Was ist nichtorientiertes Elektroband - Eigenschaften, Herstellung und Verwendung

Nichtorientiertes Elektroband (oft mit NOES abgekürzt) ist ein kaltgewalztes Stahlblech, silizium-legiert Elektroband, das so konstruiert ist, dass es in jeder Richtung der Ebene nahezu die gleichen magnetischen Eigenschaften aufweist. Diese Isotropie macht es zum Material der Wahl für rotierende Maschinen - Motoren, Generatoren und viele Arten von Aktuatoren -, bei denen der magnetische Fluss ständig die Richtung ändert.

Als führender Stahllieferant und -verarbeiter, Weijunli Steel wird Zusammensetzung, Herstellung, magnetische Eigenschaften, Normen, typische Anwendungen und praktische Beschaffungshinweise für Ingenieure und Einkäufer erläutern.

Chemische Grundlagen und Produktformen

Das ist der Kern, Nichtorientiertes Elektroband ist eine Stahllegierung mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und Siliziumzusatz (typischerweise etwa 1,0-3,5% Si) und streng kontrollierte Verunreinigungen (sehr geringer C-, S- und P-Gehalt). Silizium erhöht den elektrischen Widerstand und verringert die Wirbelstromverluste bei Wechselstromfrequenzen, während geringer Kohlenstoffgehalt die magnetische Alterung und den Hystereseverlust minimiert.

Zu den gängigen Produktformen gehören:

• Spulen: Dies ist die Hauptbeschaffungsform für Massenhersteller und große Stanzwerke. Sie ermöglicht es den Kunden, Stator- und Rotorkerne flexibel nach ihren eigenen Entwürfen zu stanzen, was die Grundlage für eine Großserienproduktion und Kostenkontrolle ist.
• Lamellen schneiden und gestapelte Kerne: geeignet für die Entwicklung von Prototypen, Kleinserien oder für Hersteller, die keine Stanzmöglichkeiten haben. Durch die direkte Bereitstellung montierter Fertigprodukte wird der Forschungs- und Entwicklungszyklus erheblich verkürzt und die Komplexität der Produktion reduziert.

Typische Dicken: 0,35 mm, 0,50 mm, 0,65 mm (dünnere Drähte für geringere Verluste bei höheren Frequenzen)

NOES wird so hergestellt und verkauft, dass es die von Motorkonstrukteuren geforderten Kriterien für den magnetischen Verlust, die Permeabilität und die Stanzbarkeit erfüllt.

Wie es hergestellt wird - Die wichtigsten Herstellungsschritte

Der Produktionsweg für Nichtorientiertes Elektroband kombiniert thermomechanische Verarbeitungs- und Glühvorgänge, um ein sauberes, verlustarmes, isotropes Material herzustellen:

1. Stahlerzeugung und Gießen: Die Schmelzchemie wird streng kontrolliert, um Verunreinigungen zu minimieren und den Si-Gehalt festzulegen. Beim Stranggießen entstehen Brammen mit geringen Einschlüssen.
2. Warmwalzen und Beizen: Die Brammen werden warmgewalzt, gebeizt, um Zunder zu entfernen, und für das Kaltwalzen vorbereitet.
3. Kaltwalzen: Beim Kaltwalzen in mehreren Durchgängen wird die Dicke auf das angestrebte Maß reduziert und eine Verformung eingeführt, die beim Glühen beseitigt wird.
4. Zwischenglühung(en): Durch kontrolliertes Glühen wird das Gefüge teilweise rekristallisiert, wodurch die Verformbarkeit verbessert und das Gefüge für das abschließende Glühen vorbereitet wird.
5. Schlussglühen (Entkohlung): Eine Entkohlungsglühung in einer kontrollierten Atmosphäre reduziert den Restkohlenstoff und stellt die für einen geringen Verlust erforderliche magnetische Textur ein.
6. Isolierende Beschichtung: Ein dünner Isolierlack oder eine anorganische Beschichtung (in der Regel 1-3 µm) wird aufgetragen, um den Widerstand zwischen den Lamellen zu erhöhen und Wirbelströme in den montierten Kernen zu reduzieren.
7. Schneiden und Verpacken: Die Coils werden auf die erforderlichen Breiten geschnitten und mit Schutzblättern für den Versand verpackt.

Die Qualitätskontrolle in jedem Schritt (chemische Analyse, Dickenkontrolle und magnetische Prüfung) ist unerlässlich, um eine einheitliche magnetische Leistung

Magnetische und physikalische Eigenschaften

Die bestimmenden Merkmale von Nichtorientiertes Elektroband sind der geringe Kernverlust und die relativ hohe Permeabilität in allen Richtungen der Ebene:

• Kernverlust (W/kg): Gemessen bei bestimmter Flussdichte und Frequenz (z. B. 1,5 T @ 50 Hz). Käufer sollten die Verlustdaten in dem für ihre Maschine relevanten Betriebspunkt anfordern.
• Durchlässigkeit: Die hohe Anfangs- und Höchstpermeabilität reduziert den Magnetisierungsstrom und verbessert den Wirkungsgrad.
• Isotropie: Die magnetischen Eigenschaften variieren nur wenig mit der Richtung, daher eignet sich NOES für rotierende Flusspfade.
• Stanzbarkeit und Formbarkeit: Bei der Wahl der Beschichtung und der Dicke muss ein Gleichgewicht zwischen einfacher Stanzbarkeit und Verlustleistung gefunden werden. Dünnere Qualitäten verringern die Wirbelverluste bei höheren Frequenzen, können aber schwieriger zu stanzen sein.

Die Konstrukteure wählen die Sorte aus, die das beste Verhältnis zwischen elektrischem Verlust, Herstellbarkeit und Kosten bietet.

Noten, Standards und Spezifikationspunkte

Geben Sie an. Nichtorientiertes Elektroband Verwendung von international anerkannten Maßstäben und nicht nur von Handelsnamen. Zu den wichtigsten Referenzen gehören IEC/EN (IEC 60404-Serie), JIS, GB/T und Datenblätter von Lieferanten. Bei der Bestellung bitte angeben:

• Magnetischer Verlust bei einem bestimmten Stromfluss und einer bestimmten Frequenz (z. B. W/kg @ 1,5 T, 50 Hz).
• Dicke (mm) und der zulässigen Toleranz.
• Art der Beschichtung (z. B. C5, C3) und der Schichtdicke.
• Bewertung des Stanzens oder die Eignung zum Stanzen für die zu erwartende Formgeometrie.

Handelsübliche Bezeichnungen können Verlustzahlen (z. B. 50W, 35W) oder Seriencodes (M-Serie) enthalten. Fordern Sie für die endgültige Auswahl immer die tatsächlich geprüften Verlustkurven an.

Typische Anwendungen

Nichtorientiertes Elektroband ist für Geräte mit multidirektionalem oder rotierendem Magnetfluss optimiert:

• AC-Induktionsmotoren und Synchronmotoren (Industrie, HVAC, Pumpen, Gebläse).
• Traktions- und Traktionshilfsmotoren (Elektrofahrzeuge und Hybridfahrzeuge), wenn bestimmte NOES-Klassen verwendet werden.
• Kleine Generatoren und Wechselstromgeneratoren wenn ein isotroper Fluss vorhanden ist.
• Drosseln, Drosselspulen und einige Arten von Transformatoren mit multidirektionalen Flusspfaden (obwohl kornorientierter Stahl die Wahl für Leistungstransformatoren mit unidirektionalem Fluss bleibt).

Für Hochfrequenzdesigns oder Designs mit sehr hohem Wirkungsgrad können dünnere NOES-Sorten oder spezielle verlustarme Legierungen gewählt werden.

NOES vs. GOES - Wann wird welches verwendet?

• Nichtorientiertes Elektroband (NOES): Isotrope magnetische Eigenschaften - Verwendung in rotierenden Maschinen und mit multidirektionalem Fluss.

• Kornorientiertes Elektroband (GOES): Weist ein sehr hohes Maß an Anisotropie auf, was mit sehr geringen Verlusten in Bezug auf die Walzrichtung einhergeht. Wird für Transformatorkerne verwendet, die im Allgemeinen entlang der Walzrichtung durchflossen werden.

Als praktische Regel gilt: Verwenden Sie nicht orientiertes Elektroband für Motoren und Generatoren; verwenden Sie GOES für Kerne von Leistungstransformatoren.

Checkliste für Prüfung, Qualitätskontrolle und Beschaffung

Wesentliche Tests und anzufordernde Dokumente:

• Kernverlustkurven und Permeabilitätsdaten bei entsprechender Flussdichte/Frequenz.
• Chemische Analyse und Mühlenprüfbescheinigung (MTC).
• Spezifikation der Beschichtung (Art und Dicke) und Haftungstests.
• Mechanische Tests (Zug, Dehnung) sind erforderlich, wenn die mechanische Umformung kritisch ist.
• Musterlaminate für Stanzversuche zur Überprüfung von Grat, Kantenqualität und Stapelung.

Beschaffen Sie eine kleine Probespule oder Musterbleche, bevor Sie die volle Produktion in Auftrag geben, um sicherzustellen, dass die Prägung und die elektromagnetische Leistung den Erwartungen entsprechen.

Empfehlungen für Lagerung, Handhabung und Stanzen

Spulen sollten in trockenen Räumen und in Innenräumen gelagert werden. Isolierende Beschichtungen können bei der Handhabung schwach sein und beschädigt werden, daher sollten Sie darauf achten, dass die Spulen nicht eingekerbt oder verunreinigt werden. Beim Stanzen ist darauf zu achten, dass das Matrizenspiel optimiert wird und die gewählte Schmierung sowie die gewählte NOES-Sorte die Grat- und Kantenbedingungen für die Produktion großer Mengen erfüllen.

Schlussfolgerung

Nichtorientiertes Elektroband ist dank seines isotropen magnetischen Verhaltens und seiner geringen Verluste bei richtiger Spezifikation das grundlegende, kostengünstige Magnetmaterial für rotierende elektrische Maschinen. Für Motorkonstrukteure und Beschaffungsteams hat die Wahl der richtigen NOES-Sorte - basierend auf Verlustdaten an Betriebspunkten, Dicke, Beschichtung und Stanzbarkeit - direkten Einfluss auf Effizienz, Herstellbarkeit und Gesamtlebenszykluskosten.

Über Weijunli Steel

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