Kornorientierte Siliziumstahl-Laminierung

Kornorientierte Siliziumstahllaminierung  ist das Schlüsselmaterial für die Herstellung von Hochleistungstransformatorkernen, und das Stapeln dieser dünnen Siliziumstahlbleche zu einem Kern ist der Kernprozess, der die Leistung des Transformators bestimmt. Die folgende Beschreibung deckt drei Aspekte ab: Material, Struktur und Prozess.

Rohmaterial des orientierten Kerns: Kornorientierter Siliziumstahl

Der Grund dafür, dass ein Transformatorkern als „orientierter Kern“ bezeichnet wird, liegt in der Verwendung von kornorientiertem Siliziumstahl, einem speziellen Material.

•  Einzigartige Kornausrichtung : Dieser Siliziumstahl wird während der Produktion einer speziellen Verarbeitung unterzogen, die die inneren Körner in einer konsistenten magnetischen Ausrichtung entlang der Walzrichtung ausrichtet. Vereinfacht gesagt weist das Material in dieser Richtung die beste magnetische Permeabilität und die geringsten Verluste auf.

• Anwendungsprinzip : Daher muss bei der Konstruktion des Kerns der Hauptpfad des magnetischen Flusses entlang der Walzrichtung des orientierten Siliziumstahls verlaufen, um seine Vorteile des geringen Verlusts und der hohen Permeabilität voll auszunutzen. Alle Hochleistungstransformatorkerne folgen diesem Konstruktionsprinzip.

Struktur des laminierten Kerns: Von einzelnen Blättern zu einem integrierten Ganzen

Nachdem der orientierte Siliziumstahl in bestimmte Formen geschnitten wurde, bildet das Stapeln dieser Stücke Stück für Stück den Hauptkörper des Kerns.

• Grundformen : Zu den gängigen Kernstrukturen gehören die „日“-Form (für Einphasentransformatoren), die „E“-Form und die „日“-Form. Sie bestehen alle aus  Kerngliedern  (wo die Spulen gewickelt sind) und  Jochen  (die die Glieder verbinden, um den Magnetkreis zu bilden).

• Detaildesign zur Verlustreduzierung :

1. Verbindungsbehandlung : Um den magnetischen Widerstand und Verluste an den Verbindungsstellen zu reduzieren, werden die Verbindungen von Siliziumstahlblechen in benachbarten Schichten  versetzt und überlappt , anstatt in einer geraden Linie ausgerichtet zu sein.

2.  Querschnittsform : Um die effektive Querschnittsfläche auf begrenztem Raum zu maximieren, wird der Querschnitt der Kernschenkel häufig in einer  Stufen-  oder  Kreuzform gestaltet  , die mit Siliziumstahlblechen unterschiedlicher Breite gestapelt ist.

Laminierungsprozess: Von manuell zu automatisch

Der Prozess des Stapelns von kornorientierten Siliziumstahlblechen zu einem Kern wird als „Laminierung“ bezeichnet.

• Manuelle/halbautomatische Laminierung : Der traditionelle Prozess beruht auf manueller Arbeit, um die Siliziumstahlbleche Schicht für Schicht gemäß den Zeichnungen zu platzieren, was ineffizient ist, hohe Fähigkeiten erfordert und es schwierig macht, die Qualitätsstabilität zu gewährleisten. Einige verbesserte Prozesse können einem einzelnen Arbeiter dabei helfen, einen Teil der Stapelarbeit zu erledigen.

•  Vollautomatische Laminierungsproduktionslinie : Dies ist die gängige Methode in der modernen Herstellung von Großtransformatoren. Sein Kernprozess umfasst typischerweise:

  1. Automatische Blechtrennung und Zuführung : Geräte trennen die Siliziumstahlbleche einzeln und positionieren sie präzise.

  2. Greifen und Vorpositionieren durch Roboter : Ein Roboterarm greift die Bleche und legt sie auf einen Vorpositionierungstisch, passt ihre Position automatisch an und erkennt sogar, ob der Blechtyp korrekt ist.

  3. Präzises Stapeln : Der Roboterarm legt die Blätter gemäß den programmierten Anweisungen präzise auf den Stapeltisch. Dabei gleicht ein Höhenmessgerät automatisch die Höhe aus, um eine gleichbleibende Stapeldicke sicherzustellen.

  4. Integrierte Formung : Nachdem alle Bleche gestapelt sind, wird der Kern zusammen mit dem Stapeltisch für nachfolgende Prozesse wie Spannen und Wenden herausgefahren.

Kurz gesagt, der  kornorientierte Kern  ist das Ergebnis, und  der laminierte Kern  bezieht sich auf den Prozess. Durch die Verwendung des speziellen Materials aus kornorientiertem Siliziumstahl und durch präzise Laminierprozesse (von manuell bis automatisiert) entsteht ein leistungsstarker orientierter Blechkern.