Räni (Si) lisamine rauale (Fe) õiges vahekorras teatud tootmisprotsessi abil parandab oluliselt raua magnetilisi ja elektrilisi omadusi. 19. sajandi lõpus avastati, et räni lisamine rauale parandas oluliselt raua eritakistust ja seega töötati välja räniteras ehk see, mida me praegu tunneme elektriteraseks. Mitte ainult ei vähenenud pöörisvoolukadud terases, vaid täheldati ka magnetilise läbilaskvuse olulist paranemist ja magnetostriktsiooni vähenemist. Järgmine tabel näitab, kuidas raua teatud elektrilised ja magnetilised käitumised räni lisamisel muutuvad.
NP Goss, 1933. aastal külmvaltsitud terale orienteeritud räniterase tootmisprotsessi ehk CRGO esimene leiutaja, andis idee oma sõnadega: "Mul on eksperimentaalsed tõendid, mis panevad mind uskuma, et terase suuruse ja terase elastsuse vahel on ilmne seos. proov ja selle magnetilised omadused. Need testid näitavad, et väikesed, ühtlased terad ja kõrge elastsus kaasnevad suure läbilaskvusega." See idee kutsus esile revolutsiooni terasetööstuses, mis viis kvaliteetsete teraste tootmiseni. Sõltuvalt terade orientatsioonist on kahte tüüpi räniteraseid:
Terastele orienteeritud (GO) räniteras.
Terastele orienteeritud (GNO) räniteras.
Järgmistes osades räägime GO terasest. Täpsemalt räägime külmvaltsitud teraorienteeritud räniterasest (CRGO) ja selle rakendustest.
külmvaltsitud teras
Seda tehakse terase paksuse vähendamiseks vahemikus 0,1 mm kuni 2 mm, mida ei ole võimalik saavutada kuumvaltsimisega. Selle protsessi käigus saavutatakse hoolikalt kontrollitud tingimustes optimaalsed magnetilised omadused veeremissuunas. Seda suunda tuntakse ka kui Gossi tekstuuri (110)[001], mis on rullumise suunas hõlpsa magnetiseerimise suund. Seda saab näidata alloleval joonisel. Terastele orienteeritud terast ei kasutata pöörlevates elektrimasinates, kus magnetväli on plaatide tasapinnas, kuid magnetvälja ja veeremissuuna vaheline nurk muutub pidevalt. Selleks kasutatakse mitteteraorienteeritud räniterasest.
CRGO terase omadused
See on pehme magnetiline materjal ja sellel on järgmised omadused
Kõrge magnetiline läbilaskvus.
Vähendatud magnetostriktsioon.
Kõrge takistus.
Kõrge virnastamis- või lamineerimisfaktor, mis võimaldab kompaktseid südamikukujundusi.
Madalad kaod.
CRGO terase klassid
Varaseimad terase klassid olid tuntud kui M7 (0,7 vatti/naela sagedusel 1,5 T/6{7}} Hz) ja M6 (0,6 vatti/naela sagedusel 1,5 T/60 Hz).
Samuti töötati 1960. aastate lõpus välja klassid M5, M4 ja M3.
Uuel materjalil nimega Hi-B on märkimisväärne orientatsiooniaste ja see on 2-3 kraadi parem kui tavalised CRGO terastooted.
CRGO silikoonterase kasutamine trafo südamikuna
CRGO-klassi terast kasutatakse peamiselt jõutrafode ja jaotustrafode südamikumaterjalina. Seda saab seletada järgmiselt
Kõrge magnetiline läbilaskvus toob kaasa madalad ergutusvoolud ja väiksemad induktsioonid.
Madal hüsterees ja pöörisvoolu kaod.
Suurepärane veeretegur võimaldab paremaid ja kompaktsemaid konstruktsioone ning nõuab seetõttu vähem materjali.
Kõrge põlve küllastumise omadused.
Väga madal magnetostriktsiooni tase võimaldab müra vähendada.
Suurendab kerimise lihtsust ja suurendab tootlikkust.
CRGO räniterase tulevane ulatus
Kuigi CRGO terase klassidele on olnud alternatiive, nagu nikkel-raud, mu-metall, amorfne boorriba, superklaas jne, on CRGO teras trafotööstuses endiselt parim valik. Sulamitel, nagu amorfsel metallil Fe78-B13-Si9, on jaotustrafo südamikuna kasutamisel palju väiksemad südamikukadud võrreldes CRGO-klassi terasega. Terase optimaalne räni lisandkomponent võib muuta tekstuuri, et saavutada soovitud magnetilised omadused, kui seda toodetakse kontrollitud tingimustes.
