मोटरची कार्यक्षमता आणि सिलिकॉन स्टील ग्रेडची निवड

मोटर कोअरसाठी मुख्य कच्चा माल सिलिकॉन स्टील शीट्स आहेत. सध्या, कोल्ड-रोल्ड शीट्समध्ये 470, 600 आणि 800 हे प्रकार सर्वाधिक वापरले जातात, त्यापैकी 470 आणि 600 शीट्सचा वापर उच्च-कार्यक्षमतेच्या मोटर्समध्ये अधिक प्रमाणात केला जातो.

१. कमी नुकसान.

एका विशिष्ट वारंवारतेवरील कोअर लॉस आणि चुंबकीय प्रवर्तन तीव्रता हे इलेक्ट्रिकल स्टील शीट्सचे एक प्रमुख सूचक आहे. कोअर लॉसचे दोन भाग असतात: हिस्टेरेसिस लॉस आणि एडी करंट लॉस. हिस्टेरेसिस लॉस म्हणजे कोअरच्या प्रत्यावर्ती चुंबकीकरणामुळे होणारा ऊर्जेचा वापर, जो पदार्थाची रचना आणि कणांच्या आकाराशी संबंधित असतो आणि हिस्टेरेसिस लूपच्या क्षेत्रफळाद्वारे दर्शविला जाऊ शकतो. एडी करंट लॉस म्हणजे कोअरच्या प्रत्यावर्ती चुंबकीकरणादरम्यान निर्माण होणाऱ्या एडी करंटमुळे होणारा रोधाचा ऱ्हास, जो पदार्थाच्या स्वतःच्या रोधकता आणि जाडीशी संबंधित असतो. त्यामुळे, कोअर लॉस कमी करण्यासाठी, इलेक्ट्रिकल स्टील शीट्सची जाडी कमी आणि रोधकता जास्त असते.

२. उच्च चुंबकीय वाहकता.

चुंबकीय वाहकता जितकी जास्त असेल, तितकेच फ्लक्स स्थिर असताना चुंबकीय सर्किटचे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्रफळ कमी केले जाऊ शकते, ज्यामुळे एक्सायटेशन वाइंडिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या तांब्याची बचत होते आणि मोटरचा आकार कमी होतो.
३. उत्तम लॅमिनेटिंग गुणधर्म.

इलेक्ट्रिकल स्टील प्लेट्समध्ये योग्य कडकपणा असावा, त्या खूप ठिसूळ किंवा खूप मऊ नसाव्यात. पृष्ठभाग गुळगुळीत, सपाट आणि जाडीमध्ये एकसमान असावा (प्लेटमधील फरक नियंत्रित करण्याच्या आवश्यकतेसह), जे मोल्ड पंचिंगसाठी आणि स्टॅकिंग गुणांक सुधारण्यासाठी अनुकूल असते. कोल्ड-रोल्ड स्टील प्लेट्ससाठी तोच मोल्ड वापरला जाऊ शकतो आणि हॉट-रोल्ड स्टील प्लेट्सच्या तुलनेत त्याचे सेवा आयुष्य लक्षणीयरीत्या वाढवता येते. अकार्बनिक किंवा सेंद्रिय कोटिंग असलेल्या काही कोल्ड-रोल्ड इलेक्ट्रिकल स्टील प्लेट्स एकदा ग्राइंडिंग केल्यानंतर मोल्डच्या प्रत्येक पासमधील पंचिंग स्ट्रोकची संख्या जवळपास दहा पटीने वाढवू शकतात. ● कमी खर्च आणि वापरण्यास सोपे. वरील आवश्यकतांव्यतिरिक्त, काही मोटर्सना चुंबकीय प्रवाहकीय सामग्रीसाठी अनेकदा उच्च आवश्यकता असतात. उदाहरणार्थ, कमी चुंबकीय बिघाड आणि कमी चुंबकीय विस्तार. या आवश्यकता विविध आहेत आणि त्यांचा सर्वसमावेशकपणे विचार केला पाहिजे.

●सिलिकॉन स्टील शीट
सिलिकॉन असलेले एक मिश्रधातू पोलाद, ज्याला पातळ पत्र्यांमध्ये लाटले जाते. याला सामान्यतः सिलिकॉन स्टील शीट असे म्हटले जाते. उत्पादन प्रक्रियेनुसार, याचे हॉट-रोल्ड सिलिकॉन स्टील शीट (जे आता मोठ्या प्रमाणात बंद झाले आहे) आणि कोल्ड-रोल्ड सिलिकॉन स्टील शीट असे वर्गीकरण केले जाते. कोल्ड-रोल्ड सिलिकॉन स्टील शीटचे पुढे ओरिएंटेड आणि नॉन-ओरिएंटेड प्रकारांमध्ये विभाजन केले जाऊ शकते. सध्या, सिलिकॉन स्टील शीट्स बहुतेक करून पत्र्याच्या स्वरूपात पुरवल्या जातात. सिलिकॉन स्टील शीटचे चुंबकीय गुणधर्म सुधारण्यासाठी आणि त्याची कर्तन शक्ती (shear strength) कमी करण्यासाठी, देशांतर्गत सिलिकॉन स्टील शीट्सवर रोलिंग मिलमध्ये ॲनीलिंग प्रक्रिया केली जाते.

●सिलिकॉन स्टील शीट-मुक्त
मोटरच्या कोअरमध्ये कमी-कार्बन स्टील प्लेट्स आणि शुद्ध लोखंडाऐवजी सिलिकॉन स्टील शीट्सचा वापर केला जातो. इतिहासातील ही एक महत्त्वपूर्ण प्रगती होती. कमी-क्षय असलेल्या सिलिकॉन स्टील शीट्समुळे मोटरची कार्यक्षमता सुधारली आणि तिचा आकार कमी झाला. आता, सिलिकॉन स्टील शीट्स वापरण्याऐवजी, लहान मोटर्सचे कोअर बनवण्यासाठी कमी-सिलिकॉन स्टील शीट्स (ज्यांना कमी-कार्बन इलेक्ट्रिकल स्टील स्ट्रिप्स किंवा शुद्ध लोखंडी इलेक्ट्रिकल स्टील स्ट्रिप्स असेही म्हणतात) वापरल्या जातात, कारण आधुनिक तंत्रज्ञानाने तयार केलेल्या कमी-सिलिकॉन स्टील शीट्स मूळ कमी-कार्बन स्टील प्लेट्सपेक्षा वेगळ्या असतात. त्यांच्यामध्ये केवळ उच्च चुंबकीय प्रेरण शक्तीच नसते, तर सिलिकॉन स्टील शीट्सप्रमाणेच लोह-क्षय देखील असतो. कमी-सिलिकॉन स्टील शीट्स वापरून डिझाइन आणि तयार केलेल्या लहान एसी मोटर्स आकार आणखी कमी करू शकतात, वजन हलके करू शकतात आणि खर्च कमी करू शकतात. शिवाय, कमी-सिलिकॉन स्टील शीट्स अधिक मऊ असल्यामुळे, त्या पंचिंगचा वेग वाढवू शकतात आणि मोल्ड्सचे आयुष्य वाढवू शकतात. आता, परदेशात लहान मोटर्ससाठी कोअर मटेरियल म्हणून कमी-सिलिकॉन स्टील शीट्सचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. औद्योगिक देशांमध्ये, इलेक्ट्रिकल स्टील शीट्सच्या एकूण उत्पादनापैकी अंदाजे ५०-६०% वापर हा त्यांचा असतो.

सध्या, मोटर फॅक्टरीमध्ये नॉन-सिलिकॉन स्टील शीट्स वापरण्याच्या दोन पद्धती आहेत. एक म्हणजे, कोल्ड रोलिंगनंतर नॉन-सिलिकॉन स्टील शीट्सना थेट पंच करून शीट्स बनवल्या जातात आणि नंतर मोटर फॅक्टरीमध्ये त्यावर ॲनीलिंग प्रक्रिया केली जाते; दुसरी म्हणजे, स्टील मिलकडून पुरवलेल्या ॲनील्ड स्टील शीट्सना पंच करून मोटर फॅक्टरीमध्ये थेट वापरले जाते. नॉन-सिलिकॉन स्टील शीट्स हे उच्च चुंबकीय वाहकतेचे पदार्थ आहेत आणि त्यांची चुंबकीय प्रेरण तीव्रता व हानी यांत्रिक ताणास अत्यंत संवेदनशील असते. त्यामुळे, पंचिंगनंतर आणि वापरण्यापूर्वी, चुंबकीय कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी ताणरहित ॲनीलिंग करणे हा एक महत्त्वाचा उपाय आहे. नॉन-सिलिकॉन स्टील शीट्सच्या उष्णता प्रक्रियेसाठी विशेष उष्णता प्रक्रिया उपकरणांची आवश्यकता असते, परंतु आपल्या देशातील बहुतेक मोटर फॅक्टरींमध्ये अद्याप अशी सोय नाही. नॉन-सिलिकॉन स्टील शीट्स वापरताना ही एक समस्या आहे, जी सोडवणे आवश्यक आहे.

● सिलिकॉनचे प्रमाण आणि अशुद्ध सिलिकॉन यांचा सिलिकॉन स्टील शीटच्या कार्यक्षमतेवर निर्णायक प्रभाव असतो. लोखंडात सिलिकॉन मिसळल्यावर त्याची रोधकता वाढते आणि ते हानिकारक अशुद्ध कार्बनला वेगळे करण्यासही मदत करते. साधारणपणे, जेव्हा शुद्ध लोखंडात सिलिकॉन मिसळले जाते, तेव्हा चुंबकीय प्रेरणेची तीव्रता किंचित कमी होते, परंतु लोखंडाची हानी लक्षणीयरीत्या कमी होते. सिलिकॉनचे प्रमाण वाढल्याने कडकपणा आणि ठिसूळपणा वाढतो, ज्यामुळे रोलिंग, स्टॅम्पिंग, शियरिंग आणि यांत्रिक प्रक्रियेत अडचणी येतात. सध्या, सिलिकॉन स्टील शीटमधील सिलिकॉनचे प्रमाण साधारणपणे ४.५% पेक्षा जास्त नसते. जर सिलिकॉनचे प्रमाण जास्त असेल, तर रोलिंग आणि प्रक्रिया करणे कठीण होते.

●जाडी.आयर्न कोअरमधील एडी करंट लॉस हा स्टील शीटच्या जाडीच्या वर्गाच्या प्रमाणात असतो हे लक्षात घेता, एकाच प्रकारच्या सिलिकॉन स्टील शीटसाठी, जाडी जितकी कमी, तितका आयर्न कोअर लॉस कमी होतो, परंतु त्यामुळे आयर्न कोअरच्या निर्मितीचा वेळ वाढतो आणि स्टॅकिंग कोएफिशियंट कमी होतो. सामान्यतः, मोटर्समध्ये ०.५ मिलिमीटर जाडीच्या सिलिकॉन स्टील शीट्स वापरल्या जातात, आणि जेव्हा मोठ्या स्टीम टर्बाइन जनरेटरच्या आयर्न कोअर लॉसच्या आवश्यकता खूप कडक असतात, तेव्हा ०.३५ मिलिमीटर जाडीच्या सिलिकॉन स्टील शीट्स वापरल्या जातात.

●तणाव.लोह गाभ्याच्या कातरण्याच्या, रचण्याच्या किंवा गुंडाळण्याच्या प्रक्रियेदरम्यान ताण निर्माण होतो, ज्यामुळे चुंबकीय कार्यक्षमता खालावते आणि लोह हानी वाढते. कापण्याच्या (तोडण्याच्या) छेद रेषेच्या दोन्ही बाजूंना सुमारे १ मिलिमीटरच्या परिसरात, एक दृश्यमान काळ्या पट्ट्यासारखा अवशिष्ट ताणाचा पट्टा तयार होतो. सामान्यतः, हा ताण नाहीसा करण्यासाठी आणि मूळ चुंबकीय कार्यक्षमता पूर्ववत करण्यासाठी ॲनीलिंग उपचार पद्धतीचा अवलंब केला जाऊ शकतो; उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या कोल्ड-रोल्ड सिलिकॉन स्टीलच्या पत्र्यांची चुंबकीय कार्यक्षमता ताणास अधिक संवेदनशील असते.