包括硅鋼板的電磁機和系統技術方案

一種由硅鋼合金化合物形成的硅鋼板，包括，按照重量份數，鐵、在每100份重量的硅鋼合金化合物中以從約0.002至約0.06份的量存在的碳、以從約1.5至約4.0份的量存在的硅、以從約0.1至1.0份的量存在的鋁、以小于或等于約0.03份的量存在的鈦、以小于或等于約0.005份的量存在的釩，和以從0.001至約5.0份的量存在的鈷。在硅鋼合金化合物中不存在鈮和鋯。還公開了包括硅鋼板和布置于其上的涂層的硅鋼板系統以及具有包括多個彼此鄰接堆疊在一起的板的磁芯的電磁機。

【技術實現步驟摘要】

本公開一般涉及電工鋼(electric steel),且更具體地,涉及包括娃鋼板以及由硅鋼合金化合物形成的硅鋼板的電磁機。
技術介紹
諸如電馬達、發電機和牽引電機的電磁機能夠用于將能量從一種形式轉換為另一種形式。例如，電馬達可通過電磁場和載流導體的相互作用而將電能轉換成機械能。相反地，發電機或發電器可將機械能轉換成電能。此外，諸如混合動力車輛用的牽引電機的其他電磁機可作為電馬達和/或發電機兩者運行。電磁機通常包括可關于中心縱向軸線旋轉的元件。可旋轉元件(即轉子)可和靜態元件(即定子)共軸，且能量可經由轉子和定子之間的相對旋轉而轉換。轉子和/或定子的部分可由無取向硅鋼形成。這樣的電磁機的效率通常取決于將鐵耗和銅耗最小化。·
技術實現思路
硅鋼板由硅鋼合金化合物形成，其包括鐵、以每100份重量的硅鋼合金化合物中約O. 002至O. 006份重量的量存在的碳、以每100份重量的硅鋼合金化合物中約I. 5份至約4. O份重量的量存在的硅、以每100份重量的硅鋼合金化合物中約O. I份至約I份重量的量存在的鋁、以每100份重量的硅鋼合金化合物中小于或等于約O. 03份重量的量存在的鈦、以每100份重量的硅鋼合金化合物中小于或等于約O. 005份重量的量存在的釩、以及以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約O. 001份至約5. O份重量的量存在的鈷。此外，在硅鋼合金化合物中既不存在鈮也不存在鋯。硅鋼板系統包括硅鋼板和布置在硅鋼板上的涂層。電磁機包括多個互相鄰接堆疊的硅鋼板的磁芯，其中多個硅鋼板中的每一個都由娃鋼合金化合物形成。當結合附圖時，本公開的上述特征和優勢以及其他特征和優勢從下文中用于實施本公開的最佳模式的詳盡描述中是輕易地明顯的。附圖說明圖I是包括由硅鋼合金化合物形成的硅鋼板的硅鋼板系統的示意性橫截面圖；和圖2是包括圖I中的硅鋼板的電磁機的示意性分解透視圖。具體實施例方式參見附圖，其中相同的附圖標記指向相同的元件，圖I中以10大致示出硅鋼板。娃鋼板10可用于需要優異磁性質(例如最小磁滯和磁芯損耗)和對于娃鋼板10的給定的厚度12具有增加的磁導性和磁感的機動車應用。這樣的話，硅鋼板10可用于形成電磁機(圖2)，例如但不限于用于由電力驅動機動車的發電機和馬達，例如牽引馬達。盡管未示出，這樣的由電力驅動的機動車包括但不限于混合動力電動車、增程式電動車、電池電動車、和插入式電動車。此外，這樣的由電力驅動的機動車可包括以下構件，諸如但不限于，用于能量存儲的電池、諸如用于車輛推進的電馬達和/或用于產生電力的發電機的一個或多個電磁機14 (圖2)、機械變速器(未示出)和動力控制系統(未示出)。但是，硅鋼板10還可用于非機動車應用，包括但不限于，航空車輛、建筑車輛和休閑車輛的構件。現在參見圖2，電磁機14包括電磁構件16。磁構件16可例如為轉子116或定子216,且可關于電磁機14的一個或多個其他元件(未示出)旋轉或保持靜止。磁構件16包括多個彼此鄰接堆疊的硅鋼板10，其中多個硅鋼板10中的每一個都由硅鋼合金化合物形成，如下文中將更詳盡地描述的。通過大致解釋的方式，大致參照圖2描述轉子116 (即磁構件16的一種類型)。轉子116可包括沿轉子116的中心縱向軸線22布置在兩個端部環20之間的層疊堆18。更具體地，層疊堆18或芯大致由沿中心縱向軸線22彼此軸向鄰接的多個硅鋼板形成。該多個硅鋼板10還可指向例如鋼迭片、硅鋼板、鐵芯硅鋼板、迭片鋼板、和/或變壓器鋼板。因此，在此處使用時，術語“硅鋼板10”指向鋼的等級，其通常包括娃，針對希望的磁性質而定制， 這些磁性質諸如每個循環中的低能量損耗和/或高磁通率，以及適于承載磁通。例如，盡管在圖I中未按比例示出，單個硅鋼板10可模具切割成小于或等于約2mm的厚度12的環狀層或迭片。環狀層可繼而被彼此鄰近地堆疊，以形成層疊堆18 (圖2)。S卩，如圖2所示，層疊堆18可從堆疊在一起的硅鋼板10的冷軋條形成，以形成轉子116的環狀芯部。繼續參照圖2，定子216還可具有環狀形狀，且可配置為在電磁機14的運行期間環繞轉子116。盡管未示出，應理解定子216還可包括多個硅鋼板10。通過大致解釋的方式，電磁機14可通過轉子116和定子216之間繞中心縱向軸線22的相對旋轉工作。此外，盡管轉子116在圖2中示出為布置在定子216內，定子216可替換地布置在轉子116內。繼續參見圖1，硅鋼板10由硅鋼合金化合物形成。即，硅鋼板10由鋼合金形成。Fe, C特別地，硅鋼合金化合物包括鐵。即，硅鋼合金化合物是含鐵的，且因此，可表現出磁性。此外,硅鋼合金化合物以包括每100份重量的硅鋼合金化合物中從約O. 002份至約O. 06份重量的量存在的碳。硅鋼合金化合物包括前述量的碳，從而硅鋼板10 (圖I)可定制為表現出磁性。碳還可增加強度，例如硅鋼板10的拉伸強度和屈服強度，以及耐磨性。但是，碳還被鑒定為硅鋼合金化合物中的雜質。特別地，增加的碳可增加磁滯，這可繼而增加包括硅鋼板10的電磁機14 (圖2)的磁芯損耗。在此處使用時，術語“磁芯損耗”指的是通過由于硅鋼合金化合物的鐵在磁場被重復地磁化和去磁而產生的熱量而造成的總能量損失。磁芯損失可歸咎渦流和/或磁滯。渦流是可在布置在磁場中的硅鋼板10中產生的少量雜散電流。當電流流經硅鋼板10時，產生熱量，且對包括硅鋼板10的電磁機14的低效率產生貢獻。此外，在此處使用時，術語“磁滯”是也對電磁機14的低效率有所貢獻的硅鋼合金化合物的磁疇的膨脹和收縮作出貢獻的熱量損失的另一種形式。因此，為了最小化由渦流和/或磁滯產生的磁芯損耗，碳可以例如每100份重量的硅鋼合金化合物中從約O. 004份至約O. 008份重量的量存在于硅鋼合金化合物中。在一個具體的示例中，碳可以每100份重量的硅鋼合金化合物中約O. 006份重量的量存在于硅鋼合金化合物中。Si硅鋼合金化合物還包括以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約I. 5份至約4. O份重量的量存在的硅。例如，硅以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約2. O份至約3. 5份重量的量存在于硅鋼合金化合物中。硅可穩定硅鋼合金化合物中的鐵素體成分，其中該鐵素體成分具有體心立方晶體結構。此外，硅可作為石墨化劑和去氧劑，且可增加硅鋼板10(圖I)的抗腐蝕性、強度(例如拉伸強度和屈服強度)、電阻率、和磁通 率。在此處使用時，術語“磁通率”指的是實現給定的磁通密度所需要的磁化力的量。因此，磁通率是磁通密度和磁場的比值。隨著磁通率增加，實現給定的磁通密度需要更少的電能(例如電流)。反過來，降低的電能轉換成降低的熱量損耗和運行成本，以及電磁機14 (圖2)的增加的效率。因此，在一個具體的示例中，硅可以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約2. 5份至約3. 5份重量的量存在于硅鋼合金化合物中。Al硅鋼合金化合物還包括以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約O. I份至約I份重量的量存在的鋁。鋁可穩定硅鋼合金化合物中的鐵素體成分，可作為硅鋼合金化合物中的石墨化劑和去氧劑，且可增加硅鋼板10 (圖I)的抗腐蝕性和電阻率。因此，來自渦流的磁芯損耗可隨著硅鋼合金化合物中的鋁的量的增加而降低。但是，硅鋼合金化合物的合金成本可隨著硅鋼合金化合物中的鋁的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種由硅鋼合金化合物形成的硅鋼板，其包括：鐵；以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約0.002份至約0.06份重量的量存在的碳；以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約1.5份至約4.0份重量的量存在的硅；以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約0.1份至約1.0份重量的量存在的鋁；以每100份重量的硅鋼合金化合物中小于或等于約0.03份重量的量存在的鈦；以每100份重量的硅鋼合金化合物中小于或等于約0.005份重量的量存在的釩；以每100份重量的硅鋼合金化合物中從約0.001份至約5.0份重量的量存在的鈷；其中，在硅鋼合金化合物中既不存在鈮也不存在鋯。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：SG瓦卡德，
申請(專利權)人：通用汽車環球科技運作有限責任公司，
類型：發明
國別省市：