电机用硅钢片的原因（电机用硅钢片的牌号和成分）

电机损耗分布

目前，高效电机已成为中小型电机开发应用的主流。尤其是欧美等工业化国家非常关注节能环保，积极推动电机能效标识行动。政府出台相关财政优惠政策，倒逼高效电机推广。电动机的开发与应用。为了扩大电机的国际市场份额，采用新技术、新工艺、新材料，尽可能提高电机效率，已成为我国电机制造企业的紧迫任务。

由于电机的损耗分布随功率和极数的变化而变化，因此应采取措施处理不同功率和极数下的相关损耗。其中，导磁材料的选择尤为重要。对定子铜损、铁损等性能有较大影响。同时，核心材料成本是电机成本的主要部分。因此，选择适合高效电机的硅钢片是设计和制造高效电机的关键，应慎重选择。

通过对电机用硅钢片电磁性能的对比分析，对高效电机用硅钢片的选择和应用进行了研究和探讨。通过实验和数据分析，提出了高效电机用硅钢片的选用原则，硅钢片是高效电机的核心材料。提供选型参考。

硅钢片又称电工钢片。在铁中添加少量硅，可以提高材料的电阻率，显着改善磁时效。材料的脆性增加，磁感应强度降低。因此，硅的限量为4.5%。硅钢片主要用于工频交流电磁器件，如变压器、电机、变压器开关和继电器的铁芯。我国习惯上将硅钢片分为热轧硅钢片和冷轧硅钢片。但目前国际上大多数硅钢片根据晶粒取向分为无取向硅钢片和取向硅钢片两大类。

热轧硅钢片是一种磁性无取向硅钢片，属硅铁合金。与冷轧板相比，具有材料稳定性好、冲切应力和剪切应力比冷轧板低得多、比重小、同板差异大等特点。冷轧板是低硅低碳合金，具有铁损小、磁感高、表面光滑、厚度均匀、同板差异小等特点。电机铁芯采用硅钢片代替碳钢板和纯铁，这是历史上的巨大进步。低损耗硅钢片提高了电机的性能并减小了电机的尺寸。

现在小型电机铁芯中都用无硅钢板代替硅钢片，因为现代技术冶炼的无硅钢板与原来的低碳钢板不同。它们不仅具有高磁感应强度，而且具有与硅钢片相似的铁损。无论是冷轧硅钢片还是无硅钢片，其磁感应强度和损耗对机械应力都非常敏感。因此，冲压后如何恢复其原有的磁导率和铁损，是选用硅钢片时应考虑的问题。

在选择高效电机用硅钢片时，不要只追求高牌号和低铁损。其实你需要综合考虑。虽然牌号越高，铁损越低，但导磁率会相对较差，对于小型电机来说导磁率尤为重要。如图1所示1、5kW、15kW、150kW三台4极电机空载电流与满载电流之比。

从图1可以看出，在1.5kW电机中，由于无功电流在定子电流中所占比例较大，因此空载电流（主要是励磁电流）在满载电流中也占相当大的比例，达到70%左右。随着功率的增大，空载电流与满载电流的比例逐渐减小。

因此，对于功率较小的电机，定子铜损占总损耗的比例较大。定子铁芯应优先选用导磁性能好的电工钢板。这样可以大大降低励磁电流，显着改善铁损和定子铁芯。铜消耗量。

对于功率较大的电机，由于空载电流占满载电流的比例较小，铁损占总损耗的比例相当大。使用高磁导率硅钢片不会显着提高效率，因此降低铁芯材料的比损耗将有助于降低铁损。

由于电机设计和制造的原因，电机试验中的铁损大大超过根据钢厂提供的单位铁损值计算的值。铁损增加的主要原因是钢厂的单位铁损值是根据带钢的Ep2stein法计算的。对样品进行了测试，但材料经过冲裁、剪切、层压后，受到很大的应力，使冲裁件的导磁率变差，铁损增加。另外，由于齿槽效应的存在，在铁芯表面引起气隙齿谐波磁场。造成空载高频损耗，会导致电机生产后铁损显着增加。因此，除了选择单位铁损较低的磁性材料外，还需要控制叠片压力并采取必要的工艺措施来降低铁损。

虽然早在2002年底，国家就提出推广冷轧板，即“以冷代热”，但冷轧板的各种缺点（如冷轧板的保质期、敏感性等）机械应力）不适合高效电机。发展永远是一个障碍。目前国内主要高效电机生产厂家均采用热轧硅钢片。其牌号及相关电磁性能如表1所示（该性能的频率为50Hz）。

该牌号硅钢片高硅高碳，密度低，重量轻，材质稳定性好，基本无保质期，冲剪应力比冷轧板小得多。从表1可知，其低场磁力不是很好，但对于高效电机来说已经足够了，因为高效电机的定子磁密在1. 0T到1. 5T之间，转子磁密为1. 0T 至1. 5T 之间。 1、6T之间。

如果采用冷轧板，要充分发挥其优点，必须解决冲剪后的机械应力问题。解决冷轧板冲剪应力的理论方法有很多，其中最有效的方法是选择合理的退火工艺。但目前，由于设备和工艺参数的限制，该工艺尚未在国内推广。该工艺仅用于小型电机。

欧洲小型电机制造商使用无硅钢板。虽然它们具有与硅钢片相似的高磁感应强度和铁损，但它们的磁感应强度和铁损对机械应力非常敏感，需要合理的工艺才能将其恢复到原始状态。有表现。

在其他电机厂家的理论介绍和测试参数的基础上，结合家电出口产品，我们也对此过程进行了模拟尝试。由于设备限制，我们只是将冲孔硅钢片放入加热炉中，并在500下保温。 2小时。结果表明，硅钢片退火后磁导率恢复良好，铁损明显改善。测试结果如表2所示。

高效率电机效率的实现程度与原材料特别是导磁材料的选择密切相关。高效电机主要关注如何减少各种损耗。设计值与实验值的偏差包括铁损、定子铜损、转子铜损、杂损，完全取决于硅钢片和铁芯的适当选择。制造品质。

审稿人：李茜