠片系数降低0.5%～1.0%3）间层电阻高.一般为5～50Ω·cm2/片。取向钢由于是两层绝缘膜层间电阻在30～120Ω·cm2/片范围内（适合用于大变压器和汽轮发机）4）附着性好。冲剪或消除应力退火后不脱落5）冲片性能好。有机或半有机涂层在冲片时起润滑作用，明显提高冲片性。6）内腐蚀性和防锈性好。与变压器或佛里昂不起化学反应。7）焊接性能好。铁芯焊接时焊缝中不产生气泡。热轧硅钢表面一般不涂绝缘膜，用户冲片后再涂涂绝缘漆，但耐热性差，焊接性差。绝缘膜较厚（每面为2～3μm），使叠片系数低1%～2%二.叠片的材料Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:4、硅钢片性能指标(1)、铁损低。质量的最重要指标，世界各国都以铁损值划分牌号，铁损越低，牌号越高，质量也高。(2)、磁感应强度高。在相同磁场下能获得较高磁感的硅钢片，用它制造的电机或变压器铁芯的体积和重量较小，相对而言可节省硅钢片、铜线和绝缘材料等。(3)、叠装系数高。硅钢片表面光滑，平整和厚度均匀，制造铁芯的叠装系数提高。(4)、冲片性好。对制造小型、微型电机铁芯，这点更重要。(5)、表面对绝缘膜的附着性和焊接性良好。(6)、磁时效(7)、硅钢片须经退火和酸洗后交货二.叠片的材料Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:硅钢片的磁饱和现象：硅钢片在励磁过程中，当磁通密度较小的时，磁通密度的增加与励磁电流成正比；但当磁通密度较大时，励磁电流增加很多，而磁通密度增加的却很少，这中励磁电流的增加快于磁通密度的增加的现象，称为磁饱和现象。硅钢片涂有绝缘漆：其目的是限制涡流回路，使涡流只能在一片中流动，这样涡流回路阻抗较大，限制了涡流的数值。如果片间不绝缘，涡流就会通过相邻的硅钢片，这样涡流回路的阻抗比单片时小，涡流就会增大，使得涡流产生的损耗迅速地增大。一般来说，涡流损耗与硅钢片的厚度成正比，如果硅钢片不绝缘，铁心就相当于一整块铁，或相当于一块厚钢板，这样涡流损耗就会大大地增加。因此硅钢片表面要涂漆。涡流损耗：线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。磁滞损耗:铁磁质的磁性主要来源于电子自旋磁矩，在没有外磁场的条件下铁磁质中电子自旋磁矩可以在小范围内“自发地”排列起来，形成一个个小的“自发磁化区”。这种自发磁化区叫“磁畴”在外磁场的作用下，磁畴就会按一定的方向规则地排列。在交变磁场的作用下，磁畴排列方向也要接磁场的方向交替变化。旋转变化地过程中，磁畴相互碰撞磨擦，就产生了损耗，这就是磁滞损耗。二.叠片的材料Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:5、日本牌号表示方法：（1）冷轧无取向硅钢带由公称厚度（扩大100倍的值）+代号A+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值）。如50A470表示厚度为0.5mm，铁损保证值为≤4.7的冷轧无取向硅钢带。MK70localization:B50A1300MK70:JIS50A1000（2）冷轧取向硅钢带由公称厚度（扩大100倍的值）+代号G：表示普通材料，P：表示高取向性材料+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.7T时的铁损值扩大100倍后的值）。如30G130表示厚度为0.3mm，铁损保证值为≤1.3的冷轧取向硅钢带。二.叠片的材料Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:7、磁化曲线和磁导率曲线二.叠片的材料磁场强度H与所感应的磁感应强度B表征磁介质磁性的物理量。常用符号μ表示，μ为介质的磁导率，或称绝对磁导率[1]。Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:116.硅钢制作流程图热轧钢氧气炉800~850退火常化酸洗冷轧到0.55或0.37850度退火再压制0.35或0.5最终退火二.叠片的材料退火的目的是:冷轧带通过再结晶消除冷轧产生的应变和促使晶粒长大,将钢中的碳脱到0.005%以下(最好在0.003%以下),以保证磁性,硬度和磁实效符合要求条件。退火时小张力以保证钢带更平整。酸洗目的：带钢退火前先用70～80℃碱液去除表面轧制油和污垢。防止带入炉内破坏保护气氛组分,影响脱碳效率,甚至引起增碳现象。油污也使钢带表面质量变坏和引起炉低辊结瘤造成钢带划伤等缺陷。Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:三、lamination设计相关1.电机的槽数和齿数冲片的直径小对应的齿数少，直径大对应的齿数大。一般的采用3槽的是因为绕线的方便。适合批量的小电机生产。槽数多电机的运行比较稳定。换向器的片间电压小，换向器的火花相对小些，对电机的寿命和抗干扰都有好处的。2.奇槽数和偶槽数大的电机中对平衡要求比较高，采用偶数槽叠片，通常用对称绕线法，对电机的平衡也有很大的帮助。偶数槽的叠片启动扭矩比较大，不容易启动，电流高，振动小，噪音小。适用于高转速电机。Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:三、lamination设计相关3.槽的形状微型电机一般采用梨形槽，也有斜肩槽，一种槽楔式半圆的，一种是梯型的。4.槽口的宽度必须大于单根漆包线的线径。槽口大相对的漏磁大，5.磁轭的宽度应该保证齿部的磁通全部通过。通过磁通的有效尺宽应该等于磁轭宽度的总和。Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:6.斜槽对电机启动力矩有影响，启动力矩会减小。这样可以减小振动噪声。也牺牲了部分性能，比例不大，5%以内在转子槽扭斜后，转子所产生的齿谐波磁场也随之扭斜同样的角度，这样可以消弱转子齿谐波与定子齿谐波磁场之间的相互作用，使同步附加转矩、振动及噪声减小。但斜槽也带来不利影响，可是转子漏抗增加，从而使最大转矩和功率因数稍有下降。7.叠片的厚度和外径根据最初的设计的要求如：磁钢的形状、材料的性能、额定电流、电流密度、堵转扭矩等有以下关系。8.槽满率是指线圈放入槽内后占用槽内空间的比例，通俗的讲就是导线截面积占槽有效面积的比值X100％。反应了电机嵌线的难度。三、lamination设计相关Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:151.流程图硅钢片来料检测stamping压装检测包装成品入库检查包装出货检查发货四、lamination制作流程Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:(1)铁锈不导磁(2)铁锈结构松散强度低(3)叠片断面生锈了,容易产生涡流，影响导磁，加快电机发热量.(4)硅钢片断面生锈了,片间容易短路，严重的会使铁心发热，影响电机的绝缘和寿命。nTIf0LVDnTS2nVKN02.叠片生锈的影响四、lamination制作流程Issuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source:试验相关五.测试相关measureditemspecVolumeresultresponsablepeople1FulldimensiondrawingMin1/cavitySQM2laminationpieceseparateforce100NMin1/cavityLab&IE3pressoutforceofshaftandstack1300N30IE&QA4windingaarmatureanddimensioncheckdrawing30IE&QA5armaturebalancecheck14.5grmm(withouteccentric)30IE&QA6CharacteristicscurvesATEN55476.186.212Lab7ElectriccurrentandspeedcurveATEN55476.186,2,112Lab8NoiselevelofthemotoraloneATEN55476.186.9.212lab9armatureresistanceandstartingcurrentATEN55476.186,2,2.22Lab10HeavydutyoperationATEN55476.186.7.12Lab11EndurancetestATEN55476.186.7.26lab12Shaftsamplearrive50/cavityWu,xuerongIssuer:Function:Page‹#›/1Datesaved:18.Sep.08Source: