Was ist ein Elektroblech?

Der Werkstoff für Magnetkerne und elektrische Maschinen

 

ElektroblechoderElektroleisteist eine Eisen-Siliziumlegierung und das Stahlmaterial der Wahl für die Herstellung vonMagnetkerneals Rotoren oder Statorenelektrisch Maschinen. Aufgrund seiner besonderen Eigenschaften führt der Einsatz von Blechlamellen aus Elektroblech zur Herstellung von Eisenkernen zu einer deutlich verbesserten Energieeffizienz elektrischer Anlagen und damit zu einer nachhaltigen Ressourcennutzung.

 

Es werden verschiedene kalt-gewalzte Bänder unterteiltkornorientiertUndnicht-kornorientiert-Materialien nach ihren Eigenschaften. GNEE fertigt lasergeschnittene Blechlamellen sowie fertige Blechpakete für Prototypen und Kleinserien.

 

 

 

Elektroblech – Das Material für die Zukunft der Elektromobilität

 

Moderne Elektrofahrzeuge und andere elektrische Systeme erfordern fortschrittliche Elektromotoren, die nicht nur leistungsstark, sondern auch sparsam im Energieverbrauch sind.

 

Einer der wichtigsten Faktoren hierbei ist die Verwendung magnetischer Materialien, die das Magnetfeld und damit auch die übertragenelektromagnetische Kraftim Elektromotor. Der in der Batterie erzeugte Strom erzeugt das Magnetfeld im Stator eines Elektromotors. Dieser interagiert mit dem Rotor und verursacht eine Rotationskraft, die entweder direkt oder über ein Getriebe auf die Räder des Elektrofahrzeugs übertragen wird.

 

Eine Schlüsselrolle spielt dabei das Elektroblech, aus dem sowohl der Stator als auch der Rotor aufgebaut sindEnergieübertragung. Das Elektroblechmaterial wird in einem metallurgischen Verfahren in Form von Elektroband in verschiedenen Qualitäten hergestellt. Dieses Elektroband wird zu Elektrobandlamellen gestanzt oder per Laser geschnitten.

 

Aus den Elektroblechlamellen werden mittels verschiedener Technologien (z. B. Schweißen, Nieten, Kleben (Einbrennlacktechnik)) Magnetkerne, also Statoren und Rotoren, hergestellt. Die verwendete Elektrobandsorte bestimmt das spätere Verhalten des Elektromotors. Die optimale Auswahl der Elektrobandsorte garantiert die bestmögliche Kombination aus Leistung, Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Lebensdauer des Elektromotors.

Bei GNEE werden die Elektroblechlamellen lasergeschnitten und mit schonenden Fügeverfahren zu Magnetkernen geschichtet.

 

Diese Magnetkerne werden dann von Elektromotorenherstellern mit Magnetisierungswicklungen aus Kupferdraht und Permanentmagneten bestückt. Abschließend werden diese imprägniert, in das Motorgehäuse eingebaut und können von nun an die Funktion im Antrieb eines Elektrofahrzeugs oder eines anderen elektrischen Systems übernehmen.

 

 

Zwei Arten von Elektrostahl

 

DerElektrostahloder das daraus hergestellte Elektroblech wird grundsätzlich in zwei Typen eingeteilt: alsisotropoder nicht-kornorientiert und wieanisotropoder kornorientiertes Elektroband.

 

Wie der Name schon sagt, sind die magnetischen Eigenschaften von isotropem Elektroband weitgehend gleichmäßig und daher nahezu unabhängig von der Magnetisierungsrichtung. Diese Isotropie entsteht durch eine ungeordnete Verteilung der Lage der Eisenelementarzellen im Elektrostahl.

 

Die Homogenität der magnetischen Eigenschaften ist für alle rotierenden Maschinen, wie zum Beispiel Elektromotoren oder Generatoren, wichtig. Geringe Inhomogenitäten (Anisotropien), die im Herstellungsprozess von Elektroband unvermeidbar sind, können durch den Einsatz spezieller Technologien im Elektromaschinenbau ausgeglichen werden.

 

Im Gegensatz zu isotropem oder nicht-korn-orientiertem Elektrostahl weist anisotroper oder korn-orientierter Elektrostahl hervorragende magnetische Eigenschaften nur in einer Richtung auf. In einem aufwendigen metallurgischen Prozess werden die Eisenelementarzellen so ausgerichtet, dass eine einheitliche Ausrichtung (Textur) erreicht wird. Diese Eigenschaften sind optimal für Transformatoren, bei denen die einzelnen Schenkel jeweils in der magnetisch günstigsten Richtung gefertigt werden können. Kornorientiertes Elektroband wird daher hauptsächlich für die Herstellung von Leistungs- und Verteiltransformatoren verwendet.

 

Besonders verlustarme-verlustarme-Elektrostähle werden mit Laser behandelt. Dieses als „Laserritzen“ bezeichnete Verfahren führt zur Verfeinerung magnetischer Domänen und damit zur Verbesserung des Magnetisierungsprozesses.

 

Beim Laserritzen von nicht-korn-orientiertem Elektrostahl muss darauf geachtet werden, den Schnitt zu minimierenHitze-betroffene Zoneund die damit verbundene Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften.

 

Beim Laserschneiden von kornorientiertem Elektroband muss dies ebenfalls verhindert werdenmikroskopisch kleine MetallspritzeroderSchlackebleiben auf der Blechoberfläche. Dies könnte zu einer Beschädigung der Isolierbeschichtung und einem Anstieg der Wirbelstromverluste führen.

Spezifikationen für Elektrostahl

Magnetische und technische Eigenschaften von gewöhnlichem kornorientiertem Elektrostahlband (Blech)

Typ	Grad	Nenndicke	Nomineller Kernverlust P1,7/50 (W/kg)	Tatsächlicher Kernverlust P1,7/50 (W/kg)	Magnetische Induktion J800(T)	Min. Laminierungskoeffizient (%)
CGO	H23Q110	0.23	1.10	1.08	1.85	0.955
	H23Q120		1.20	1.15
	H23Q130		1.30	1.20
	H27Q110	0.27	1.10	1.08		0.960
	H27Q120		1.20	1.15
	H27Q130		1.30	1.20
	H30Q120	0.3	1.20	1.15		0.965
	H30Q130		1.30	1.20
	H35Q135	0.35	1.35	1.20
	H35Q145		1.45	1.25
	H35Q155		1.55	1.35

Magnetische Eigenschaften und technische Eigenschaften von Domain Refinement CGO

Typ	Grad	Nenndicke	Nomineller Kernverlust P1,7/50 (W/kg)	Tatsächlicher Kernverlust P1,7/50 (W/kg)	Magnetische Induktion J800(T)	Min. Laminierungskoeffizient (%)
CGO für Domainverfeinerung	H23QK100	0.23	1.00	0.96	1.85	0.955
	H23QK110		1.10	1.08
	H23QK120		1.20	1.15
	H23QK130		1.30	1.20
	H27QK100	0.27	1.00	0.96		0.960
	H27QK105		1.05	1.00
	H27QK110		1.10	1.08
	H27QK120		1.20	1.15
	H27QK130		1.30	1.20
	H30QK100	0.3	1.00	0.96		0.965
	H30QK105		1.05	1.00
	H30QK110		1.10	1.08
	H30QK120		1.20	1.15
	H30QK130		1.30	1.20
	H35QK135	0.35	1.35	1.20
	H35QK145		1.45	1.25
	H35QK155		1.55	1.35

Magnetische Eigenschaften und technische Eigenschaften von Elektrostahl mit hoher Permeabilität

Typ	Grad	Nenndicke	Nomineller Kernverlust P1,7/50 (W/kg)	Tatsächlicher Kernverlust P1,7/50 (W/kg)	Magnetische Induktion J800(T)	Min. Laminierungskoeffizient (%)
HIB	H18G080	0.18	0.80	0.79	1.89	0.950
	H18G085		0.85	0.83	1.89
	H18G095		0.95	0.91	1.88
	H20G080	0.2	0.80	0.80	1.90
	H20G085		0.85	0.84	1.89
	H20G095		0.95	0.92	1.88
	H23G085	0.23	0.85	0.85	1.90	0.955
	H23G090		0.90	0.88	1.89
	H23G095		0.95	0.92	1.89
	H23G100		1.00	0.96	1.88
	H27G090	0.27	0.90	0.89	1.90	0.960
	H27G095		0.95	0.93	1.90
	H27G100		1.00	0.96	1.90
	H27G110		1.10	1.03	1.89
	H27G120		1.20	1.10	1.88
	H30G105	0.3	1.05	1.01	1.90	0.965
	H30G110		1.10	1.03	1.89
	H30G120		1.20	1.10	1.88
	H35G115	0.35	1.15	1.12	1.89
	H35G125		1.25	1.15	1.88
	H35G135		1.35	1.20	1.88

Magnetische Eigenschaften und technische Eigenschaften der Domänenverfeinerung HiB

Typ	Grad	Nenndicke	Nomineller Kernverlust P1,7/50 (W/kg)	Tatsächlicher Kernverlust P1,7/50 (W/kg)	Magnetische Induktion J800(T)	Min. Laminierungskoeffizient (%)
Domain-Verfeinerung HIB	H20GK070	0.2	0.70	0.69	1.89	0.950
	H20GK075		0.75	0.74	1.88
	H20GK080		0.80	0.78	1.88
	H20GK085		0.85	0.82	1.88
	H20GK090		0.90	0.88	1.88
	H20GK095		0.95	0.92	1.88
	H23GK080	0.23	0.80	0.79	1.88	0.955
	H23GK085		0.85	0.82	1.88
	H23GK090		0.90	0.88	1.88
	H23GK095		0.95	0.92	1.88
	H23GK100		1.00	0.96	1.98
	H27GK085	0.27	0.85	0.84	1.89	0.960
	H27GK090		0.90	0.87	1.89
	H27GK095		0.95	0.92	1.88
	H27GK100		1.00	0.96	1.88
	H27GK105		1.05	1.00	1.88
	H27GK110		1.10	1.03	1.88
	H27GK120		1.20	1.10	1.88
	H30GK095	0.3	0.95	0.92	1.89	0.965
	H30GK100		1.00	0.96	1.88
	H30GK105		1.05	1.00	1.88
	H30GK110		1.10	1.03	1.88
	H30GK120		1.20	1.10	1.88