一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件以及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件以及制造方法。一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件，所述的勵(lì)磁組件由一個(gè)勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和一個(gè)勵(lì)磁定子組成，其特征在于：所述的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁定子分別由一套材質(zhì)相同的電工鋼沖片疊加而成，所述的電工鋼沖片至少包括以下重量比例的元素：碳低于0.04％錳0.15％至1.0％磷0.005％至0.12％硅大于0.60％鋁0.05％-1.0％；其余為鐵元素和雜質(zhì)。設(shè)計(jì)了一種具有獨(dú)立的勵(lì)磁組件，且所述的勵(lì)磁組件的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁定子由一套材質(zhì)相同的電工鋼沖片疊加而成，進(jìn)一步的，對(duì)電工鋼沖片的組份進(jìn)行了改進(jìn)，提高了硅在冷軋電工鋼中的含量(CRES)，在全硬的條件下，和提高矯頑力類似，通過使用合金添加劑和處理的替代技術(shù)來得到較高的電磁性能。
【專利說明】
-種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件從及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件W及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈（也就是定子繞組)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并作用于轉(zhuǎn)子 (如鼠籠式閉合侶框)形成磁電動(dòng)力旋轉(zhuǎn)扭矩。而發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)恰恰相反。通過外部旋轉(zhuǎn) 的機(jī)械動(dòng)能或者由插入轉(zhuǎn)子內(nèi)定軸的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用于定子繞組來為電力設(shè)備提 供動(dòng)能。在大多數(shù)情況下，用來制造定轉(zhuǎn)子的材料將被沖壓成鋼片，再由鋼片疊壓成定轉(zhuǎn)子 的鐵忍。
[0003] 不管是電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)都適用一個(gè)基本的物理法則"右手定則"，即當(dāng)電流在一 個(gè)繞組中沿著一個(gè)方向（X方向），對(duì)電流在90度(y方向）范圍內(nèi)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，同時(shí)在與兩個(gè) 方向正交的方向（Z方向）產(chǎn)生作用力。因此，一個(gè)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)基于一個(gè)帶 繞組的固定定子，并且和一個(gè)基于定轉(zhuǎn)子間產(chǎn)生電磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)子配對(duì)在一起。對(duì)于一個(gè)電動(dòng) 機(jī)，定子繞組的電流方向與轉(zhuǎn)子一起產(chǎn)生一片磁場(chǎng)來產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，即機(jī)械動(dòng) 能。
[0004] 對(duì)于一臺(tái)發(fā)電機(jī)，在轉(zhuǎn)子中的電磁場(chǎng)或電流伴隨著旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的外部驅(qū)動(dòng)，與定子 發(fā)生禪合并在定子繞組中產(chǎn)生磁力電流。僅轉(zhuǎn)子本身而言，其內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)或驅(qū)動(dòng)力不足W 驅(qū)使發(fā)電機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的繞組線圈也會(huì)帶有磁場(chǎng)和電流，轉(zhuǎn)子繞組某種程度也會(huì)產(chǎn) 生電流，運(yùn)個(gè)過程被稱之為"轉(zhuǎn)子勵(lì)磁"。
[0005] 針對(duì)市場(chǎng)上為了使其小型化或備用的發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)，有一些技術(shù)可W被用來獲得轉(zhuǎn) 子的電磁場(chǎng)或電流，進(jìn)而使發(fā)電機(jī)里的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁(并且隨后在定子里產(chǎn)生電流）。
[0006] 1、永磁體可W和勵(lì)磁線圈一起加到轉(zhuǎn)子中。永磁體的旋轉(zhuǎn)會(huì)在勵(lì)磁線圈上產(chǎn)生電 流，接下來會(huì)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)子主線圈也產(chǎn)生電流，隨后定子線圈的電磁場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生電流。
[0007] 2、瞬時(shí)電感可W和勵(lì)磁線圈一起被加到轉(zhuǎn)子中去。轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)在瞬時(shí)電感和繞組 間產(chǎn)生電流(利用外加電壓），接下來會(huì)誘導(dǎo)轉(zhuǎn)子主線圈也產(chǎn)生電流，隨后定子線圈的電磁 場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生電流。
[000引3、具有保持一個(gè)弱磁特性的硬電工鋼片，可W用作電機(jī)部件的設(shè)計(jì)，在拋亮后，其 仍可保留永磁的特性。繞組線圈的旋轉(zhuǎn)使永磁場(chǎng)產(chǎn)生電流，又對(duì)定子產(chǎn)生電流形成自勵(lì)。
[0009] 應(yīng)用于發(fā)電機(jī)的電工鋼有兩種類別，第一是通過合金成分來使其硬化，第二是通 過熱處理來獲得的全處理鋼。相比較于用磁體或者瞬時(shí)電感的設(shè)計(jì)，運(yùn)兩種設(shè)計(jì)的固有缺 陷是當(dāng)成本降低時(shí)，其永磁體的量也隨之降低。特別是當(dāng)伴隨高溫操作時(shí)磁場(chǎng)的減弱，很可 能會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)故障。
[0010] 作為參考，ASM金屬手冊(cè)(2nd Ed.，p 29)將"全處理"定義為："一種將非鐵合金和 一些鐵合金一致地不在一個(gè)冷的狀態(tài)下發(fā)生形變的退火過程。規(guī)范來說，一種全處理退火 就是定義在完全退火后最低硬度和最小抗拉強(qiáng)度百分比一致性的冷社工藝。"
[0011] 更復(fù)雜的是在有些情況下轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)會(huì)分成兩部分，一部分為主轉(zhuǎn)子，另一部分 是連著獨(dú)立勵(lì)磁繞組的轉(zhuǎn)子繞組線圈。簡(jiǎn)易的替代設(shè)計(jì)是將主要的繞組線圈和獨(dú)立的勵(lì)磁 繞組線圈組合到一個(gè)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中。
[0012] 圖1所示，從透視圖上看，一個(gè)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)電機(jī)10的主定子由轉(zhuǎn)子11里虛線部分標(biāo) 示出的內(nèi)部主轉(zhuǎn)子12所包覆。軸13被安插在轉(zhuǎn)子12中。同樣地由勵(lì)磁轉(zhuǎn)子14和勵(lì)磁定子15 組成的勵(lì)磁16也被固定在軸13上。
[0013] 眾所周知，轉(zhuǎn)子和定子、勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁定子都需要有槽形來獲得各自的繞組。如 圖1所示，槽形8是為了獲得定子勵(lì)磁繞組（未顯示），槽形9也是為了獲得轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組 (未顯示）。為了便于組成主轉(zhuǎn)子、定子和勵(lì)磁定轉(zhuǎn)子，散片被沖制成相同、相近或者不同的 形狀結(jié)構(gòu)。
[0014] -副簡(jiǎn)易的線路圖展示了主定轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁定轉(zhuǎn)子適用于前面圖2所示的勵(lì)磁機(jī)與 主發(fā)電機(jī)分開的運(yùn)一類發(fā)電機(jī)。運(yùn)里，虛線框內(nèi)簡(jiǎn)述了勵(lì)磁機(jī)16被為獲得瞬時(shí)電感裝設(shè)的 勵(lì)磁電源(或者說是殘余磁場(chǎng))所包圍。
[0015] 圖2所示為定子勵(lì)磁繞組18,移動(dòng)的磁場(chǎng)19(定轉(zhuǎn)子之間的氣隙），轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組 20,主轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組21，移動(dòng)磁場(chǎng)22,主轉(zhuǎn)子繞組線圈23,移動(dòng)磁場(chǎng)24(定轉(zhuǎn)子間的氣隙），主 定子繞組線圈25, W及定子的輸出電源26。主轉(zhuǎn)子如虛線框12,主定子如虛線框11所示。
[0016] 尤其是在美國(guó)，全處理鋼應(yīng)用于發(fā)電機(jī)中已有很多年的歷史。然而，在美國(guó)，特別 是具體操作和材料的發(fā)展，對(duì)于技術(shù)成熟的企業(yè)而言仍然很復(fù)雜。
[0017] 行業(yè)慣例是依賴于傳統(tǒng)的基本冷社汽車薄板，即通過化學(xué)成分區(qū)分工業(yè)等級(jí)的， 諸如，種類2，3，4(特性描述，不指化學(xué)成分，可能是從ASTM A726里發(fā)現(xiàn)的）。運(yùn)些等級(jí)根據(jù) 化學(xué)元素及成分占比的不同范圍所分類： 碳 0.002%至0.06%(稱為超低碳（ULC)和低碳0LC))。 親 0.15% 衝 1.0%
[001 引磯 0. 005%.午；0· 12% 鞋 0.10% 樂 0.60% 獵 0. 05% ;午;0.:巧％
[0019] 鐵 減少煉鋼過程中發(fā)現(xiàn)的傳統(tǒng)雜質(zhì)。
[0020] 作為傳統(tǒng)CRML應(yīng)用的此類常規(guī)電工鋼遵循W下工序：
[0021] 烙爐
[0022] 排氣(可選)和添加合金元素 [002；3]鑄造
[0024] 熱社
[00劇酸洗 [0026] 冷社
[0027]退火(通常是箱式退火）
[002引回火卷繞
[0029]開成條料并沖制成單片
[0030] 組裝成電機(jī)前的最終退火
[0031] 運(yùn)個(gè)工序的過程，利用W上提及的化學(xué)方法等的使用，生產(chǎn)出的所謂CRML冷社鋼 具有較低的磁忍損耗和出色的磁導(dǎo)率性能，所有的運(yùn)些成本都極具競(jìng)爭(zhēng)力。
[0032] 去雜質(zhì)，運(yùn)項(xiàng)技術(shù)中的關(guān)鍵，就是指在煉鋼的過程中使用相同化學(xué)成分或等級(jí)的 材料，隨著冷社和退火過程中一并去除。在沖壓成散片之前運(yùn)種除雜過程會(huì)產(chǎn)出完全等級(jí) 的CRML鋼材。在鐵忍退火之后，其磁忍損耗會(huì)高于退火前，但是兩者的磁導(dǎo)率沒有明顯變 化。
[0033] 然而，散片會(huì)有高磁損和低磁導(dǎo)率在為退火的情況下，但是也會(huì)有小部分的剩磁， 可W根據(jù)化和化特性來量化和定義。在之前的圖3有說明。
[0034] 圖3所示的滯回曲線范例，或者說在不同條件下Η(繞組電磁應(yīng)用）和B(鋼材的磁導(dǎo) 性）?；褪菧p少剩余磁性，Η=0;化就是當(dāng)Β = 0時(shí)，應(yīng)用于如何克服其保磁性能。
[0035] 因此，使用一種等級(jí)的傳統(tǒng)CRML鋼材是技術(shù)純熟的工藝，鋼廠可能會(huì)提供一種全 硬狀態(tài)。
[0036] 定子散片，在沖壓后退火的基礎(chǔ)上會(huì)有優(yōu)良的磁損性能和高磁導(dǎo)率特性。
[0037] 轉(zhuǎn)子散片，在沖壓后未退火，應(yīng)用在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組線圈中有充足剩磁激勵(lì)。
[0038] 在沒有永磁體或瞬時(shí)電感的額外成本增加時(shí)，W上工藝過程的主要優(yōu)點(diǎn)就是使用 單一沖模或材料的情況下成本較低。然而其缺點(diǎn)是剩磁性較低，伴有衰減，并且定轉(zhuǎn)子的禪 合性沒有全處理電工鋼有效（由于全工藝鋼的低磁導(dǎo)性）。
[0039] 如文所述，由于主電機(jī)中添加有獨(dú)立的勵(lì)磁機(jī)的緣故，特別是就轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)而言，還 有許多傳統(tǒng)的可替代全處理CRML鋼的材料，包括被稱之為高磁性級(jí)的用在特殊全硬鋼等級(jí) 的設(shè)計(jì)中。但是運(yùn)樣的劣勢(shì)是按此設(shè)計(jì)方法的成本要高出全處理CRML鋼很多，鑒于定轉(zhuǎn)子 需要使用不同的材料，也會(huì)伴有明顯的報(bào)廢成本。
[0040] 由于使用化學(xué)方法制得的高硬度鋼材，其更有隱性的缺陷是剩磁性，即低磁損和 高磁導(dǎo)率無法兼得（諸如全處理CRML鋼加 W退火工藝的使用）。然而，相比于傳統(tǒng)全處理 CRML鋼而言，使用化學(xué)法獲得的硬鋼矯磁性能更加出色。
[0041] 按照慣例，對(duì)于矯磁的測(cè)量，在一個(gè)固定頻率與固定磁感應(yīng)等級(jí)下，用于測(cè)量不同 等級(jí)的鋼材的剩磁含量。結(jié)果，關(guān)于矯磁對(duì)于運(yùn)種平衡的打破被用于測(cè)量不同等級(jí)鋼材之 間的剩磁性能。Aim單元將被用于矯磁的測(cè)試。
[0042] 在退火和未退火的條件下，傳統(tǒng)0.5mm的全處理CRML鋼材的典型特性如圖4所示；
[0043] 圖4所示為在退火(8200C)和未退火的條件下，0.5mm全處理CRML鋼材的典型電磁 特性。
[0044] 在退火和未退火不同的狀態(tài)下，圖4清楚地顯示了材料特性上主要的區(qū)別和變化。 對(duì)于等級(jí)為800的冷社電工鋼而言，退火條件下的電磁特性表現(xiàn)為低磁損和高磁導(dǎo)性。而在 未退火條件下的電磁特性則表現(xiàn)為高磁損和低磁導(dǎo)性。然而，矯磁和永磁則高度相關(guān)。
[0045] 值得注意的是，當(dāng)磁損取決于材料厚度時(shí)，對(duì)于不同等級(jí)的鋼材，其矯磁性能則不 取決于材料厚度。
[0046] 就電和磁的特性而言，全處理CRML工藝鋼和典型的高剩磁商業(yè)鋼材的性能對(duì)比參 見圖表5。
[0047] 圖5顯示的是全處理CRML工藝鋼(0.5mm)和代表性的高剩磁商業(yè)鋼材（1mm)之間的 電與磁的特性對(duì)比。
[004引從圖表5中迅速得出的兩個(gè)結(jié)論是：
[0049] 1、傳統(tǒng)的全處理CRML鋼材的矯磁力要遜色于高剩磁的商業(yè)鋼材；
[0050] 2、退火后的全處理CRML鋼材的磁損性能和磁導(dǎo)性優(yōu)于退火后的高剩磁材料，此種 鋼材對(duì)于電效率要求高的情況不適用。
[0051] 圖表5的重要性在于其清楚地解釋了對(duì)于傳統(tǒng)的全處理CRML工藝鋼的獨(dú)特電磁性 能的綜合(退火過后具有低磁損和高磁導(dǎo)性，而未退火的情況下矯磁性能較好），而傳統(tǒng)的 高剩磁鋼材則不具備此綜合性能。
[0052] 到目前為止，前面所述還未發(fā)現(xiàn)如何提高全處理CRML型鋼材的矯磁性能來解決其 高剩磁性能，而不是僅僅依賴于對(duì)高剩磁型鋼材的使用。運(yùn)些等級(jí)鋼材的劣勢(shì)為成本高和 較差的電磁性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0053] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)了一種具有獨(dú)立的勵(lì)磁組件，且所述的勵(lì)磁組 件的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁定子由一套材質(zhì)相同的電工鋼沖片疊加而成，進(jìn)一步的，對(duì)電工鋼沖 片的組份進(jìn)行了改進(jìn)，提高了娃在冷社電工鋼中的含量(CRES)，在全硬的條件下，和提高矯 頑力類似，通過使用合金添加劑和處理的替代技術(shù)來得到較高的電磁性能。
[0054] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0055] -種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件，所述的勵(lì)磁組件由一個(gè)勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和一個(gè)勵(lì)磁定子組成， 其特征在于:所述的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁定子分別由一套材質(zhì)相同的電工鋼沖片疊加而成。
[0056] 進(jìn)一步的，所述的電工鋼沖片至少包括W下重量比例的元素：
[0化7] 碳低于0.04%
[005引儘 0.15% 至 1.0%
[0059] 憐0.005% 至 0.12%
[0060] 娃大于 0.60 %
[0061] 侶 0.05%-1.0%;
[0062] 其余為鐵元素和雜質(zhì)。
[0063] 進(jìn)一步的，所述的碳的重量比例在0.0008%至0.002%之間。
[0064] 進(jìn)一步的，所述的娃的重量比例大于0.08%。
[00化]進(jìn)一步的，所述的娃的重量比例在0.08至1.60%之間。
[0066] -種制備權(quán)利要求1-5所述的發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件的工藝，其特征在于:包括W下步 驟：
[0067] 步驟1、將沒有事先退火的全硬冷社鋼卷分切成至少一卷?xiàng)l料；
[0068] 步驟2、沖裁至少一卷?xiàng)l料，生產(chǎn)出充足的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子沖片和定子沖片；
[0069] 步驟3、將勵(lì)磁定子沖片和轉(zhuǎn)子沖片分開，完成所需要的一套勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和定子沖 片；
[0070] 步驟4、只所述的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子沖片進(jìn)行退火，并組裝成勵(lì)磁轉(zhuǎn)子;定子沖片組裝完成 所述的勵(lì)磁定子。
[0071 ]進(jìn)一步的，所述的全硬冷社鋼卷在冷社之前經(jīng)過熱社退火處理。
[0072] 進(jìn)一步的，所述的全硬冷社鋼卷在分切之間經(jīng)過回火處理。
[0073] 綜上所述，本發(fā)明具有W下有益效果：
[0074] 本發(fā)明所述的勵(lì)磁組件由一個(gè)勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和一個(gè)勵(lì)磁定子組成。高的矯頑力是因?yàn)?提高了娃在冷社電工鋼中的含量(CRES)，在全硬的條件下，和提高矯頑力類似，通過使用合 金添加劑和處理的替代技術(shù)來得到較高的電磁性能。然而，提高娃含量的冷社電工鋼最主 要優(yōu)點(diǎn)是在全硬的條件下可W獲得獨(dú)特的性能，高矯頑力和低鐵損和高磁導(dǎo)率，通過使用 改進(jìn)的CRES材料不退火條件勵(lì)磁機(jī)定子組件和退火條件下勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子組件的發(fā)電機(jī)，運(yùn)種 獨(dú)特的特性導(dǎo)致提高了效率同時(shí)降低了成本，為小型的勵(lì)磁電機(jī)和備用發(fā)電機(jī)節(jié)約原材 料。
【附圖說明】
[0075] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0076] 圖1現(xiàn)有發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)的透視圖；
[0077] 圖2現(xiàn)有發(fā)電機(jī)和勵(lì)磁機(jī)的接線原理；
[0078] 圖3為現(xiàn)有工藝的磁滯曲線圖；
[0079] 圖4高硬度的CRML鋼材在退火和不退火條件下的典型值參數(shù)表；
[0080] 圖5高硬度的CRML鋼材和典型高性能的鋼材的電磁性能參數(shù)比較表；
[0081] 圖6典型方法的流程圖；
[0082] 圖7CRML鋼材和高性能鋼在退火前和退火后的參數(shù)比較表，根在高硬度典型條件 下與改進(jìn)冷社電工鋼比較；
[0083] 圖8高娃含量的半處理鋼材和全處理鋼材在高硬度條件下，根據(jù)典型參數(shù)表測(cè)量 退火前與退火后的綜合性能表。
【具體實(shí)施方式】
[0084] 為了更好的理解，現(xiàn)在會(huì)同時(shí)用典型事例、最佳闡述和特定的語言來描述。它依然 能不受范圍限制的被理解，運(yùn)樣的改變和更深層次的修改將在舉例說明中體現(xiàn)，進(jìn)一步的 應(yīng)用通常包括一個(gè)熟練的工藝方法。
[0085] 一個(gè)典型體現(xiàn)的方法是通過提高娃在冷社電工鋼中的含量(CRES)，同時(shí)用半處理 和全處理比較，可能能得到更高的電磁性能，按矯頑力W前的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量化e)常規(guī)的半處理 冷社電工鋼(CRML)等級(jí)的矯頑力。在設(shè)計(jì)某些小型的勵(lì)磁電機(jī)和備用發(fā)電機(jī)中此屬性是重 要的性能參數(shù)。
[0086] 首先，本發(fā)明公開了一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件，所述的勵(lì)磁組件由一個(gè)勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和 一個(gè)勵(lì)磁定子組成，其特征在于:所述的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁定子分別由一套材質(zhì)相同的電工 鋼沖片疊加而成。
[0087] 進(jìn)一步的，所述的電工鋼沖片至少包括W下重量比例的元素：
[008引碳低于0.04%
[0089] 儘 0.15% 至 1.0%
[0090] 憐0.005 % 至 0.12 %
[0091] 娃大于 0.60 %
[0092] 侶 0.05%-1.0%;
[0093] 其余為鐵元素和雜質(zhì)。
[0094] 娃含量是現(xiàn)有提高矯頑力的主要控制點(diǎn)。標(biāo)準(zhǔn)的冷社電工鋼(CRES)增加娃含量是 要通過退火，（在ASTM A726和ASTM 683文件中定義為半處理鋼)不退火條件(在ASTM A677 定義為全處理鋼）。全硬的條件下使用運(yùn)些材料，明確在發(fā)電機(jī)應(yīng)用中要?？诳刂瞥C頑力， 然而W前沒有怎么做。
[00M]如上所述，矯頑力的改善可同時(shí)在半處理和全處理電工鋼中使用或者全硬的條件 下實(shí)踐，鋼廠退火的做法。標(biāo)準(zhǔn)是娃含量增加，如上所述，應(yīng)大于0.60%。
[0096] 娃含量較高的半處理電工鋼CRML的磁性能和完全處理電工鋼的娃含量大約是相 同的，在不退火和退火的條件下。使用全處理電工鋼并在全硬的條件下，發(fā)電機(jī)應(yīng)用中?？?控制矯頑力化e)，運(yùn)些W前沒有用過。
[0097] 進(jìn)一步的，所述的碳的重量比例在0.0008%至0.002%之間。
[0098] 進(jìn)一步的，所述的娃的重量比例大于0.08%。
[0099] 進(jìn)一步的，所述的娃的重量比例在0.08至1.60%之間。
[0100] 綜合W上（1)、（2)和(3)點(diǎn)，不是一個(gè)獨(dú)有組件，鋼廠減少大于75%是首選，而常規(guī) 半處理電工鋼CRML和全處理電工鋼都是減少大于70%，但最大是75%。
[0101] 娃含量在0.60% W上的鋼材等級(jí)的事例和性能的比較及加工方法如圖表7所示。
[0102] 圖7顯示比較退火之前后的磁性能鋼材（CRM^FH(0.50毫米）和高磁導(dǎo)率鋼材 (1.0mm)與新的改進(jìn)的冷社電工鋼(0.50毫米)在全硬條件下典型值體現(xiàn)。
[0103] 如圖7所示，矯頑力的值顯著高于(610Aim)(Aim表示安培每米)改進(jìn)后的的冷社電 工鋼(CRES)相比W前的常規(guī)半處理鋼CRML矯頑力值(545Aim)高。圖7也清楚地表明較高的 矯頑力的鐵損(在不退火條件下）顯著低于常規(guī)CRML FH的磁忍損耗。
[0104] 傳統(tǒng)的CRMkFH材料，是CRES材料基礎(chǔ)上提升了的鐵損和磁導(dǎo)率，退火后，等于或 優(yōu)于全處理600級(jí)的鋼材(最大損耗6.00瓦/公斤)而常規(guī)CRML FH的鐵損和磁導(dǎo)率只能達(dá)到 那些全處理800級(jí)的材料(最大損耗8.0瓦特/千克）
[0105] 如前文所述矯頑力和厚度無關(guān)，而鐵損是取決于厚度的。使用娃含量較高的改進(jìn) 的半處理鋼材CRML，在退火和不退火條件下，不同的厚度的屬性的組合如圖8中所示。
[0106] 圖8的目的是為了說明退火后的材料CRES在改進(jìn)矯頑力值后可W獲得良好的磁性 能，且與厚度無關(guān)。退火后的鐵損值，基于使用全硬條件下處理過程，其鐵損略高于常規(guī)處 理的鋼材，與厚度有關(guān)。運(yùn)適用于半處理和全處理等級(jí)鋼材。
[0107] 進(jìn)一步的，本發(fā)明中的改進(jìn)的冷社電工鋼(CRES)涵蓋的元素，如下所述：
[010引碳0.002%至0.015% (稱為超低碳化LC))
[0109] 儘.15% 至 1.0%
[0110] 憐0.005% 至 0.12%
[0111] 娃大于 0.60 %
[0112] 侶 0.05% 至 1.0%
[0113] 可選方法在一些實(shí)踐中錫或錬增加到最大0.08 %
[0114] 鐵傳統(tǒng)中的雜質(zhì)正常煉鋼做法為娃鐵的平衡
[0115] 娃含量?jī)?yōu)先考慮范圍是從0.80%至1.60%。
[0116] 進(jìn)一步的，如圖6所示的一種制備權(quán)利要求1-5所述的發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件的工藝， 其特征在于:包括W下步驟：
[0117] 步驟1、將沒有事先退火的全硬冷社鋼卷分切成至少一卷?xiàng)l料；
[0118] 步驟2、沖裁至少一卷?xiàng)l料，生產(chǎn)出充足的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子沖片和定子沖片；
[0119] 步驟3、將勵(lì)磁定子沖片和轉(zhuǎn)子沖片分開，完成所需要的一套勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和定子沖 片；
[0120] 步驟4、只所述的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子沖片進(jìn)行退火，并組裝成勵(lì)磁轉(zhuǎn)子;定子沖片組裝完成 所述的勵(lì)磁定子。
[0121] 進(jìn)一步的，所述的全硬冷社鋼卷在冷社之前經(jīng)過熱社退火處理。
[0122] 進(jìn)一步的，所述的全硬冷社鋼卷在分切之間經(jīng)過回火處理。
[0123] 傳統(tǒng)工藝用硬鋼來做轉(zhuǎn)子，特別是作為單獨(dú)的勵(lì)磁機(jī)模塊中的轉(zhuǎn)子組件，是使用 適當(dāng)?shù)娜幚黼姽や撧D(zhuǎn)子，同時(shí)使用硬鋼做定子(在勵(lì)磁機(jī)）。未來的做法，要減少廢品，如 前所述，使用硬鋼做定轉(zhuǎn)子。半處理或全處理的電工鋼的最大優(yōu)點(diǎn)是獲得較高的娃含量，具 體如下
[0124] 在不退火條件下用運(yùn)種等級(jí)的鋼做的勵(lì)磁機(jī)定子矯頑力較高
[0125] 勵(lì)磁轉(zhuǎn)子的高磁導(dǎo)率和低鐵損，使用運(yùn)種等級(jí)的鋼材在退火后會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子低發(fā) 熱，勵(lì)磁繞組得到更高的電流.結(jié)合W上可W降低成本，包括減少轉(zhuǎn)子質(zhì)量和引進(jìn)更可靠的 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁機(jī)設(shè)計(jì).從實(shí)用的角度來看，在化學(xué)成分不變或不需要額外的處理成本條件下，常 規(guī)的半處理和全處理鋼卷可能需要調(diào)整生產(chǎn)工藝來得到更高矯頑力的鋼材。
[01%]本發(fā)明所述的勵(lì)磁組件由一個(gè)勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和一個(gè)勵(lì)磁定子組成。高的矯頑力是因?yàn)?提高了娃在冷社電工鋼中的含量(CRES)，在全硬的條件下，和提高矯頑力類似，通過使用合 金添加劑和處理的替代技術(shù)來得到較高的電磁性能。然而，提高娃含量的冷社電工鋼最主 要優(yōu)點(diǎn)是在全硬的條件下可W獲得獨(dú)特的性能，高矯頑力和低鐵損和高磁導(dǎo)率，通過使用 改進(jìn)的CRES材料不退火條件勵(lì)磁機(jī)定子組件和退火條件下勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子組件的發(fā)電機(jī)，運(yùn)種 獨(dú)特的特性導(dǎo)致提高了效率同時(shí)降低了成本，為小型的勵(lì)磁電機(jī)和備用發(fā)電機(jī)節(jié)約原材 料。
[0127]雖然之前已經(jīng)在典型事例、圖紙和前面的規(guī)范中闡述了相關(guān)參數(shù)，他們被看作純 粹典型值而且沒有限制。需要指出它僅體現(xiàn)了典型值和描述，不管是現(xiàn)在或?qū)硭械淖?更都應(yīng)該受到保護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件，所述的勵(lì)磁組件由一個(gè)勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和一個(gè)勵(lì)磁定子組成，其 特征在于:所述的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁定子分別由一套材質(zhì)相同的電工鋼沖片疊加而成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件，其特征在于:所述的電工鋼沖片至少 包括以下重量比例的元素： 碳低于0.04% 錳 0.15%至 1.0% 磷 0.005%至0.12% 娃大于0.60% 鋁 0·05%-1·0%; 其余為鐵元素和雜質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件，其特征在于:所述的碳的重量比例在 0.0008 % 至0.002 % 之間。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件，其特征在于:所述的硅的重量比例大 于 0.08%〇5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件，其特征在于:所述的硅的重量比例在 0.08 至 1.60 % 之間。6. -種制備權(quán)利要求1-5所述的發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件的工藝，其特征在于：包括以下步 驟： 步驟1、將沒有事先退火的全硬冷乳鋼卷分切成至少一卷?xiàng)l料； 步驟2、沖裁至少一卷?xiàng)l料，生產(chǎn)出充足的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子沖片和定子沖片； 步驟3、將勵(lì)磁定子沖片和轉(zhuǎn)子沖片分開，完成所需要的一套勵(lì)磁轉(zhuǎn)子和定子沖片； 步驟4、只所述的勵(lì)磁轉(zhuǎn)子沖片進(jìn)行退火，并組裝成勵(lì)磁轉(zhuǎn)子;定子沖片組裝完成所述 的勵(lì)磁定子。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件的工藝，其特征在于:所述的全硬冷乳 鋼卷在冷乳之前經(jīng)過熱乳退火處理。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組件的工藝，其特征在于:所述的全硬冷乳 鋼卷在分切之前經(jīng)過回火處理。
【文檔編號(hào)】H02K1/22GK105871084SQ201610279862
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月3日
【發(fā)明人】格溫·約翰斯頓
【申請(qǐng)人】騰普(常州)精機(jī)有限公司