V toku energie v průmyslovém světě existují dva druhy základního zařízení, které tiše hrají základní roli: jedním je transformátor, který je jako stabilní „napěťový dispečer“, stojící na místě a účinně převádí úrovně napětí; Druhým je motor, který stejně jako nespočet „výkonových ramen“ pohání vše od ventilátorů po vysokorychlostní-kolejnice. Výkon duše -vysoké účinnosti a tichosti-z velké části závisí na zdánlivě obyčejném, ale ve skutečnosti precizním kovovém materiálu: křemíkové oceli.
1. Základní princip: Proč je nezbytná silikonová ocel?
Křemíková ocel je v zásadě železo s přimíchaným 1 %–3 % křemíku. Může to znít jako jednoduchá věc, ale přidání křemíku řeší dva velké problémy s plýtváním energie v elektrických zařízeních.
(1) Ztráta železa:
Když se magnetické pole v železném jádru znovu a znovu mění, zahřívá se v důsledku hystereze a vířivých proudů. Tato promarněná energie se nazývá ztráta železa. Pokud přidáte křemík, skutečně to zlepší, jak dobře materiál odolává elektrickému toku, což snižuje vířivý proud a snižuje ztráty energie.
(2) Magnetická síla:
Křemíková ocel může získat silnější magnetickou sílu než běžná ocel pomocí stejného magnetického pole. To znamená, že zařízení mohou vytvářet stejné magnetické pole nebo výkon, ale být menší a používat méně materiálu, díky čemuž jsou věci menší a fungují lépe.
Křemíková ocel tedy není jen volbou; je to nejlepší způsob, jak zajistit, aby věci šetřily energii-, nepřehřívaly se, nebyly hlučné a levné.
2. Skutečný scénář použití: Jak "použít" křemíkovou ocel pro transformátory a motory
(1) V transformátoru: „železné jádro“, které usiluje o extrémní ticho a nízkou spotřebu.
Transformátory jsou o přenášení energie, nikoli o jejím spotřebování. Železo uvnitř se převrací tam a zpět díky výkonu 50/60 Hz, a odtud pochází většina ztrát. Tato ztráta se mění přímo v teplo.
- Jak se to vyrábí: Vezmou speciální plechy z křemíkové oceli a vysekají je do tvarů, naskládají je na sebe jako bloky a pak je drží pohromadě pomocí věcí, jako je epoxid nebo pásky. Tato vrstvená věc pomáhá zastavit proudění podivných proudů.
- Co znamená orientace: Za studena-válcovaná orientovaná křemíková ocel je uvnitř většiny transformátorů. Materiál je ošetřen tak, aby se drobná zrnka seřadila, což usnadňuje magnetizaci jedním způsobem. Při výrobě transformátoru se ujistili, že snadný směr je v souladu s magnetickým polem uvnitř. Magnetizace je tedy super snadná a při překlápění tam a zpět dochází k menším ztrátám. Představte si to jako magnetickou dálnici pro elektřinu, takže nemusí tolik bojovat.
(2) V motoru: "jádro statoru a rotoru", které vyvažuje výkon a náklady.
Motory jsou mnohem složitější než transformátory. Místo magnetického pole, které se jen pohybuje tam a zpět, mají motory takové, které se točí super rychle. Železné jádro se vypořádává s rychlými změnami magnetizace a namáháním konstantní rotace.
- Jak se vyrábí: Stator motoru (vnější, -nepohyblivá část) a rotory (otáčivé centrum) používají -neorientované plechy z křemíkové oceli. Ty jsou vyraženy do správného tvaru, naskládány a poté slisovány dohromady.
- Proč záleží na neorientaci -: Uvnitř motoru se magnetické pole neustále točí a posouvá. Pro magnetismus neexistuje žádný snadný směr. Proto potřebujeme za studena -válcovanou, ne-orientovanou silikonovou ocel. Působí jako magnetický čtverec s téměř stejnými magnetickými vlastnostmi ve všech směrech. To udržuje odpor nízký a stabilní, bez ohledu na to, jakým způsobem je magnetizován.
