В енергийния поток на индустриалния свят има два вида основно оборудване, което тихо играе ролята на крайъгълен камък: единият е трансформаторът, който е като стабилен "диспечер на напрежение", стои неподвижно и преобразува нивата на напрежение ефективно; Другият е моторът, който, подобно на безброй „мощни рамена“, задвижва всичко – от вентилатори до високо{0}}скоростна железница. Ефективността както на -високата ефективност, така и на тишината- до голяма степен зависи от един на пръв поглед обикновен, но всъщност прецизен метален материал: силиконова стомана.
1. Основен принцип: Защо е необходима силициева стомана?
Силициевата стомана е основно желязо с 1%–3% смесен силиций. Може да звучи като просто нещо, но добавянето на силиций решава два големи проблема с загубата на енергия в електрическите устройства.
(1) Загуба на желязо:
Когато магнитното поле в желязното ядро се променя отново и отново, то се нагрява поради хистерезис и вихров ток. Тази загуба на енергия се нарича загуба на желязо. Ако добавите силиций, това наистина подобрява доколко добре материалът се съпротивлява на електрическия поток, което намалява вихровия ток и значително намалява загубата на енергия.
(2) Магнитна сила:
Силиконовата стомана може да получи по-силна магнитна сила от обикновената стомана, използвайки същото магнитно поле. Това означава, че устройствата могат да създават същото магнитно поле или мощност, но да са по-малки и да използват по-малко материал, което прави нещата по-малки и работят по-добре.
Така че силиконовата стомана не е просто избор; това е най-добрият начин да се уверите, че нещата пестят енергия-, не се нагряват твърде много, не са шумни и са евтини.
2. Реален сценарий на приложение: Как да "използваме" силиконова стомана за трансформатори и двигатели
(1) В трансформатора: „желязното ядро“, което преследва изключителна тишина и ниска консумация.
Трансформаторите целят да пренасят енергията, а не да я използват. Желязото вътре се върти напред-назад от мощността 50/60Hz и оттам идват повечето загуби. Тази загуба се превръща директно в топлина.
- Как се прави: Те вземат специални листове от силициева стомана и ги щанцоват във форми и ги подреждат като блокове, след което ги държат заедно с неща като епоксид или ремъци. Това многослойно нещо помага да се спре странното течение наоколо.
- Какво означава ориентация: Студеновалцуваната ориентирана силициева стомана е в повечето трансформатори. Материалът е обработен така, че малките зърна да се подредят, което улеснява магнетизирането по един начин. Когато правят трансформатора, те се уверяват, че лесната посока е в съответствие с магнитното поле вътре. Така че магнетизирането му е супер лесно и има по-малко загуби, докато се обръща напред-назад. Мислете за това като за магнитна магистрала за електричество, така че да не се налага да се бори толкова много.
(2) В двигателя: „ядрото на статора и ротора“, което балансира производителността и цената.
Двигателите са много по-трудни от трансформаторите. Вместо магнитно поле, което просто се движи напред-назад, двигателите имат такова, което се върти супер бързо. Желязното ядро се справя с бързите промени в намагнитването и стреса от постоянно въртене.
- Как се прави: Статорите на двигателя (външната,-подвижна част) и роторите (въртящият се център) използват не-ориентирани листове от силициева стомана. Те се щамповат в правилната форма, подреждат се и след това се притискат заедно.
- Защо не{0}}ориентацията има значение: Вътре в двигателя магнитното поле винаги се върти и се измества. Няма лесна посока за магнетизма. Ето защо имаме нужда от студено-валцована, не-ориентирана силициева стомана. Той действа като магнитен квадрат, с почти еднакви магнитни свойства във всяка посока. Това поддържа ниско и стабилно съпротивление, без значение по какъв начин е намагнетизирано.
