Pramoninio pasaulio energijos sraute yra dviejų tipų pagrindinė įranga, kuri tyliai atlieka kertinį vaidmenį: viena yra transformatorius, kuris yra tarsi pastovus „įtampos dispečeris“, stovi vietoje ir efektyviai konvertuoja įtampos lygius; Kitas yra variklis, kuris, kaip daugybė „galios išvesties svirties“, varo viską nuo ventiliatorių iki greitųjų{0}} bėgių. -Didelis efektyvumas ir tylumas-labai priklauso nuo iš pažiūros įprastos, bet iš tikrųjų tikslios metalo medžiagos: silicio plieno.
1. Pagrindinis principas: kodėl būtinas silicio plienas?
Silicio plienas iš esmės yra geležis, į kurią įmaišyta 1–3 % silicio. Tai gali atrodyti paprasta, tačiau silicio pridėjimas išsprendžia dvi dideles problemas, susijusias su energijos švaistymu elektros prietaisuose.
(1) Geležies praradimas:
Kai magnetinis laukas geležies šerdyje nuolat keičiasi, jis įkaista dėl histerezės ir sūkurinės srovės. Ši švaistoma energija vadinama geležies praradimu. Jei pridėsite silicio, tai tikrai pagerins medžiagos atsparumą elektros srautui, o tai sumažina sūkurinę srovę ir sumažina energijos nuostolius.
(2) Magnetinė jėga:
Silicio plienas gali gauti stipresnę magnetinę jėgą nei įprastas plienas, naudodamas tą patį magnetinį lauką. Tai reiškia, kad įrenginiai gali sukurti tą patį magnetinį lauką arba galią, bet būti mažesni ir naudoti mažiau medžiagų, todėl daiktai yra mažesni ir veikia geriau.
Taigi, silicio plienas nėra tik pasirinkimas; tai geriausias būdas įsitikinti, kad daiktai taupo energiją{0}}, neperkaista, nėra triukšmingi ir yra pigūs.
2. Realus pritaikymo scenarijus: kaip "naudoti" silicio plieną transformatoriams ir varikliams
(1) Transformatoriuje: „geležies šerdis“, kuri siekia ypatingo tylumo ir mažo suvartojimo.
Transformatoriai yra skirti perkelti energiją, o ne ją išnaudoti. Geležis viduje apverčiama pirmyn ir atgal dėl 50/60 Hz galios, todėl daugiausiai nuostolių atsiranda. Šis nuostolis tiesiogiai virsta šiluma.
- Kaip jis gaminamas: jie paima specialius silicio plieno lakštus ir perforuoja juos į formas, sukrauna juos kaip blokus, tada laiko juos kartu su tokiais daiktais kaip epoksidinė derva ar dirželiai. Šis sluoksniuotas dalykas padeda sustabdyti keistų srovių tekėjimą.
- Ką reiškia orientacija: šaltai valcuotas{0}}orientuotas silicio plienas yra daugumoje transformatorių. Daiktai apdorojami taip, kad smulkūs grūdeliai išsirikiuotų, kad būtų lengviau įmagnetinti vienu būdu. Kai jie gamina transformatorių, jie įsitikina, kad lengva kryptis sutampa su viduje esančiu magnetiniu lauku. Taigi jį įmagnetinti labai paprasta, o vartant pirmyn ir atgal patiriama mažiau nuostolių. Pagalvokite apie tai kaip apie magnetinį greitkelį elektrai, kad jam nereikėtų tiek daug vargti.
(2) Variklyje: „statoriaus ir rotoriaus šerdis“, kuri subalansuoja našumą ir kainą.
Varikliai yra daug sudėtingesni nei transformatoriai. Vietoj magnetinio lauko, kuris tiesiog juda pirmyn ir atgal, varikliai turi tokį, kuris sukasi itin greitai. Geležies šerdis susiduria su greitais įmagnetinimo pokyčiais ir nuolatinio sukimosi įtempiais.
- Kaip jis pagamintas: variklių statoriuose (išorinėje,{0}}nejudančioje dalyje) ir rotoriuose (sukančiame centre) naudojami ne-orientuoti silicio plieno lakštai. Jie įspaudžiami į reikiamą formą, sukraunami ir suspaudžiami.
- Kodėl svarbu ne-orientuotis: variklio viduje magnetinis laukas nuolat sukasi ir keičiasi. Nėra vienos lengvos magnetizmo krypties. Štai kodėl mums reikia šaltai valcuoto, ne-orientuoto silicio plieno. Jis veikia kaip magnetinis kvadratas, turintis beveik tas pačias magnetines savybes visomis kryptimis. Taip atsparumas yra mažas ir pastovus, nesvarbu, kokiu būdu jis įmagnetintas.
