विद्युत उपकरणांच्या निर्मितीमध्ये वापरले जाणारे चुंबकीय साहित्य

उपकरणे आणि उपकरणांमध्ये चुंबकीय कोर तयार करण्यासाठी खालील फेरोमॅग्नेटिक सामग्री वापरली जाते: तांत्रिकदृष्ट्या शुद्ध लोह, उच्च-गुणवत्तेचे कार्बन स्टील, राखाडी कास्ट लोह, इलेक्ट्रोटेक्निकल सिलिकॉन स्टील, लोह-निकेल मिश्र धातु, लोह-कोबाल्ट मिश्र धातु इ.

चला त्यांच्या काही गुणधर्म आणि अनुप्रयोगाच्या शक्यता थोडक्यात पाहू.

तांत्रिकदृष्ट्या शुद्ध लोह

रिले, इलेक्ट्रिकल मीटर, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक कनेक्टर, चुंबकीय ढाल इत्यादींच्या चुंबकीय सर्किट्ससाठी, व्यावसायिकदृष्ट्या शुद्ध लोह मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. या सामग्रीमध्ये कार्बनचे प्रमाण खूप कमी आहे (0.1% पेक्षा कमी) आणि कमीतकमी मॅंगनीज, सिलिकॉन आणि इतर अशुद्धता.

या सामग्रीमध्ये सामान्यतः समाविष्ट आहे: आर्मको लोह, शुद्ध स्वीडिश लोह, इलेक्ट्रोलाइटिक आणि कार्बोनिल लोह इ. शुद्ध लोहाची गुणवत्ता अशुद्धतेच्या किरकोळ प्रमाणात अवलंबून असते.

लोहाच्या चुंबकीय गुणधर्मांवर सर्वात हानिकारक प्रभाव म्हणजे कार्बन आणि ऑक्सिजन.रासायनिक शुद्ध लोह मिळवणे ही मोठ्या तांत्रिक अडचणींशी संबंधित आहे आणि ही एक जटिल आणि महाग प्रक्रिया आहे. हायड्रोजनमध्ये दुहेरी उच्च-तापमान अॅनिलिंगसह प्रयोगशाळेच्या परिस्थितीत विशेषतः विकसित केलेल्या तंत्रज्ञानामुळे अत्यंत उच्च चुंबकीय गुणधर्मांसह शुद्ध लोहाचे एकल क्रिस्टल मिळवणे शक्य झाले.

खुल्या पद्धतीने मिळवलेले सर्वात मोठे स्प्रेड स्टील आर्म सापडले. या सामग्रीमध्ये बरीच उच्च सामग्री आहे चुंबकीय पारगम्यता, लक्षणीय संपृक्तता इंडक्शन, तुलनेने कमी किंमत आणि त्याच वेळी चांगले यांत्रिक आणि तांत्रिक गुणधर्म आहेत.

आर्मको स्टीलचा एडी करंट्सचा कमी विद्युत प्रतिकार, ज्यामुळे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिले आणि कनेक्टर्सचा प्रतिसाद आणि प्रकाशन वेळ वाढतो, हा एक मोठा गैरसोय मानला जातो. त्याच वेळी, जेव्हा ही सामग्री इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक टाइम रिलेसाठी वापरली जाते, तेव्हा ही मालमत्ता, त्याउलट, एक सकारात्मक घटक आहे, कारण ते अत्यंत सोप्या मार्गाने रिलेच्या ऑपरेशनमध्ये तुलनेने मोठा विलंब प्राप्त करणे शक्य करते.

उद्योग तीन प्रकारच्या व्यावसायिकदृष्ट्या शुद्ध आर्मको-प्रकार स्टील शीट तयार करतो: E, EA आणि EAA. ते कमाल चुंबकीय पारगम्यता आणि जबरदस्ती शक्तीच्या मूल्यांमध्ये भिन्न आहेत.

कार्बन स्टील्स

कार्बन स्टील्स आयताकृती, गोल आणि इतर विभागांच्या स्वरूपात तयार केले जातात, ज्यामधून विविध प्रोफाइलचे भाग देखील टाकले जातात.

राखाडी कास्ट लोह

नियमानुसार, राखाडी कास्ट लोह त्याच्या खराब चुंबकीय गुणधर्मांमुळे चुंबकीय प्रणालींसाठी वापरला जात नाही. शक्तिशाली इलेक्ट्रोमॅग्नेट्ससाठी त्याचा वापर आर्थिक कारणास्तव न्याय्य ठरू शकतो. हे फाउंडेशन, बोर्ड, पोस्ट आणि इतर भागांवर देखील लागू होते.

कास्ट आयरन चांगले कास्ट आहे आणि त्याच्यासोबत काम करणे सोपे आहे.निंदनीय कास्ट आयर्न, विशेषत: एनील केलेले, तसेच काही ग्रेडचे राखाडी मिश्र धातु कास्ट आयर्नमध्ये समाधानकारक चुंबकीय गुणधर्म असतात.

इलेक्ट्रोटेक्निकल सिलिकॉन स्टील्स

पातळ शीट इलेक्ट्रिकल स्टीलचा वापर इलेक्ट्रिकल आणि हार्डवेअर अभियांत्रिकीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो आणि सर्व प्रकारच्या इलेक्ट्रिकल मापन यंत्रे, यंत्रणा, रिले, चोक, फेरोसोनंट स्टॅबिलायझर्स आणि सामान्य आणि वाढीव वारंवारता पर्यायी प्रवाहावर चालणारी इतर उपकरणांसाठी वापरली जाते. स्टीलसाठी तांत्रिक आवश्यकतांवर अवलंबून नुकसान, चुंबकीय वैशिष्ट्ये आणि पर्यायी प्रवाहाची लागू वारंवारता, 0.1 ते 1 मिमी जाडीसह 28 प्रकारचे पातळ पत्रके तयार केली जातात.

एडी करंट्सचा विद्युत प्रतिरोध वाढवण्यासाठी, स्टीलच्या रचनेत सिलिकॉनची वेगळी मात्रा जोडली जाते आणि त्याच्या सामग्रीवर अवलंबून, कमी-मिश्रधातू, मध्यम-मिश्रधातू, उच्च-मिश्रधातू आणि उच्च-मिश्रधातू स्टील्स मिळतात.

सिलिकॉनच्या परिचयाने, स्टीलमधील नुकसान कमी होते, कमकुवत आणि मध्यम क्षेत्रांमध्ये चुंबकीय पारगम्यता वाढते आणि जबरदस्ती शक्ती कमी होते. या प्रकरणात अशुद्धता (विशेषत: कार्बन) वर कमकुवत प्रभाव पडतो, स्टीलचे वृद्धत्व कमी होते (पोलादातील नुकसान कालांतराने थोडे बदलते).

सिलिकॉन स्टीलचा वापर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक मेकॅनिझमच्या ऑपरेशनची स्थिरता सुधारतो, अॅक्ट्युएशन आणि रिलीझसाठी प्रतिसाद वेळ वाढवतो आणि आर्मेचर स्टिकिंगची शक्यता कमी करतो. त्याच वेळी, सिलिकॉनच्या परिचयाने, स्टीलचे यांत्रिक गुणधर्म खराब होतात.

लक्षणीय सिलिकॉन सामग्रीसह (4.5% पेक्षा जास्त), स्टील ठिसूळ, कठोर आणि मशीनसाठी कठीण बनते. लहान स्टँपिंगमुळे लक्षणीय नकार आणि जलद डाई पोशाख होतो.सिलिकॉन सामग्री वाढल्याने संपृक्तता इंडक्शन देखील कमी होते. सिलिकॉन स्टील्स दोन प्रकारात तयार होतात: हॉट-रोल्ड आणि कोल्ड-रोल्ड.

कोल्ड रोल्ड स्टील्समध्ये क्रिस्टलोग्राफिक दिशानिर्देशांवर अवलंबून भिन्न चुंबकीय गुणधर्म असतात. ते टेक्सचर आणि लो-टेक्श्चरमध्ये विभागलेले आहेत. टेक्सचर स्टील्समध्ये किंचित चांगले चुंबकीय गुणधर्म असतात. हॉट-रोल्ड स्टीलच्या तुलनेत, कोल्ड-रोल्ड स्टीलची चुंबकीय पारगम्यता जास्त असते आणि कमी तोटा असतो, परंतु चुंबकीय प्रवाह स्टीलच्या रोलिंग दिशाशी एकरूप असतो. अन्यथा, स्टीलचे चुंबकीय गुणधर्म लक्षणीयरीत्या कमी होतात.

ट्रॅक्शन इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आणि इतर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उपकरणांसाठी कोल्ड-रोल्ड स्टीलचा वापर तुलनेने उच्च इंडक्टन्सवर काम केल्याने n मध्ये लक्षणीय बचत होते. pp. आणि स्टीलमधील तोटा, ज्यामुळे चुंबकीय सर्किटचे एकूण परिमाण आणि वजन कमी करणे शक्य होते.

GOST नुसार, स्टीलच्या वैयक्तिक ब्रँडची अक्षरे आणि संख्यांचा अर्थ असा होतो: 3 — इलेक्ट्रिकल स्टील, अक्षरानंतरचा पहिला क्रमांक 1, 2, 3 आणि 4 सिलिकॉनसह स्टीलच्या मिश्र धातुची डिग्री दर्शवितो, म्हणजे: (1 — कमी मिश्रधातू , 2 — मध्यम मिश्रधातू, 3 — अत्यंत मिश्र धातु आणि 4 — जोरदार मिश्रधातू.

अक्षरानंतरचा दुसरा क्रमांक 1, 2 आणि 3 प्रति 1 किलो वजनाच्या स्टीलमधील नुकसानाचे मूल्य 50 हर्ट्झच्या वारंवारतेने दर्शवितो आणि मजबूत फील्डमध्ये चुंबकीय इंडक्शन बी, आणि क्रमांक 1 सामान्य विशिष्ट नुकसान दर्शवितो, क्रमांक 2 — कमी आणि 3 - कमी.E अक्षरानंतरचा दुसरा क्रमांक 4, 5, 6, 7 आणि 8 सूचित करतो: 4 — 400 Hz च्या वारंवारतेवर विशिष्ट नुकसान असलेले स्टील आणि मध्यम क्षेत्रात चुंबकीय प्रेरण, 5 आणि 6 — 0.002 पासून कमकुवत क्षेत्रात चुंबकीय पारगम्यता असलेले स्टील ते 0.008 a / cm (5 — सामान्य चुंबकीय पारगम्यतेसह, 6 — वाढीसह), 7 आणि 8 — मध्यम चुंबकीय पारगम्यतेसह स्टील (0.03 ते 10 a / cm पर्यंतचे फील्ड (7 — सामान्य चुंबकीय पारगम्यतेसह, 8 — सह वाढले).

E अक्षरानंतरचा तिसरा अंक 0 दर्शवतो की स्टील कोल्ड रोल्ड आहे, तिसरा आणि चौथा अंक 00 दर्शवितो की स्टील कमी पोत असलेले कोल्ड रोल केलेले आहे.

उदाहरणार्थ, E3100 स्टील हे उच्च-मिश्रधातूचे कोल्ड-रोल्ड लो-टेक्श्चर स्टील आहे ज्यात 50 Hz च्या वारंवारतेवर सामान्य विशिष्ट नुकसान होते.

या सर्व आकड्यांनंतर ठेवलेले A अक्षर स्टीलमधील विशेषतः कमी विशिष्ट नुकसान दर्शवते.

वर्तमान ट्रान्सफॉर्मर आणि काही प्रकारच्या संप्रेषण उपकरणांसाठी ज्यांचे चुंबकीय सर्किट अत्यंत कमी इंडक्टन्सवर कार्य करतात.

लोह-निकेल मिश्र धातु

हे मिश्रधातू, ज्यांना परमॅलॉइड देखील म्हणतात, मुख्यतः संप्रेषण उपकरणे आणि ऑटोमेशनच्या निर्मितीसाठी वापरले जातात. परमॅलॉयचे वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म आहेत: उच्च चुंबकीय पारगम्यता, कमी जबरदस्ती शक्ती, स्टीलमध्ये कमी नुकसान आणि अनेक ब्रँडसाठी - उपस्थिती, याव्यतिरिक्त, आयताकृती आकार हिस्टेरेसिस लूप.

लोह आणि निकेलचे गुणोत्तर, तसेच इतर घटकांच्या सामग्रीवर अवलंबून, लोह-निकेल मिश्र धातु अनेक ग्रेडमध्ये तयार होतात आणि त्यांची वैशिष्ट्ये भिन्न असतात.

कोल्ड-रोल्ड, उष्णता-उपचार न केलेल्या पट्ट्या आणि 0.02-2.5 मिमी जाडी असलेल्या विविध रुंदी आणि लांबीच्या पट्ट्यांच्या स्वरूपात लोह-निकेल मिश्रधातू तयार केले जातात.हॉट-रोल्ड स्ट्रिप, रॉड आणि वायर देखील तयार केले जातात, परंतु ते प्रमाणित नाहीत.

सर्व पर्मलोइड ग्रेडपैकी, निकेल सामग्री 45-50% असलेल्या मिश्रधातूंमध्ये सर्वाधिक संपृक्तता इंडक्शन आणि तुलनेने उच्च विद्युत प्रतिरोधकता असते. म्हणून, हे मिश्रधातू लहान हवेच्या अंतरांसह इलेक्ट्रोमॅग्नेट किंवा कमी नुकसानासह रिलेची आवश्यक खेचणारी शक्ती प्राप्त करणे शक्य करतात. pp. स्टीलवर आणि त्याच वेळी पुरेशी कार्यक्षमता प्रदान करते.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक मेकॅनिझमसाठी, चुंबकीय पदार्थाच्या जबरदस्तीमुळे प्राप्त होणारे अवशिष्ट कर्षण बल खूप महत्वाचे आहे. परमलॉइड वापरल्याने ही ताकद कमी होते.

79НМ, 80НХС आणि 79НМА ग्रेडचे मिश्रधातू, ज्यामध्ये अत्यंत कमी जबरदस्ती बल, अतिशय उच्च चुंबकीय पारगम्यता आणि विद्युत प्रतिरोधकता, अत्यंत संवेदनशील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक, ध्रुवीकृत आणि इतर रिलेच्या चुंबकीय सर्किट्ससाठी वापरली जाऊ शकते.

लहान हवेच्या अंतरासह लहान पॉवर चोकसाठी परमलॉइड मिश्र धातु 80HX आणि 79HMA चा वापर केल्याने लहान आकारमान आणि वजन चुंबकीय सर्किटसह खूप मोठे इंडक्टन्स मिळवणे शक्य होते.

अधिक शक्तिशाली इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, रिले आणि इतर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक उपकरणांसाठी जे तुलनेने उच्च N. c वर कार्य करतात, कार्बन आणि सिलिकॉन स्टील्सच्या तुलनेत परमलॉइडचे कोणतेही विशेष फायदे नाहीत, कारण संपृक्तता इंडक्शन खूपच कमी आहे आणि सामग्रीची किंमत जास्त आहे.

लोह-कोबाल्ट मिश्र धातु

50% कोबाल्ट, 48.2% लोह आणि 1.8% व्हॅनेडियम (परमेंडुर म्हणून ओळखले जाते) असलेल्या मिश्रधातूला औद्योगिक अनुप्रयोग प्राप्त झाला आहे. तुलनेने लहान एन सह. c. हे सर्व ज्ञात चुंबकीय पदार्थांचे सर्वोच्च प्रेरण देते.

कमकुवत शेतात (1 A/cm पर्यंत) परमेंडुरचे इंडक्शन हॉट-रोल्ड इलेक्ट्रिकल स्टील्स E41, E48 आणि विशेषतः कोल्ड-रोल्ड इलेक्ट्रिकल स्टील्स, इलेक्ट्रोलाइटिक लोह आणि पर्मलोइडच्या इंडक्शनपेक्षा कमी असते. परमेंडुरचे हिस्टेरेसिस आणि एडी प्रवाह तुलनेने मोठे आहेत आणि विद्युत प्रतिरोध तुलनेने लहान आहे. म्हणून, हे मिश्र धातु उच्च चुंबकीय प्रेरण (इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स, डायनॅमिक लाउडस्पीकर, टेलिफोन झिल्ली इ.) वर कार्यरत विद्युत उपकरणांच्या उत्पादनासाठी स्वारस्यपूर्ण आहे.

उदाहरणार्थ, कर्षण इलेक्ट्रोमॅग्नेट्स आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रिलेसाठी, लहान हवेच्या अंतरांसह त्याचा वापर केल्याने एक विशिष्ट परिणाम होतो. दिलेली खेचणारी शक्ती एका लहान चुंबकीय सर्किटने मिळवता येते.

ही सामग्री कोल्ड-रोल्ड शीटच्या स्वरूपात 0.2 - 2 मिमी जाडी आणि 8 - 30 मिमी व्यासासह रॉड्सच्या स्वरूपात तयार केली जाते. तांत्रिक प्रक्रियेची जटिलता आणि कोबाल्टची महत्त्वपूर्ण किंमत यामुळे लोह-कोबाल्ट मिश्र धातुंचा एक महत्त्वपूर्ण तोटा म्हणजे त्यांची उच्च किंमत. सूचीबद्ध सामग्री व्यतिरिक्त, इतर सामग्री इलेक्ट्रिकल उपकरणांमध्ये वापरली जातात, उदाहरणार्थ लोह-निकेल-कोबाल्ट मिश्र धातु, ज्यामध्ये सतत चुंबकीय पारगम्यता असते आणि कमकुवत क्षेत्रांमध्ये खूप कमी हिस्टेरेसिस नुकसान होते.