Full resolution (TIFF) - On this page / på denna sida - Häfte 11. Nov. 1932 - Emil Alm: Den legerade plåtens betydelse för de elektriska maskinkonstruktionernas utveckling
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
162
TEKNISK TIDSKRIFT
5 NOV. 1932
är nämligen som bekant, att vissa förluster alstras i
detsamma, då det undergår en cyklisk magnetisering.
Av dessa äro hysteresisförlusterna de egentliga med
ommagnetiseringen förbundna förlusterna och kunna
således sägas vara av rent magnetisk art. De äro
som bekant proportionella mot
ommagnetiserings-frekvensen och mot hysteresisslingans yta samt mot
järnvolymen (resp. järnvikten), oberoende av om
järnet är massivt eller laminerat.
Virvelströmsförlusterna åter äro ett sekundärt fenomen och härröra
av de elektriska strömmar som vid flödesändringen
induceras i järnet. På grund härav äro de i hög
grad beroende på järnkärnans utförande, om den är
massiv eller laminerad. Med massivt järn bli i regel
Virvelströmsförlusterna vid normala periodtal av
praktiskt otillåten storlek, varför man i sådana fall
alltid måste räkna med laminerat järn, dvs. i form
av plåt med en tjocklek av normalt 0,5 mm. I så
fall kunna som bekant Virvelströmsförlusterna sättas
proportionella mot frekvensens kvadrat samt mot
den elektriska ledningsförmågan i materialet, som
sålunda också kommer att spela en viktig roll vid
bedömandet av järnets egenskaper ur
elektromagnetisk synpunkt.
Medan mättningsvärdet B0 framför allt bestämmer
järnets maximala magnetiska utnyttning och
sålunda i första hand är av rent konstruktiv betydelse,
ha järnförlusterna en inverkan som sträcker sig
väsentligt vidare. Dels ha även de på grund av
den av dem förorsakade uppvärmningen en
betydande inverkan på maskinernas dimensionering
och konstruktiva utformning, dels bli de av stor
ekonomisk betydelse för de elektriska maskinernas
drift på grund av förlustkostnaderna. Det är därför
helt naturligt, att forskningen till en början framför
allt inriktades på att söka nedbringa järnförlusterna.
Därvid har framför allt järnets legering med kisel
visat sig vara av ofantlig betydelse. Ursprungligen
väntade man sig med kiseltillsatsen huvudsakligen
en reduktion av den elektriska ledningsförmågan
med därmed följande reduktion av
Virvelströmsförlusterna. Det har också varit fallet, i det att man
med den vid s. k. höglegerad plåt vanliga kiselhalten
av ca 4 % kunnat reducera Virvelströmsförlusterna
med ej mindre än bortåt ca 85 %. Det visade sig
emellertid samtidigt, att kiseltillsatsen hade ett
välgörande inflytande även på hysteresisförlusterna,
som härigenom kunnat reduceras till under hälften
av vad som dessförinnan ansågs möjligt. Då
utvecklingen på detta område har behandlats i ett
annat föredrag,1 saknar jag anledning att närmare
ingå härpå. Det närvarande läget synes vara, att
man på denna väg vid 0,3,5 mm plåt med 4 %
kiselhalt kommit ned till en total järnförlust av ca
l watt/kg vid B = 10 000 och vid v - 50 p/s.
Härav utgöres huvuddelen (85-90 %) av
hysteresisförlusten Vid tekniskt framställd olegerad plåt av
samma tjocklek äro järnförlusterna ca 3 gånger
större.
Därmed synas dock ej de fysikaliska möjligheterna
till ytterligare reduktion av järnförlusterna vara
uttömda. Den som för närvarande otvivelaktigt gjort
den största insatsen för att klargöra sambandet
mellan järnets sammansättning och dess
magnetiska egenskaper är T. D. YENSEN. Yensen
påbörjade år 1912 undersökningar häröver vid
Univer-sity of Illinois, vilka sedan 1916 fortsatts vid
Westinghousebolagets forskningslaboratorier. Redan
år 1915 hade Yensen på i vakuum framställt järn
kommit ned till en hysteresisförlust
WÄIO ?fi 0,i8 w/kg vid B = 10 000 och v = 50 p/s.
De fortsatta undersökningarna ha visat,1 att det är
det i fast lösning förekommande kolet (eventuellt
järnkarbid Fe3C i kolloidalt tillstånd), som är
huvudanledning till hysteresisförlusterna. Kol som
järnkarbid i form av fri cementit (mellan 0,008-
0,08 %) resp. som lamellär järnkarbid + ferrit (=
per-lit) eller som grafit har väsentligt mindre inverkan.
Proportionen mellan inverkan av kol i fast lösning,
som fri cementit, som perlit och som grafit på
hysteresisförlusterna kan sättas = 98 : l : 7,4 : cv> 0.
Kolet kan emellertid förekomma i fast lösning endast
vid kolhalter under ca 0,006-0,008 %. Då kolhalten
vid teknisk framställning även för de mjukaste
kvaliteterna överstiger detta värde, är det lätt att
förstå, varför dess inverkan i löst form har varit så
svår att upptäcka. Under denna gräns synas
hysteresisförlusterna avtaga rätlinigt med kolhalten,
dvs. man synes kunna draga den slutsatsen, att vid
absolut rent järn äro hysteresisförlusterna = 0. Men
ej nog därmed; Yensens undersökningar visa även,
att storleken såväl av koercitivkraften som av
mi-nimireluktiviteten (= maximipermeabilitetens inversa
värde
= 1 ) följa
f^max’
nära samma lagar som hystere-
sisförlusterna i fråga om kolets inverkan. Detta
framgår av följande sammanställning av Yensens
observationer:
Verkan av
Kol i fast Kol som lösning j Fe3C
Kol som perlit
på hysteresisförl. i prop.j 98 j l 7,4 |
" koercitivkraften i " j 100 j l i 6,76
n -;- i " l 94,5 l ! 6,78 j
f-^max j | j
Härav kan man alltså också draga den slutsatsen,
att vid absolut rent järn maximipermeabiliteten
jumax närmar sig oändligt stort värde och
koercitivkraften värdet 0.
Självfallet är det förbundet med stora tekniska
svårigheter att åstadkomma järn av sådan renhet,
att de här dragna slutsatserna kunna få tillämpning.
Hittills har detta endast skett laboratoriemässigt,
t e. genom att i vakuum smälta elektrolytiskt
framställt järn eller genom att glödga tekniskt framställt
mjukt järn i vätgasatmosfär. Som exempel på vad
som på detta sätt kan åstadkommas må omnämnas,
att CIOFFI vid Bell Telephone Laboratories i New
York med järn framställt enligt den senare
processen kommit upp till ^max 0*2 190 000 (vid H &*
g*5 0,05 alltså B s^i 9 500) samt en hysteresisförlust
w\0 ö2 0,12 watt/kg.
Kiseltillsatsen synes ha följande inverkan. På
hysteresisförlusterna vid låga kolhalter (under ca
0,006-0,008 %) har den ingen inverkan; dess när-
i B. ANDERSSON: Den legerade plåtens allmänna
egenskaper; publiceras i tidskriftens januarinummer 1933.
i YENSEN: The magnetic properties of the ternary alloys
pe-Si-C, Transactions A. I. E. B. 1924, sid. 145.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
