电机性能及硅钢片选择的探讨

电机铁芯的主要原材料是硅钢片。目前最常用的是470、600、800冷轧薄板，最高效的电机是470、600薄板，不同牌号硅钢片的性能已经在原推文中介绍过了。今天女士介绍的重点是电机铁芯冲压材料的具体质量要求。比如除了档次，厚度要求可能大家都不太清楚。电机铁芯使用最多的是电工钢板(硅钢和非硅钢)；普通钢板只用于冲磁极和磁轭。

冲芯材料的质量要求

一定频率和磁感应强度下的低损耗。铁损是电工钢板的主要指标。铁芯损耗包括磁滞损耗和涡流损耗两部分。磁滞损耗是铁芯交变磁化引起的能量消耗，与材料成分和晶粒尺寸有关，可以用磁滞回线的面积来表示。涡流损耗是铁芯交替磁化时涡流产生的电阻损耗，与材料本身的电阻率和厚度有关。因此，为减少铁心损耗，电工钢板厚度较小并具有较大的电阻率.

高导磁性能.导磁率能量越高，磁路的截面积越小，励磁绕组中使用的铜越少，电机的尺寸越小。

冲压性能好。电工钢板应具有适当的硬度，不得太脆或太软。表面应光滑、平整、厚度均匀(与板差控制要求相同)，便于冲模，提高分层系数。同一模具用于冷轧钢板的寿命比热轧钢板可大大延长.一些涂有无机和有机涂层的冷轧电工钢板可以将模具一次磨削的冲压次数增加近十倍。

成本低，使用方便。

除了上述要求，有些电机对导磁材料的要求往往更高。比如小磁故障和磁致伸缩。这些要求是多方面的，应该全面考虑。

现代电机用电工钢板的分类

硅钢片

加入硅的合金钢轧制成薄钢板，一般称为硅钢片。根据制造工艺的不同，可分为热轧硅钢片(基本淘汰)和冷轧硅钢片。冷轧硅钢片可分为取向和非取向。大多数硅钢片现在都是以金属板的形式供应的。为了提高硅钢片的磁性能和降低其剪切强度，国产硅钢片在轧机上进行了退火处理。

无硅钢片

电机铁芯用硅钢片代替低碳钢板和纯铁是历史上的一大进步。低损耗硅钢片提高了电机性能，减小了电机体积。目前用无硅钢板(也称低碳电工钢带或纯铁电工钢带)代替硅钢片作为小型电机铁芯，是因为现代工艺冶炼的无硅钢板与原来的低碳钢板不同，不仅磁感应强度高，而且有类似硅钢片的铁损。用无硅钢板设计制造的小型交流电机可以进一步减小尺寸、重量和成本。此外，由于无硅钢板较软，可以提高冲压和剪切速度，延长模具寿命。

目前，国外已广泛使用无硅钢板作为小型电机的核心材料。在工业发达国家，其消费量约占电工钢板总产量的50~60%。

目前，汽车厂使用无硅板材有两种情况。一种是冷轧无硅片直接冲压，然后在电机厂退火；另一种是钢厂提供的退火钢板，电机厂冲压后直接使用。无硅钢板是一种高磁导率材料，其磁感应强度和损耗对机械应力敏感。因此，冲压后退火是提高磁性能的重要措施。无硅钢板的热处理需要特殊的热处理设备，但是我

影响硅钢片性能的主要因素

●含硅量和杂质硅对硅钢片性能起决定影响。铁中加入硅后，电阻率增高，同时有助于将有害杂质碳分离出来。一般纯铁加入硅后，磁感应强度有所降低，但显著降低了铁耗。

随着含硅量的增加，硬度和脆性增高，给轧制、冲裁，剪切以及机械加工带来困难。目前硅钢片的含硅量，一般不超过4.5%。含硅量再高，就很难进行轧制和加工。

●厚度。考虑到铁心中涡流损耗与钢片的厚度平方成正比，同一品种的硅钢片，其厚度越薄，铁心损耗越小，但铁心制造工时增加，叠压系数降低。一般电机采用厚0.5毫米的硅钢片，大型汽轮发电机铁心损耗要求很严时，采用厚0.35毫米的硅钢片。

●应力在冲剪、叠压或卷绕铁心的过程中，都会产生应力，使磁性能恶化，铁损耗增大。在冲（切）断面线两旁约1毫米范围内，形成可见的黑条带残余应力区。一般可采取退火处理，以消除应力，恢复原来的磁性能；高性能冷轧硅钢片的磁性能，对应力的影响更为敏感。

●晶粒取向硅钢是立方晶系的多晶体，每个晶体有三个相互垂直的易磁化方向，多晶体中的晶粒排列是零乱的，在材料制造过程中，可采取工艺措施将硅钢晶粒的一个轴沿轧向同一方向排列，而另一轴与硅钢片表面垂直。这种仅有一个易磁化方向的材料，称为单取向硅钢片，其磁化性能沿轧向最好，其它方向较差。一般无取向硅钢片的晶粒位向是混乱排列的，各方向的磁性能相差不大。此外，还有一种双取向硅钢片，它有互相垂直的、磁性能接近的易磁化方向，且都在轧面内，其中一个与轧向平行。这种硅钢片虽然很适合制造电机铁心，但制造工艺复杂，成本较高。

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