電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子中疊片用的材料有哪些？

直流電機(jī)轉(zhuǎn)子由電工鋼疊片構(gòu)成，當(dāng)轉(zhuǎn)子在電機(jī)磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)時(shí)，它會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生電壓，從而產(chǎn)生渦流， 渦電流是一種磁損耗，渦流損耗會(huì)導(dǎo)致功率損耗。幾個(gè)因素會(huì)影響渦流對(duì)功率損耗的影響，例如電磁場(chǎng)、磁性材料的厚度以及磁通量的密度。材料對(duì)電流的抵抗力會(huì)影響渦流的產(chǎn)生方式，例如，當(dāng)材料太厚時(shí)，橫截面積增加，導(dǎo)致渦流損耗。需要使用更薄的材料以極小化橫截面積， 為了使材料更薄，制造商使用了幾片稱為疊片的薄片來構(gòu)成電樞鐵芯，與厚片不同，較薄的片材會(huì)產(chǎn)生較高的電阻，從而導(dǎo)致較少的渦流。

選擇用于電機(jī)疊片的材料是電機(jī)設(shè)計(jì)過程中很重要的考慮因素之一，由于它們的多功能性，一些常流行的選擇是冷軋電機(jī)疊層鋼和硅鋼。高硅含量（2–5.5 wt％的硅）和薄板 （0.2–0.65 mm）鋼是電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的軟磁材料，在鐵中添加硅會(huì)導(dǎo)致矯頑力降低和電阻率升高，薄板厚度的減小導(dǎo)致渦流損耗的減小。

冷軋層壓鋼是批量生產(chǎn)中成本很低的材料之一，是很受歡迎的合金之一。與其他材料相比，該材料易于沖壓，并且在沖壓工具上產(chǎn)生的磨損更少。電機(jī)制造商對(duì)電機(jī)疊層鋼進(jìn)行氧化膜退火，該氧化膜可增加層間電阻，使其可與低硅鋼媲美， 電機(jī)疊層鋼和冷軋鋼板之間的區(qū)別在于鋼的成分和加工改進(jìn)（例如退火）。

硅鋼也稱為電工鋼，添加了少量硅以減少鐵芯渦流損耗的低碳鋼，硅保護(hù)定子和變壓器的磁芯并減少材料的磁滯，磁滯是從先初產(chǎn)生磁場(chǎng)到完全產(chǎn)生之間的時(shí)間。一旦冷軋適當(dāng)?shù)囟ㄏ颍摬牧暇涂梢杂糜趯訅簯?yīng)用。通常，硅鋼疊片的兩面都絕緣且彼此疊置以減小渦流，將硅添加到合金中對(duì)沖壓工具和模具的壽命產(chǎn)生顯著影響。

硅鋼有各種厚度和等級(jí)，極佳類型取決于允許的鐵損，單位為瓦/千克。每種等級(jí)和厚度都會(huì)影響合金的表面絕緣性，沖壓工具的壽命以及模具的壽命。像冷軋電機(jī)疊層鋼一樣，退火有助于增強(qiáng)硅鋼，沖壓后退火工藝清掉了多余的碳，從而減輕了應(yīng)力。根據(jù)所用硅鋼的類型，需要對(duì)組件進(jìn)行額外的處理以進(jìn)一步緩解應(yīng)力。

冷軋鋼制造過程為原材料增加明顯的優(yōu)勢(shì)，冷軋制造在室溫下或略高于此溫度下制造，導(dǎo)致鋼的晶粒在軋制方向上保持拉長狀態(tài)。在制造過程中在材料上施加高壓處理冷鋼固有的剛性要求，形成光滑的表面和更精準(zhǔn)的一致尺寸。冷軋過程還會(huì)引起所謂的“應(yīng)變硬化”，與非軋制鋼相比，其硬度高度可提高20％，硬度等級(jí)稱為全硬，半硬，四分之一硬和表面滾軋。滾動(dòng)可有多種形狀，包括圓形、正方形和扁平形，有多種等級(jí)可供選擇，以適應(yīng)各種強(qiáng)度、強(qiáng)度和延性要求，它的低成本使其繼續(xù)成為所有疊片制造的支柱。

結(jié)論

電機(jī)中的轉(zhuǎn)子和定子由數(shù)百個(gè)層壓并連接的薄電工鋼板制成， 這樣可以減少渦流損耗，提升效率，兩者的兩側(cè)都有絕緣涂層 ，在電機(jī)應(yīng)用中將鋼層壓并切斷層間渦流。通常，電工鋼是為了確保疊片的機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)行鉚接或焊接過程。焊接過程對(duì)絕緣涂層的損壞，會(huì)導(dǎo)致磁性能下降、微觀結(jié)構(gòu)的改變、殘余應(yīng)力的引入等，在機(jī)械強(qiáng)度和磁性能之間取得折中是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。