[发明专利]一种用于频率≥10000Hz高速电机的无取向硅钢及生产方法

说明书

一种用于频率≥10000Hz高速电机的无取向硅钢，其组分及wt%：C≤0.003%，Si：2.8~3.5%，Mn：0.05~1.0%，P≤0.0015%，N≤0.0008%，Al：0.75~1.5%，S≤0.0009%，Sb：0.001~0.1%，Sn：0.001~0.1%，且满足Sb+Sn在0.001~0.1%；步骤：冶炼并浇注成坯；铸坯加热、保温后热轧，卷取；常化、保温、酸洗并卷取；第一次冷轧；第一次连续退火第二次冷轧；第二次连续退火；第三次冷轧；成品连续退火；缓冷、涂敷绝缘层及卷曲。本发明在厚度0.02~0.15mm下，获得磁性能优异，即P0.1/10000不超过15.5W/kg，P0.1/400不超过9.5W/kg，B5000不低于1.6T，且生产成本可显著降低。

技术领域

本发明涉及一种无取向硅钢及生产方法，确切地是一种用于频率≥10000Hz高速电机的无取向硅钢及生产方法，其厚度在0.02～0.15mm。

背景技术

冷轧无取向硅钢极薄带是指厚度为0.20mm以下的硅钢，主要用作中高频电机和变压器、电抗器和磁屏蔽电机等。随着人们对生活便捷性的追求加深以及对地球环境重视程度越来越高，利用电能已成为保护环境，改变能源结构的主要解决手段，以实现电能与机械能等其他能量形式的转换，而其使用频率也越来越高，在这种潮流中电磁钢板所起的作用越来越大，从实用机器特性的角度来思考，电磁钢板材料特性、性能需进一步提高，以满足高频≥10000Hz下低铁损、高效率的要求。

其中，高速电机是无取向硅钢极薄带的主要使用形式。

高速电机具有体积小、功率密度大、可与高速负载直接相连、省去传统的机械增速装置、减小系统噪音和提高系统传动效率等特点，在高速磨床、空气循环制冷系统、储能飞轮、燃料电池、天然气输送高速离心压缩机以及作为飞机或舰载供电设备的分布式发电系统等领域具有广阔的应用前景，目前已成为国际电工领域的研究热点之一。

高速电机的主要特点是转子速度高、定子绕组电流和铁芯中磁通频率高、功率密度和损耗密度大。对于使用变频器调速的驱动电机，转速提高，即工作频率增高，电机效率可明显提高。

高速电机绕组电流和铁芯中磁通交变频率很高，会在电机绕组、定子铁芯以及转子中产生较大的高频附加损耗。定子开槽与绕组非正弦分布引起的空间谐波以及PWM供电产生的电流时间谐波均会在转子中产生较大的涡流损耗，由于转子体积小、散热条件差，会给转子散热带来极大困难，如果不采用特殊散热措施，会使电机温升过高，从而缩短绕组寿命，尤其是对于永磁电机，在转子温升过高的情况下，永磁体易发生不可逆退磁，因此有效降低转子涡流损耗，降低定转子温升，对高速电机长期稳定运行具有重要意义。

经检索：

日本专利公开号为JP2012036454A的文献公开了一种《一种无取向电工钢片及其制造方法》，其介绍了高磁低损的硅钢及其制造方法。其成份包括：1.5～3.5％的Si,0.1～2.5％的Als和0.08～2.5％的Mn，同时要满足Si+2Als-Mn≥2.0,更进一步要求0.06～0.20％的P,0.0020～0.006％的S,≤0.005％的C和≤0.005％的N,剩余的为Fe和不可避免的杂质。这种无取向硅钢片的平均晶粒尺寸范围为60～150μm，成品厚度≤0.3mm。被用于小型两轮电动车、废热发电系统、氢能源汽车驱动电机、电动汽车、燃料电池汽车等等电气设备的铁芯。可以大大的减小尺寸并提升输出功率。但其成份与厚度范围过于宽泛，没有明确的性能指标。