lamination-硅钢片-叠片-铁芯讲义

1一.叠片的作用1.支撑段绝缘2.和轴配合为电机提供扭矩3.引导磁通量通过第一页，共17页。1、按生产加工工艺可分

热轧：把钢材加热后控制在再结晶温度以上进行轧制加工的工艺称为热轧冷轧：把钢材加热后控制在再结晶温度以下进行轧制加工的工艺称为热轧（a）晶粒无取向：电机或焊接变压器等（b）晶粒取向：电源变压器、脉冲变压器和磁放大器等的铁芯，若用冷轧取向带，性能更佳，用它代替热轧带或低档次冷轧带，可减少变压器电能消耗量45％-50％硅钢片二.叠片的材料电机中大部分使用导磁好的铁磁材料。比较常见的硅钢片

冷轧钢

热轧钢第二页，共17页。二.叠片的材料2、按含硅量不同

低硅片：含硅2.8％以下，它具有一定机械强度，主要用于制造电机俗称电机硅钢片。高硅片：含硅量为2.8％-4.8％，它具有磁性好，但较脆，主要用于制造变压器铁芯，俗称变压器硅钢片冷轧电工钢带具有表面平整、厚度均匀、叠装系数高、冲片性好等特点，且比热轧电工钢带磁感高、铁损低。

硅钢片一般随着硅的含量提高而提高，铁损、冲片性、磁感降低、硬度增高。工作频率越高，产生的涡流损耗越大，选用的硅钢片越薄。第三页，共17页。二.叠片的材料电工板分类项目类别硅含量%公称厚度㎜热轧硅钢板（无取向）热轧低硅钢（热轧电机钢）1.0～2.50.50热轧高硅钢（热轧变压器钢）3.0～4.50.35和0.50冷轧电工钢板无取向电工钢（冷轧电机钢）低碳电工钢≤0.50.50和0.65硅钢0.5～3.20.35和0.50取向硅钢（冷轧变压器钢）普通取向硅钢2.9～3.30.20，0.23，0.27高磁感取向硅钢2.9～3.30.30和0.35第四页，共17页。3.绝缘膜性能

为防止铁芯叠片间发生短路而增大涡流损耗，电工钢板表面涂一层无机盐+有机盐的半有机绝缘膜。

对绝缘膜的要求：

1）耐热性好。（750～800℃消除应力退火时不破坏）

2）绝缘膜薄且均匀厚度为1.5μm,此时叠片系数降低0.5%～1.0%

3）间层电阻高.一般为5～50Ω·cm2/片。取向钢由于是两层绝缘膜层间电阻在30～120Ω·cm2/片范围内（适合用于大变压器和汽轮发机）4）附着性好。冲剪或消除应力退火后不脱落

5）冲片性能好。有机或半有机涂层在冲片时起润滑作用，明显提高冲片性。

6）内腐蚀性和防锈性好。与变压器或佛里昂不起化学反应。

7）焊接性能好。铁芯焊接时焊缝中不产生气泡。

热轧硅钢表面一般不涂绝缘膜，用户冲片后再涂涂绝缘漆，但耐热性差，焊接性差。绝缘膜较厚（每面为2～3μm），使叠片系数低1%～2%

二.叠片的材料第五页，共17页。4、硅钢片性能指标(1)、铁损低。质量的最重要指标，世界各国都以铁损值划分牌号，铁损越低，牌号越高，质量也高。(2)、磁感应强度高。在相同磁场下能获得较高磁感的硅钢片，用它制造的电机或变压器铁芯的体积和重量较小，相对而言可节省硅钢片、铜线和绝缘材料等。(3)、叠装系数高。硅钢片表面光滑，平整和厚度均匀，制造铁芯的叠装系数提高。(4)、冲片性好。对制造小型、微型电机铁芯，这点更重要。(5)、表面对绝缘膜的附着性和焊接性良好。(6)、磁时效(7)、硅钢片须经退火和酸洗后交货二.叠片的材料第六页，共17页。

硅钢片的磁饱和现象：硅钢片在励磁过程中，当磁通密度较小的时，磁通密度的增加与励磁电流成正比；但当磁通密度较大时，励磁电流增加很多，而磁通密度增加的却很少，这中励磁电流的增加快于磁通密度的增加的现象，称为磁饱和现象。

硅钢片涂有绝缘漆：其目的是限制涡流回路，使涡流只能在一片中流动，这样涡流回路阻抗较大，限制了涡流的数值。如果片间不绝缘，涡流就会通过相邻的硅钢片，这样涡流回路的阻抗比单片时小，涡流就会增大，使得涡流产生的损耗迅速地增大。一般来说，涡流损耗与硅钢片的厚度成正比，如果硅钢片不绝缘，铁心就相当于一整块铁，或相当于一块厚钢板，这样涡流损耗就会大大地增加。因此硅钢片表面要涂漆。涡流损耗：线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。磁滞损耗:铁磁质的磁性主要来源于电子自旋磁矩，在没有外磁场的条件下铁磁质中电子自旋磁矩可以在小范围内“自发地”排列起来，形成一个个小的“自发磁化区”。这种自发磁化区叫“磁畴”在外磁场的作用下，磁畴就会按一定的方向规则地排列。在交变磁场的作用下，磁畴排列方向也要接磁场的方向交替变化。旋转变化地过程中，磁畴相互碰撞磨擦，就产生了损耗，这就是磁滞损耗。二.叠片的材料第七页，共17页。5、日本牌号表示方法：

（1）冷轧无取向硅钢带

由公称厚度（扩大100倍的值）+代号A+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.5T时的铁损值扩大100倍后的值）。

如50A470表示厚度为0.5mm，铁损保证值为≤4.7的冷轧无取向硅钢带。

MK70localization:B50A1300MK70:JIS50A1000（2）冷轧取向硅钢带

由公称厚度（扩大100倍的值）+代号G：表示普通材料，P：表示高取向性材料+铁损保证值（将频率50HZ，最大磁通密度为1.7T时的铁损值扩大100倍后的值）。

如30G130表示厚度为0.3mm，铁损保证值为≤1.3的冷轧取向硅钢带。

二.叠片的材料第八页，共17页。7、磁化曲线和磁导率曲线

二.叠片的材料磁场强度H与所感应的磁感应强度B

表征磁介质磁性的物理量。常用符号μ表示，μ为介质的磁导率，或称绝对磁导率[1]。

第九页，共17页。106.硅钢制作流程图热轧钢氧气炉800~850退火常化酸洗冷轧到0.55或0.37

850度退火再压制0.35或0.5

最终退火二.叠片的材料

退火的目的是:冷轧带通过再结晶消除冷轧产生的应变和促使晶粒长大,将钢中的碳脱到0.005%以下(最好在0.003%以下),以保证磁性,硬度和磁实效符合要求条件。退火时小张力以保证钢带更平整。

酸洗目的：带钢退火前先用70～80℃碱液去除表面轧制油和污垢。防止带入炉内破坏保护气氛组分,影响脱碳效率,甚至引起增碳现象。油污也使钢带表面质量变坏和引起炉低辊结瘤造成钢带划伤等缺陷。

第十页，共17页。三、lamination设计相关

1.电机的槽数和齿数冲片的直径小对应的齿数少，直径大对应的齿数大。一般的采用3槽的是因为绕线的方便。适合批量的小电机生产。

槽数多电机的运行比较稳定。换向器的片间电压小，换向器的火花相对小些，对电机的寿命和抗干扰都有好处的。

2.奇槽数和偶槽数

大的电机中对平衡要求比较高，采用偶数槽叠片，通常用对称绕线法，对电机的平衡也有很大的帮助。偶数槽的叠片启动扭矩比较大，不容易启动，电流高，振动小，噪音小。适用于高转速电机。

第十一页，共17页。三、lamination设计相关 3.槽的形状微型电机一般采用梨形槽，也有斜肩槽，一种槽楔式半圆的，一种是梯型的。

4.槽口的宽度必须大于单根漆包线的线径。槽口大相对的漏磁大，

5.磁轭的宽度应该保证齿部的磁通全部通过。通过磁通的有效尺宽应该等于磁轭宽度的总和。第十二页，共17页。

6.斜槽 对电机启动力矩有影响，启动力矩会减小。这样可以减小振动噪声。也牺牲了部分性能，比例不大，5%以内 在转子槽扭斜后，转子所产生的齿谐波磁场也随之扭斜同样的角度，这样可以消弱转子齿谐波与定子齿谐波磁场之间的相互作用，使同步附加转矩、振动及噪声减小。但斜槽也带来不利影响，可是转子漏抗增加，从而使最大转矩和功率因数稍有下降。

7.叠片的厚度和外径

根据最初的设计的要求如：磁钢的形状、材料的性能、额定电流、电流密度、堵转扭矩等有以下关系。

8.槽满率 是指线圈放入槽内后占用槽内空间的比例，通俗的讲就是导线截面积占槽有效面积的比值X100％。反应了电机嵌线的难度。

三、lamination设计相关 第十三页，共17页。141.流程图硅钢片来料检测stamping压装检测包装成品入库检查包装出货检查发货四、lamination制作流程 第十四页，共17页。

(1)铁锈不导磁(2)铁锈结构松散强度低(3)叠片断面生锈了,容易产生涡流，影响导磁，加快电机发热量.(4)硅钢片断面生锈了,片间容易短路，严重的会使铁心发热，影响电机的绝缘和寿命。2.叠片生锈的影响四、lamination制作流程 第十五页，共17页。试验相关五.测试相关

measureditemspecVolumeresultresponsablepeople1FulldimensiondrawingMin1/cavity

SQM2laminationpieceseparateforce>100NMin1/cavity

Lab&IE3pressoutforceofshaftandstack>1300N30

IE&QA4windingaarmatureanddimensioncheckdrawing30

IE&QA5armaturebalancecheck<14.5grmm

(withouteccentric)30

IE&QA6CharacteristicscurvesATEN55476.18

6.212

Lab7ElectriccurrentandspeedcurveATEN55476.18

6,2,112

Lab8NoiselevelofthemotoraloneATEN55476.18

6.9.212

lab9armaturer