규소강의 자기적 특성: 투자율, 손실 및 응용

왜 실리콘 스틸인가?

전기강판이라고도 불리는 실리콘강은 약 1-3.5%의 실리콘을 함유한 철-실리콘 합금입니다. 실리콘은 전기 저항률을 높여 와전류 손실을 직접적으로 줄이고 자기왜곡 및 히스테리시스 손실을 낮춥니다. 이는 높은 포화 자속 밀도와 전력 주파수에서의 낮은 특정 손실을 결합하기 때문에 변압기, 모터 및 발전기의 표준 핵심 소재입니다. 이는 비슷한 가격으로 다른 소재 제품군과 비교할 수 없는 조합입니다.

핵심 자기 특성

높은 투자율

투자율은 재료가 자기장에 얼마나 쉽게 반응하는지를 측정합니다. 실리콘강의 투자율이 높다는 것은 자속을 효율적으로 집중시키므로 더 적은 전류-회전이 필요하고 더 적은 구리로 장치를 더 작게 만들 수 있다는 것을 의미합니다. 이는 효율성과 전력 밀도를 직접적으로 향상시킵니다.

낮은 히스테리시스 손실

히스테리시스 손실은 교번 자기장에서 자구가-재배향됨에 따라 매 사이클마다 소산되는 에너지입니다. 규소강의 낮은 히스테리시스 손실은 각 자화 사이클 동안 열로 변환되는 에너지가 적기 때문에 모터와 변압기를 시원하고 효율적으로 유지합니다.

높은 포화 자속 밀도

규소강은 전력 주파수에서 페라이트(0.3{4}}0.5T)보다 훨씬 높은 약 1.7-2.0T에서 포화됩니다. 포화도가 높다는 것은 주어진 단면이 더 많은 자속을 전달할 수 있다는 것을 의미하므로 전력 주파수 기계는 높은 정격에서도 컴팩트한 상태를 유지합니다.

낮은 와상-전류 손실

Eddy-전류 손실은 교류 자속에 의해 코어에 유도된 순환 전류에서 발생합니다. 이는 두 가지 방법으로 제어됩니다. 실리콘은 저항성을 높이고 코어는 각 적층에 와전류를 제한하는 얇은 시트(일반적으로 0.23-0.50mm)로 적층됩니다.

실리콘 함량이 성능을 향상시키는 방법

실리콘의 각 1%는 저항률 기여도를 약 두 배로 증가시켜 와전류 손실을 줄이고 히스테리시스 손실과 자기왜곡 잡음도 줄입니다. 약 3.5% 실리콘을 초과하면 시트가 부서지기 쉽고 롤링하기 어려워지므로 상용 등급은 1~3.5% 범위 내에 유지됩니다. 결정립 방향은 추가 단계를 추가합니다. 압연 및 최종 어닐링은 결정 용이 축을 압연 방향과 정렬하여 자속 경로가 고정된 변압기 코어의 히스테리시스를 최소화합니다.

결-방향성 및 비방향성-강

측정기준

자기 특성은 IEC 60404-2 및 GB/T 3655에 따른 Epstein 프레임 또는 IEC 60404-3에 따른 단일 시트 테스터를 사용하여 측정됩니다. 층간 코팅 저항성은 GB/T 2522 및 IEC 60404-1.1에 따라 테스트되었습니다. 제품 사양은 GO 강철의 경우 IEC 60404-8-7, NGO 강철의 경우 IEC 60404-8-2를 따르며, 중국에서는 GB/T 2521 및 GB/T 2522에 해당합니다.

응용

전력 및 배전 변압기, 모터, 발전기, 원자로 및 자기 차폐 장치는 모두 규소강을 사용합니다. GNEE Electric은 재료 인증서에 따라 등급, 두께 및 손실 등급이 확인된 CRGO 실리콘 강철 코일 및 슬릿 스트립을 변압기 제조업체에 공급합니다.

자주 묻는 질문

자기 투자율이란 무엇이며 왜 중요한가요?

투자율은 재료의 자속 밀도와 전계 강도의 비율입니다. 투자율이 높을수록 재료 채널의 자속이 더 좋아지므로 동일한 인덕턴스에 대해 더 작은 코어와 더 적은 권선 회전이 가능합니다.

히스테리시스와 와전류 손실이란 무엇인가요?-

히스테리시스 손실은 자기 도메인의 방향을 바꾸기 위해 매 사이클마다 손실되는 에너지입니다. 와전류 손실은 코어 내부에 유도된 전류로 인한 저항성 가열입니다. 둘 다 열로 나타나고 효율성을 저하시키므로 둘 다의 낮은 값이 코어 설계의 목표입니다.

코어는 왜 적층됩니까?

라미네이션은 코어를 얇은 절연 시트로 분할하여 와전류를 각 시트에 가두어 와전류 손실을 크게 줄입니다.- 더 얇은 라미네이션은 더 높은 주파수에서 사용됩니다.

GO 또는 NGO - 어느 것이 필요합니까?

변압기에서와 같이 플럭스가 고정 경로를 따르는 경우 GO 강철을 사용하십시오. 모터나 발전기처럼 자속이 회전하는 경우 모든 방향에서 균일한 특성을 제공하는 NGO 강철을 사용합니다.

규소강 시험에는 어떤 표준이 적용됩니까?

IEC 60404-2 / GB/T 3655(Epstein), IEC 60404-3(단일 시트), IEC 60404-8-7 및 GB/T 2521(GO 제품 사양) 및 GB/T 2522(코팅 저항).

실리콘 함량이 높다는 것은 항상 손실이 낮다는 것을 의미합니까?

일반적으로 와전류 손실은 그렇습니다. 그러나 약 3.5% 실리콘을 초과하면 재료가 부서지기 쉽고 가공이 어려워지며 포화도가 약간 떨어질 수 있습니다. 실제 창은 1-3.5%입니다.