2.12 Выбор электротехнической стали для магнитной системы машины.

Для изготовления магнитопроводов электрических машин применяются листовая электротехническая сталь, стальное литье, листовая сталь, чугун и магнитодиэлектрики. Обозначения марок стали состоят из четырех цифр. Первая обозначает класс по структурному состоянию и виду прокатки, вторая – примерное содержание кремния, третья – группу по основной нормируемой характеристике. Эти три первые цифры в обозначении марки означают тип стали, а четвертая – порядковый номер типа стали. Сталь подразделяют по структурному состоянию и виду прокатки на 3 класса: 1 – горячекатаную изотропную, 2 - холоднокатаную изотропную, 3 - холоднокатаную анизотропную с ребровой текстурой. По содержанию кремния сталь подразделяют на 6 групп: 0 – с содержанием кремния, равным 0,4% включительно (нелегированная); 1 – с содержанием кремния, равным 0,4…0,8%; 2 – с содержанием кремния, равным 0,8…1,8% ; 3 – 1,8…2,8%; 4 – 2,8…3,8%; 5 – 3,4…4,8%. Свойства стали зависят от содержания кремния и условий ее изготовления. Сталь с низким содержанием кремния имеет меньшую относительную магнитную проницаемость и большие магнитные потери, а также большую индукцию насыщения. Стали с высоким содержанием кремния имеют меньшие потери на вихревые токи и гистерезис и высокую относительную магнитную проницаемость в слабых и средних полях. Содержание кремния снижает плотность и повышает удельное электрическое сопротивление стали. Для стали с содержанием кремния 0,8…1,8% плотность составляет 7800 кг/м³ , удельное сопротивление 0,25∙10^-6 Ом∙м. Для стали с содержанием кремния 3,8…4,8% плотность составляет 7550 кг/м³, удельное сопротивление 0,5∙10^-6 Ом∙м. В электротехнической промышленности широко применяют анизотропные холоднокатаные стали, имеющие в направлении проката более высокую проницаемость и меньшие потери в слабых полях, чем горячекатаные стали. В анизотропных сталях магнитные свойства вдоль прокатки и в направлении, перпендикулярном прокатке, - различные. Созданы изотропные холоднокатаные стали с кубической текстурой, имеющие высокие магнитные качества как в направлении проката, так и в перпендикулярном направлении. Для уменьшения потерь от вихревых токов листы стали изолируют лаком и выпускают с термостойким покрытием. Изоляционные прослойки уменьшают активное сечение пакета стали, что учитывается коэффициентом заполнения пакета сталью . Он характеризует отношение сечения стали (без изоляции) ко всему сечению пакета. Для магнитопроводов, работающих в постоянных магнитных полях, применяются: техническое железо с содержанием углерода менее 0,04%, а также углеродистые стали и чугуны. Для изготовления небольших магнитопроводов используются магнитодиэлектрики – материалы, имеющие высокие магнитные свойства и высокое электрическое сопротивление. Листовая сталь 1211 толщиной 0,5 или 1 мм применяется для изготовления главных полюсов машин постоянного тока. Для полюсов синхронных машин используются стали толщиной 1…2 мм и более. Это ведет к улучшению , который в этом случае составляет 0,95…0,98. Кованые стали находят применение при изготовлении роторов синхронных машин и добавочных полюсов машин постоянного тока.