Az ipari világ energiaáramlásában kétféle magberendezés van, amelyek csendben játsszák a sarokkövét: az egyik a transzformátor, amely olyan, mint egy állandó "feszültségelosztó", egy helyben áll és hatékonyan alakítja át a feszültségszinteket; A másik a motor, amely számtalan „teljesítmény-kimeneti karhoz” hasonlóan mindent meghajt a ventilátoroktól a nagy{0}}sebességű vasútig. A -nagy hatékonyság és a csendesség-teljesítménye nagymértékben függ egy látszólag közönséges, de valójában pontos fémanyagtól: a szilícium acéltól.
1. Alapelv: Miért van szükség szilícium acélra?
A szilíciumacél alapvetően vas, amelyben 1–3% szilícium van keverve. Lehet, hogy egyszerű dolognak hangzik, de a szilícium hozzáadása két nagy problémát old meg az elektromos eszközök energiapazarlásával kapcsolatban.
(1) Vasveszteség:
Amikor a mágneses mező a vasmagban újra és újra megváltozik, a hiszterézis és az örvényáram miatt felmelegszik. Ezt az elvesztegetett energiát vasveszteségnek nevezzük. Ha szilíciumot ad hozzá, az valóban javítja az anyag elektromos áramlásának ellenálló képességét, ami csökkenti az örvényáramot és jelentősen csökkenti az energiaveszteséget.
(2) Mágneses erő:
A szilícium acél erősebb mágneses erőt tud kifejteni, mint a hagyományos acél ugyanazzal a mágneses mezővel. Ez azt jelenti, hogy az eszközök ugyanazt a mágneses teret vagy teljesítményt képesek létrehozni, de kisebbek és kevesebb anyagot használnak fel, így a dolgok kisebbek és jobban működnek.
Tehát a szilíciumacél nem csupán választás; ez a legjobb módja annak, hogy a dolgok energiatakarékosak-, ne melegedjenek túl, ne legyenek zajosak és olcsók.
2. Valós alkalmazási forgatókönyv: Hogyan "használjuk" a szilíciumacélt transzformátorokhoz és motorokhoz
(1) A transzformátorban: a „vasmag”, amely rendkívüli csendre és alacsony fogyasztásra törekszik.
A transzformátorok az energiát mozgatják, nem pedig elhasználják. A benne lévő vas össze-vissza fordul az 50/60 Hz-es teljesítménytől, és innen származik a legtöbb veszteség. Ez a veszteség közvetlenül hővé alakul.
- Így készül: Speciális szilícium acéllemezeket vesznek elő, formákra lyukasztják őket, és tömbszerűen egymásra rakják, majd epoxigyantával vagy hevederekkel tartják össze őket. Ez a réteges dolog segít megállítani a furcsa áramlatokat.
- Mit jelent az orientáció: hidegen{0}}hengerelt orientált szilícium acél található a legtöbb transzformátorban. A cuccot úgy kezelik, hogy az apró szemcsék egy vonalba kerüljenek, így könnyebben mágnesezhető. Amikor elkészítik a transzformátort, ügyelnek arra, hogy a könnyű irány összhangban legyen a benne lévő mágneses térrel. Így a mágnesezés rendkívül egyszerű, és kevesebb a veszteség, amikor előre-hátra billen. Tekintsd úgy, mint egy mágneses autópályát az áram számára, így nem kell annyit küzdenie.
(2) A motorban: az "állórész és forgórész mag", amely egyensúlyban tartja a teljesítményt és a költségeket.
A motorok sokkal trükkösebbek, mint a transzformátorok. Az ide-oda áramló mágneses mező helyett a motoroknak van egy szupergyorsan forgó mezője. A vasmag a mágnesezettség gyors változásaival és az állandó forgás feszültségével foglalkozik.
- Így készült: A motor állórészei (a külső, nem{0}}mozgó rész) és a rotorok (a forgó központ) nem-orientált szilícium acéllemezt használnak. Ezeket a megfelelő formára bélyegzik, egymásra rakják, majd összenyomják.
- Miért számít a nem-orientáltság: A motor belsejében a mágneses mező mindig forog és változik. A mágnesességnek nincs egyszerű iránya. Ezért van szükségünk hidegen-hengerelt, nem-orientált szilíciumacélra. Mágneses négyzetként működik, nagyjából azonos mágneses tulajdonságokkal minden irányban. Ez alacsonyan és állandóan tartja az ellenállást, függetlenül attól, hogy milyen módon van mágnesezve.
