3. Materiały stosowane do budowy maszyn elektrycznych

3. Materiały stosowane do budowy maszyn elektrycznych 3.1. Materiały na rdzenie magnetyczne Wymagania w stosunku do materiałów magnetycznych miękkich: - duża indukcja nasycenia, - łatwa magnasowalność (niskie wartości natężenia pola dla dużej indukcji), - wąska pętla histerezy, - duża rezystywność. Na parametry magnetyczne materiału ma wpływ: - skład stopu i jego czystość, - technologia produkcji (np.: walcowanie), - obróbka cieplna (np.: wyżarzanie 1100-1300 st. C przez ok. 1h). Walcowanie na zimno sprzyja układaniu się mikrokryształów w jednym kierunku (anizotropowość magnetyczna). Materiały magnetyczne miękkie krystaliczne 10-100 µm Stale krzemowe Stopy Fe - Ni stopy nanokrystaliczne (Fe, Si, B, Nb) 10-20 nm amorficzne Taśmy Metglas (Fe 80 M 20 ) Druty amorficzne spieki ferrytowe Stopy żelaza z krzemem (0,4-4,2 % Si) Nazwa stal krzemowa Zawartość Si [%] B max [T] µ max Stratność W/kg 1 2,1 14000 3 3 2,0 9000 2,3 4,5 1,96 7000 1,7

Blachy elektrotechniczne krzemowe: blachy o ziarnie zorientowanym (anizotropowe), tzw.: transformatorowe stal niskowęglowa, 3 % Si. Grubość 0,27 mm, 0,30 mm, 0,35 mm. blachy izotropowe, tzw.: prądnicowe wysokostopowe (3 % Si i do 1 % Al.) - niska stratność, niskostopowe (1-2% Si)- wyższa stratność. Grubość: 0,35 mm, 0,50 mm i 0,65 mm. Stopy żelaza z niklem (30-80% Ni) Nazwa Zawartość B max µ max anizotropia Ni [%] [T] Hyperm 36 1,3 14000 Nie Hyperm 50 1,5 28000 Nie Permaloj 70 0,8 120000 Tak Supermaloj 80 Ni, 4-6 Mo, reszta Fe 0,82 1000000 Tak Nie tylko żelazo! Atomowy moment magnetyczny pierwiastków ferromagnetycznych: Żelazo 2,2 Kobalt 1,7 Nikiel 0,6 Ale jednak żelazo... Zastosowania: Rodzaj materiału ρ [µωm] B max [T] µ dla 50Hz Zastosowanie Stal krzemowa 0,5 2,1 3000-5000 Maszyny 50 60 Hz Stopy Fe-Ni 0,4 1,5 4000-5500 Maszyny specjalne do 400 Hz Nanokrystaliczne 11,5 1,2 80000 Maszyny specjalne do 20kHz Metglas 13,7 1,56 160000 Accucore 6,5 1,75 7000 Powłoki elektroizolacyjne blach elektrotechnicznych: Powłoka C3 (AISI) organiczna odporna na działanie oleju i freonu polepsza wykrawalność blachy odporność temperaturowa 180 C grubość 1,5 µm/stronę. Powłoka typu C4 (AISI) nieorganiczna (fosforan glinu i magnezu) odporna na olej i freon odporność temperaturowa 800 C grubość 1 µm/stronę.

Parametry wybranych blach produkowanych w Polsce: Gatunek Grubość Stratność [W/kg] B [T] przy H [A/m] k Fe mm l,5 T 1 T 2500 5000 min EP 330-50A 3,30 1,35 1,49 1,60 EP 400-50A 4,00 1,70 1,51 1,61 0,50 EP 470-50A 4,70 2,00 1,52 1,62 0,97 EP 600-50A 6,00 2,60 1,55 1,65 EP 530-65A 5,30 2,30 1,52 1,62 EP 600-65A 6,00 2,60 1,54 1,64 0,65 EP 700-65A 7,00 3,00 1,55 1,65 0,97 EP 800-65A 8,00 3,60 1,58 1,68 Gatunek wg Grubość p [W/kg] B [T] przy k Fe IEC 404-8-7 (mm) 1,5 T 1,7 T H = 8OO A/m Materiał o normalnych właściwościach: 089-27-N 5 0,27 0,89 1,40 1,75 0,95 097-30-N 5 0,30 0,97 1,50 1,75 0,955 111-35-N 5 0,35 1,11 1,65 1,75 0,96 Materiał o obniżonej stratności: 130-27-S 5 0,27 1,30 1,78 0,95 140-30-S 5 0,30 1,40 1,78 0,955 155-35-S 5 0,35 1,55 1,78 0,96 Proces produkcji szkła metalicznego (METGLAS)

Jeżeli metal schładzamy bardzo szybko to nie krystalizuje lecz ma strukturę przechłodzonej cieczy 3.2. Materiały magnetyczne twarde

3.3. Materiały przewodowe Typ DNE 130L, DN2E 130L DNE 155L, DN2E 155L DNE 155, DN2E 155 DNE 180, DN2E 180 DNE 180o, DN2E 180o DNE 180f, DN2E 180f DNE 180s, DN2E 180s DNE 200, DN2E 200 d - 0,7-0,7 2,0-2,0 0,22 1,2-2,0 Typ lakieru Kl. iz. T max [ C] Napięcie przebicia [kv] Wydłuż. min.[%] Poliuretan B 130 4,6 25 Poliuretan modyfikowany F 155 4,6 25 Zastosowanie Nie utrudnia lutowania. Małe silniki, przekaźniki, cewki Nie utrudnia lutowania. Małe silniki, przekaźniki, cewki Poliesterimid F 155 4,6 25 Uzwojenie silników klasy F Poliesterimid modyfikowany Poliesterimid modyfikowany + poliamid Poliesterimid +poliamidimid H 180 4,6 25 H 180 4,6 25 C 200 4,6 25 Uzwojenie silników klasy H, transformatory olejowe, Uzwojenia sprężarek sprzętu chłodniczego Termospiekalny. Uzwojenie nie wymaga dalszej impregnacji Uzwojenie silników oraz innego sprzętu elektrycznego narażonego na bardzo wysokie przeciążenia Rodzaj drutu płaskiego Gołe o przekroju prostokątnym Profilowe o izolacji z włókna szklanego nasyconego lakierami, klasa F Profilowe o izolacji emalia - włókno szklane poliester, Klasa F i H Symbol DNp DNp 2 Ss Np.: DNp2Ss 5.00x10.00 DNp 2 E155 PS, DNp 2 E180 PS Materiały przewodowe specjalne: Symbol Nazwa drutu Średnice Dsm Drut miedziany (D) srebrzysty (s) zwykły w stanie miękkim (m) 0,20-1,5 Dst Drut miedziany (D) srebrzysty (s) zwykły w stanie twardym (t) 0,20-1,5 D2st Drut miedziany (D) o zwiększonej powłoce srebra (2s) w stanie twardym (t) 0,6-1,5 D3sm Drut miedziany (D) o szczególnie zwiększonej powłoce srebra (3s) w stanie miękkim (m) 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 D3st Drut miedziany (D) o szczególnie zwiększonej powłoce srebra (3s) w stanie twardym (t) 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 D4sm Drut miedziany (D) o grubej powłoce srebra (4s) w stanie miękkim (m) 1,0; 1,2; 1,5 D4st Drut miedziany (D) o grubej powłoce srebra (4s) w stanie twardym(t) 1,0; 1,2; 1,5

Stosowane rodzaje powłok galwanicznych: srebrna, cynowo-ołowiana, niklowa cynkowa. Parametry przewodów nawojowych: Średnica Nominalna 0,140 0,160 0,180 0,200 0,224 0,250 0,280 0,315 0,355 0,400 0,450 0,500 0,560 0,630 0,710 0,800 0,900 1,000 1,120 1,250 1,400 1,600 1,800 2,000 Tolerancja +/- 0,004 0,004 0,004 0,004 0,005 0,005 0,005 0,006 0,006 0,007 0,008 0,009 0,010 0,011 0,013 0,014 0,016 0,018 0,020 Przewody emaliowane Maksymalna średnica zewnętrzna oprócz termospiekalnych termospiekalne Stopień 1 2 1 2 0,144 0,154 0,160 0,171 0,182 0,194 0,204 0,226 0,252 0,281 0,312 0,349 0,392 0,439 0,491 0,544 0,606 0,679 0,762 0,855 0,959 1,062 1,184 1,316 1,468 1,670 1,872 2,074 0,217 0,239 0,266 0,297 0,329 0,367 0,411 0,459 0,513 0,566 0,630 0,704 0,789 0,884 0,989 1,094 1,217 1,349 1,502 1,706 1,909 2,112 0,270 0,300 0,331 0,369 0,413 0,461 0,514 0,568 0,630 0,704 0,788 0,882 0,987 1,091 1,214 0,284 0,316 0,348 0,387 0,432 0,481 0,536 0,590 0,654 0,729 0,815 0,911 1,017 1,123 1,247 Rezystancja /m Przekrój [mm 2 ] Ciężar kg/1km Min Max. DNE DN2E 1,3170 1,0550 0,8122 0,6444 0,5237 0,4188 0,3345 0,2676 0,2121 0,1674 0,1316 0,1042 0,08462 0,06736 0,05335 0,04198 0,03305 0,02612 1,4750 1,1700 0,8906 0,7007 0,5657 0,4495 0,3628 0,2882 0,2270 0,1782 0,1407 0,1109 0,08959 0,07153 0,05638 0,04442 0,03500 0,02765 0,0123 0,0154 0,0201 0,0254 0,0314 0,0394 0,0491 0,0616 0,0779 0,0990 7 0,1590 0,1963 0,2463 0,3117 0,3959 0,5026 0,6362 0,02116 0,02240 0,7854 0,9852 1,2272 1,5394 2,0106 2,5447 3,1416 0,1134 0,1413 0,1842 0,2344 0,2875 0,3608 0,4487 0,5617 0,7027 0,9066 1,1419 1,4449 1,7818 2,2333 2,8225 3,5806 4,5403 5,7414 7,0882 8,8801 11,0446 13,8457 18,0633 22,8479 28,1869 0,1166 0,1454 0,1892 0,2388 0,2940 0,3686 0,4569 0,5721 0,7147 0,9204 1,1575 1,4631 1,8023 2,2555 2,8493 3,6098 4,5798 5,7865 7,1322 8,9339 11,111 13,920 18,171 22,951 28,305 Średnica z emalią Przekrój [mm 2 ] Ciężar [g/m] Rezystancja [Ω/m] 0,2 0,22 0,0314 0,289 0,557 1650 0,5 0,535 0,196 1,83 0,0894 300 1,0 1,05 0,786 7 0,0223 83 1,5 1,56 1,77 15,75 0,0099 33 1,8 1,86 2,545 22,65 0,0069 17 2,0 2,07 3,142 28 0,056 12 Średnica Liczba zwojów na 1 cm 2

Średnica Średnica z emalią Przekrój [mm 2 ] Ciężar [g/m] Rezystancja [Ω/m] Liczba zwojów na 1 cm 2 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,3 0,31 0,32 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,062 0,075 0,085 0,095 0,108 0,115 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,2 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,285 0,295 0,305 0,315 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,4 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 0,002 0,0028 9 0,005 0,0064 0,0079 0,0095 0,0113 0,0133 0,0154 0,0177 0,0211 0,0227 0,0254 0,0285 0,0314 0,0346 0,038 0,042 0,045 0,049 0,053 0,057 0,062 0,066 0,071 0,075 0,080 0,086 0,091 0,096 0,102 0,108 0,113 0,12 0,126 0,132 0,139 0,145 0,152 0,159 0,166 0,019 0,027 0,037 0,048 0,060 0,074 0,085 0,105 0,12 0,143 0,164 0,186 0,21 0,235 0,26 0,289 0,33 0,35 0,39 0,425 0,460 0,495 0,533 0,571 0,612 0,645 0,696 0,74 0,786 0,835 0,89 0,940 0,994 1,046 1,102 1,160 1,22 1,276 1,342 1,405 1,480 1,54 9,1 6,31 4,64 3,55 2,76 2,22 1,84 1,55 1,32 1,14 0,99 0,87 0,772 0,68 0,627 0,557 0,507 0,46 0,422 0,388 0,357 0,33 0,306 0,285 0,266 0,248 0,232 0,218 0,2051 0,1932 0,1824 0,1724 0,1632 0,1547 0,1469 0,1396 0,1329 0,1266 0,1209 0,1154 0,1103 0,1054 20000 15000 11000 9000 7000 6000 5000 4400 3600 3200 2800 2500 2250 2000 1800 1650 1500 1400 1300 1200 1100 1000 950 870 800 770 720 690 650 600 580 540 520 500 475 450 430 420 390 380 370 350

0,47 0,48 0,49 0,5 0,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 0,5 0,51 0,52 0,535 0,545 0,555 0,565 0,575 0,59 0,6 0,61 0,62 0,63 0,64 0,69 0,74 0,79 0,84 0,9 0,95 1 1,05 1,16 1,26 1,36 1,46 1,56 1,66 1,76 1,86 1,96 2,07 0,173 0,181 0,189 0,196 0,204 0,212 0,221 0,229 0,238 0,246 0,255 0,264 0,273 0,283 0,334 0,385 0,444 0,504 0,57 0,636 0,711 0,786 0,951 1,131 1,329 1,540 1,77 2,015 2,275 2,545 2,840 3,142 1,61 1,68 1,750 1,830 1,9 1,97 2,043 2,118 2,2 2,275 2,355 2,455 2,53 2,62 2,97 3,43 3,95 4,48 5,07 5,66 6,34 7 8,49 10,09 11,81 13,7 15,75 17,91 20,2 22,65 25,15 28 0,1012 0,0979 0,0931 0,0894 0,0859 0,0826 0,0796 0,0766 0,0738 0,0713 0,0688 0,0664 0,0642 0,0621 0,0526 0,0455 0,0395 0,0348 0,0308 0,0275 0,0246 0,0223 0,0184 0,0155 0,0132 0,0144 0,0099 0,0098 0,0077 0,0069 0,0062 0,0056 330 320 310 300 290 280 265 255 250 240 230 225 220 210 180 160 140 120 110 100 90 83 67 55 45 40 33 28 24 17 14 12