3. Materiały stosowane do budowy maszyn elektrycznych
3.1. Materiały na rdzenie magnetyczne
Wymagania w stosunku do materiałów magnetycznych miękkich:
- duża indukcja nasycenia,
- łatwa magnasowalność (niskie wartości natężenia pola dla dużej indukcji),
- wąska pętla histerezy,
- duża rezystywność.
Na parametry magnetyczne materiału ma wpływ:
- skład stopu i jego czystość,
- technologia produkcji (np.: walcowanie),
- obróbka cieplna (np.: wyżarzanie 1100-1300 st. C przez ok. 1h).
Walcowanie na zimno sprzyja układaniu się mikrokryształów w jednym kierunku
(anizotropowość magnetyczna).
Materiały magnetyczne miękkie
krystaliczne amorficzne spieki ferrytowe
stopy
10- 100 µm nanokrystaliczne
(Fe, Si, B, Nb)
10-20 nm Taśmy Metglas
(Fe80M20)
Stale
Druty
krzemowe
amorficzne
Stopy Fe - Ni
Stopy żelaza z krzemem (0,4-4,2 % Si)
Nazwa Zawartość Bmax Stratność
µmax
Si [%] [T] W/kg
stal 1 2,1 14000 3
krzemowa 3 2,0 9000 2,3
4,5 1,96 7000 1,7
Blachy elektrotechniczne krzemowe:
" blachy o ziarnie zorientowanym (anizotropowe), tzw.:  transformatorowe
stal niskowęglowa, 3 % Si.
Grubość 0,27 mm, 0,30 mm, 0,35 mm.
" blachy izotropowe, tzw.:  prÄ…dnicowe
wysokostopowe (3 % Si i do 1 % Al.) - niska stratność,
niskostopowe (1-2% Si)- wyższa stratność.
Grubość: 0,35 mm, 0,50 mm i 0,65 mm.
Stopy żelaza z niklem (30-80% Ni)
Nazwa Zawartość Bmax anizotropia
µmax
Nie tylko żelazo!
Ni [%] [T]
Atomowy moment magnetyczny
Hyperm 36 1,3 14000 Nie
pierwiastków ferromagnetycznych:
Hyperm 50 1,5 28000 Nie
Żelazo 2,2
Permaloj 70 0,8 120000 Tak
Kobalt 1,7
Nikiel 0,6
Supermaloj 80 Ni, 0,82 1000000 Tak
4-6 Mo,
Ale jednak żelazo...
reszta Fe
Zastosowania:
Rodzaj materiału Bmax [T] Zastosowanie
Á [µ&!m] µ dla 50Hz
Stal krzemowa 0,5 2,1 3000 - 5000 Maszyny 50  60 Hz
Stopy Fe-Ni 0,4 1,5 4000 - 5500 Maszyny specjalne do 400 Hz
Nanokrystaliczne 11,5 1,2 80000 Maszyny specjalne do 20kHz
Metglas 13,7 1,56 160000
Accucore 6,5 1,75 7000
Powłoki elektroizolacyjne blach elektrotechnicznych:
Powłoka C3 (AISI)
organiczna odporna na działanie oleju i freonu
polepsza wykrawalność blachy
odporność temperaturowa 180°C
grubość 1,5 µm/stronÄ™.
Powłoka typu C4 (AISI)
nieorganiczna (fosforan glinu i magnezu)
odporna na olej i freon
odporność temperaturowa 800°C
grubość 1 µm/stronÄ™.
Parametry wybranych blach produkowanych w Polsce:
Gatunek Grubość Stratność B [T] przy H kFe
[W/kg] [A/m]
mm l,5 T 1 T 2500 5000 min
EP 330-50A 3,30 1,35 1,49 1,60
EP 400-50A 4,00 1,70 1,51 1,61
0,50 0,97
EP 470-50A 4,70 2,00 1,52 1,62
EP 600-50A 6,00 2,60 1,55 1,65
EP 530-65A 5,30 2,30 1,52 1,62
EP 600-65A 6,00 2,60 1,54 1,64
0,65 0,97
EP 700-65A 7,00 3,00 1,55 1,65
EP 800-65A 8,00 3,60 1,58 1,68
Gatunek wg Grubość p [W/kg] B [T] przy kFe
IEC 404-8-7 (mm) H = 8OO A/m
1,5 T 1,7 T
Materiał o normalnych właściwościach:
089-27-N 5 0,27 0,89 1,40 1,75 0,95
097-30-N 5 0,30 0,97 1,50 1,75 0,955
111-35-N 5 0,35 1,11 1,65 1,75 0,96
Materiał o obniżonej stratności:
130-27-S 5 0,27 1,30 1,78 0,95
140-30-S 5 0,30 1,40 1,78 0,955
155-35-S 5 0,35 1,55 1,78 0,96
Proces produkcji szkła metalicznego (METGLAS)
Jeżeli metal schładzamy bardzo szybko to nie krystalizuje lecz ma strukturę przechłodzonej cieczy
3.2. Materiały magnetyczne twarde
3.3. Materiały przewodowe
d Kl. Tmax Napięcie Wydłuż.
Typ Typ lakieru przebicia Zastosowanie
[mm] iz. [°C] min.[%]
[kV]
DNE 130L, 0,125 Nie utrudnia lutowania.
Poliuretan
B 130 4,6 25
DN2E 130L - 0,7 Małe silniki, przekaz
niki, cewki
DNE 155L, 0,125 Poliuretan Nie utrudnia lutowania.
F 155 4,6 25
DN2E 155L - 0,7 modyfikowany Małe silniki, przekaz
niki, cewki
DNE 155, 0,125
Poliesterimid Uzwojenie silników klasy F
F 155 4,6 25
DN2E 155  2,0
DNE 180,
Uzwojenie silników klasy H,
DN2E 180
DNE 180o, 0,125 Poliesterimid transformatory olejowe,
H 180 4,6 25
DN2E 180o - 2,0 modyfikowany Uzwojenia sprężarek sprzętu
DNE 180f,
chłodniczego
DN2E 180f
Poliesterimid Termospiekalny. Uzwojenie
DNE 180s, 0,22
modyfikowany nie wymaga dalszej
H 180 4,6 25
DN2E 180s  1,2
+ poliamid impregnacji
Uzwojenie silników oraz
DNE 200, 0,125 Poliesterimid innego sprzętu elektrycznego
C 200 4,6 25
DN2E 200 - 2,0 +poliamidimid narażonego na bardzo
wysokie przeciążenia
Rodzaj drutu płaskiego
Symbol
Gołe o przekroju prostokątnym DNp
Profilowe o izolacji z włókna szklanego nasyconego DNp 2 Ss
lakierami, klasa F Np.: DNp2Ss 5.00x10.00
Profilowe o izolacji emalia - włókno szklane  poliester, DNp 2 E155 PS,
Klasa F i H DNp 2 E180 PS
Materiały przewodowe specjalne:
Symbol Nazwa drutu Åšrednice [mm]
Dsm Drut miedziany (D) srebrzysty (s) zwykły w stanie miękkim (m) 0,20 - 1,5
Dst Drut miedziany (D) srebrzysty (s) zwykły w stanie twardym (t) 0,20 - 1,5
Drut miedziany (D) o zwiększonej powłoce srebra (2s) w stanie
D2st 0,6 - 1,5
twardym (t)
Drut miedziany (D) o szczególnie zwiększonej powłoce srebra
D3sm 0,8; 1,0; 1,2; 1,5
(3s) w stanie miękkim (m)
Drut miedziany (D) o szczególnie zwiększonej powłoce srebra
D3st 0,8; 1,0; 1,2; 1,5
(3s) w stanie twardym (t)
Drut miedziany (D) o grubej powłoce srebra (4s) w stanie
D4sm 1,0; 1,2; 1,5
miękkim (m)
Drut miedziany (D) o grubej powłoce srebra (4s) w stanie
D4st 1,0; 1,2; 1,5
twardym(t)
Stosowane rodzaje powłok galwanicznych:
srebrna, cynowo-ołowiana, niklowa cynkowa.
Parametry przewodów nawojowych:
Przewody emaliowane
Średnica Rezystancja Przekrój Ciężar
Maksymalna średnica zewnętrzna
[mm] /m [mm2] kg/1km
[mm]
oprócz
termospiekalne
termospiekalnych
Tolerancja
Nominalna Min Max . DNE DN2E
+/- Stopień
12 1 2
0,125 0,003 0,144 0,154 1,3170 1,4750 0,0123 0,1134 0,1166
0,140 0,003 0,160 0,171 1,0550 1,1700 0,0154 0,1413 0,1454
0,160 0,003 0,182 0,194 0,8122 0,8906 0,0201 0,1842 0,1892
0,180 0,003 0,204 0,217 0,6444 0,7007 0,0254 0,2344 0,2388
0,200 0,003 0,226 0,239 0,5237 0,5657 0,0314 0,2875 0,2940
0,224 0,003 0,252 0,266 0,270 0,284 0,4188 0,4495 0,0394 0,3608 0,3686
0,250 0,004 0,281 0,297 0,300 0,316 0,3345 0,3628 0,0491 0,4487 0,4569
0,280 0,004 0,312 0,329 0,331 0,348 0,2676 0,2882 0,0616 0,5617 0,5721
0,315 0,004 0,349 0,367 0,369 0,387 0,2121 0,2270 0,0779 0,7027 0,7147
0,355 0,004 0,392 0,411 0,413 0,432 0,1674 0,1782 0,0990 0,9066 0,9204
0,400 0,005 0,439 0,459 0,461 0,481 0,1316 0,1407 0,1257 1,1419 1,1575
0,450 0,005 0,491 0,513 0,514 0,536 0,1042 0,1109 0,1590 1,4449 1,4631
0,500 0,005 0,544 0,566 0,568 0,590 0,08462 0,08959 0,1963 1,7818 1,8023
0,560 0,006 0,606 0,630 0,630 0,654 0,06736 0,07153 0,2463 2,2333 2,2555
0,630 0,006 0,679 0,704 0,704 0,729 0,05335 0,05638 0,3117 2,8225 2,8493
0,710 0,007 0,762 0,789 0,788 0,815 0,04198 0,04442 0,3959 3,5806 3,6098
0,800 0,008 0,855 0,884 0,882 0,911 0,03305 0,03500 0,5026 4,5403 4,5798
0,900 0,009 0,959 0,989 0,987 1,017 0,02612 0,02765 0,6362 5,7414 5,7865
1,000 0,010 1,062 1,094 1,091 1,123 0,02116 0,02240 0,7854 7,0882 7,1322
1,120 0,011 1,184 1,217 1,214 1,247 0,9852 8,8801 8,9339
1,250 0,013 1,316 1,349 1,2272 11,0446 11,111
1,400 0,014 1,468 1,502 1,5394 13,8457 13,920
1,600 0,016 1,670 1,706 2,0106 18,0633 18,171
1,800 0,018 1,872 1,909 2,5447 22,8479 22,951
2,000 0,020 2,074 2,112 3,1416 28,1869 28,305
Średnica Średnica z Przekrój Ciężar Rezystancja Liczba zwojów
[mm] emaliÄ… [mm] [mm2] [g/m] [&!/m] na 1 cm2
0,2 0,22 0,0314 0,289 0,557 1650
0,5 0,535 0,196 1,83 0,0894 300
1,0 1,05 0,786 7 0,0223 83
1,5 1,56 1,77 15,75 0,0099 33
1,8 1,86 2,545 22,65 0,0069 17
2,0 2,07 3,142 28 0,056 12
Średnica Średnica z Przekrój Ciężar Rezystancja Liczba zwojów
[mm] emaliÄ… [mm] [mm2] [g/m] [&!/m] na 1 cm2
0,05 0,062 0,002 0,019 9,1 20000
0,06 0,075 0,0028 0,027 6,31 15000
0,07 0,085 0,0039 0,037 4,64 11000
0,08 0,095 0,005 0,048 3,55 9000
0,09 0,108 0,0064 0,060 2,76 7000
0,1 0,115 0,0079 0,074 2,22 6000
0,11 0,13 0,0095 0,085 1,84 5000
0,12 0,14 0,0113 0,105 1,55 4400
0,13 0,15 0,0133 0,12 1,32 3600
0,14 0,16 0,0154 0,143 1,14 3200
0,15 0,17 0,0177 0,164 0,99 2800
0,16 0,18 0,0211 0,186 0,87 2500
0,17 0,19 0,0227 0,21 0,772 2250
0,18 0,2 0,0254 0,235 0,68 2000
0,19 0,21 0,0285 0,26 0,627 1800
0,2 0,22 0,0314 0,289 0,557 1650
0,21 0,23 0,0346 0,33 0,507 1500
0,22 0,24 0,038 0,35 0,46 1400
0,23 0,25 0,042 0,39 0,422 1300
0,24 0,26 0,045 0,425 0,388 1200
0,25 0,27 0,049 0,460 0,357 1100
0,26 0,285 0,053 0,495 0,33 1000
0,27 0,295 0,057 0,533 0,306 950
0,28 0,305 0,062 0,571 0,285 870
0,29 0,315 0,066 0,612 0,266 800
0,3 0,33 0,071 0,645 0,248 770
0,31 0,34 0,075 0,696 0,232 720
0,32 0,35 0,080 0,74 0,218 690
0,33 0,36 0,086 0,786 0,2051 650
0,34 0,37 0,091 0,835 0,1932 600
0,35 0,38 0,096 0,89 0,1824 580
0,36 0,39 0,102 0,940 0,1724 540
0,37 0,4 0,108 0,994 0,1632 520
0,38 0,41 0,113 1,046 0,1547 500
0,39 0,42 0,12 1,102 0,1469 475
0,40 0,43 0,126 1,160 0,1396 450
0,41 0,44 0,132 1,22 0,1329 430
0,42 0,45 0,139 1,276 0,1266 420
0,43 0,46 0,145 1,342 0,1209 390
0,44 0,47 0,152 1,405 0,1154 380
0,45 0,48 0,159 1,480 0,1103 370
0,46 0,49 0,166 1,54 0,1054 350
0,47 0,5 0,173 1,61 0,1012 330
0,48 0,51 0,181 1,68 0,0979 320
0,49 0,52 0,189 1,750 0,0931 310
0,5 0,535 0,196 1,830 0,0894 300
0,51 0,545 0,204 1,9 0,0859 290
0,52 0,555 0,212 1,97 0,0826 280
0,53 0,565 0,221 2,043 0,0796 265
0,54 0,575 0,229 2,118 0,0766 255
0,55 0,59 0,238 2,2 0,0738 250
0,56 0,6 0,246 2,275 0,0713 240
0,57 0,61 0,255 2,355 0,0688 230
0,58 0,62 0,264 2,455 0,0664 225
0,59 0,63 0,273 2,53 0,0642 220
0,6 0,64 0,283 2,62 0,0621 210
0,65 0,69 0,334 2,97 0,0526 180
0,7 0,74 0,385 3,43 0,0455 160
0,75 0,79 0,444 3,95 0,0395 140
0,8 0,84 0,504 4,48 0,0348 120
0,85 0,9 0,57 5,07 0,0308 110
0,9 0,95 0,636 5,66 0,0275 100
0,95 1 0,711 6,34 0,0246 90
1,0 1,05 0,786 7 0,0223 83
1,1 1,16 0,951 8,49 0,0184 67
1,2 1,26 1,131 10,09 0,0155 55
1,3 1,36 1,329 11,81 0,0132 45
1,4 1,46 1,540 13,7 0,0144 40
1,5 1,56 1,77 15,75 0,0099 33
1,6 1,66 2,015 17,91 0,0098 28
1,7 1,76 2,275 20,2 0,0077 24
1,8 1,86 2,545 22,65 0,0069 17
1,9 1,96 2,840 25,15 0,0062 14
2 2,07 3,142 28 0,0056 12