Pourquoi l'acier au silicium est-il utilisé dans les machines électriques ?
Apr 30, 2024
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L'acier au silicium est un matériau magnétique doux utilisé dans les industries électriques.transformateurs de puissance, moteurs et générateurs. Il a une teneur élevée en silicium d'environ 3,2 % en masse, ce qui augmente la résistivité électrique du fer et réduit donc les pertes par courants de Foucault. L'acier au silicium à grains orientés utilisé pour les applications non rotatives, c'est-à-dire les transformateurs, se caractérise par une forte orientation cristallographique préférée. Dans le fer, les directions de magnétisation les plus faciles sont les<001>directions cristallines. Dans l'acier au silicium à grains orientés, l'orientation de Goss, c'est-à-dire le {110}<001>orientation, est réalisé technologiquement pour minimiser les pertes magnétiques dans les transformateurs électriques.
Contrôle de texture et de microstructure dans les aciers électriques
Acier au silicium à grains orientés(Acier Fe-Si ;transformateur en acier; acier électrique) est un alliage métallique polycristallin magnétique doux qui est utilisé comme matériau de noyau dans les noyaux de transformateurs électriques et les moteurs électriques.
In the power industry electrical voltage is almost always AC and has a rather low frequency, namely, 50-60 Hz. At these frequencies electrical eddy currents are generated in the transformer core. Alloying the Fe with Si has a large marked effect on the electric resistivity of the material, with an increase of a factor of 4 for 3wt%Si. Silicon also has the effect of reducing the magnetostriction (i.e. length change on magnetisation) and the magnetocrystalline anisotropy. In addition, the material is used in the form of laminations, typically 0.3 to 0.7mm thick. The addition of too much silicon makes the material extremely brittle and difficult to produce, giving a practical limitation of 4wt% to the amount of Si that can be added. Recently, a technique has been developed to produce laminations with >6 % en poids de Si, par un traitement de dépôt chimique en phase vapeur de SiCl4 pour enrichir les stratifications en Si après formation des stratifications. Généralement, la plupart des aciers électriques disponibles dans le commerce contiennent entre 3 et 4 % en poids de Si.
Contrôle de texture et de microstructure pour les applications de transformateurs électriques
Pour les applications de transformateurs, le flux réside principalement dans la longueur des tôles et il est donc souhaitable d'améliorer la perméabilité dans cette direction. Ceci est réalisé par diverses étapes de laminage à chaud et à froid pour produire des tôles texturées, connues sous le nom d'acier au silicium à grains orientés, avec la direction [001] dans la longueur de la stratification. Le<001>Les directions cristallines de type sont les directions faciles de magnétisation et donc la perméabilité est plus grande. Les aciers électriques se caractérisent donc par une texture Goss prononcée, soit un (110)<001>orientation cristalline préférée.
Pertinence de la texture Goss pour les aciers électriques dans le cas d'applications de transformateurs
Depuis le<001>les directions cristallographiques sont celles avec les directions de magnétisation les plus faciles et donc la plus grande perméabilité. Les aciers électriques adaptés aux applications de transformateurs sont caractérisés par une texture Goss prononcée, c'est-à-dire a (110).<001>orientation préférée des cristaux par rapport à la direction de conception magnétique principale du transformateur.
