В трансформаторостроении России применяется рулонная холоднокатаная электротехническая сталь по ГОСТ21427.1—83 толщиной 0,35, 0,30 и 0,27 мм при ширине рулона 750 мм, с электроизоляционным термостойким покрытием. Покрытие маслостойко до 150 °С и имеет толщину на одну сторону не более 5 мкм.
От толщины стали и изолирующего слоя зависит коэффициент заполнения стали, равный отношению площади стали в поперечном сечении стержня или ярма ко всей площади сечения. Он также зависит от степени сжатия пластин. В расчетах трансформаторов приняты значения коэффициентов заполнения, указанные в табл. 1.
При промежуточных значениях давления коэффициент заполнения определяется линейной интерполяцией.
В настоящее время широко используются марки стали 3406, 3407, 3408, и начинается освоение стали марки 3409. Удельные потери в стали разных марок при индукции В = 1,7 Тл, частоте 50 Гц и напряженности магнитного поля 100 А/м приведены в табл. 2.
Плотность электротехнической стали — 7,65 кг/дм3.
Холоднокатаная электротехническая сталь в результате прокатки и термообработки приобретает особые магнитные свойства, когда отдельные кристаллы ориентируются, образуя оси преобладающего намагничивания в направлении проката листа и, наоборот, затрудненного намагничивания в поперечном направлении. Такая сталь называется текстурованной. Раскрой стали на пластины для изготовления магнитопроводов производят так, чтобы направление магнитного потока совпадало с направлением проката.
Таблица 1. Коэффициент заполнения стали
| Толщина | Коэффициент заполнения стали | |
стали, мм | При давлении 0,35 МПа | При давлении 0,20 МПа |
0,35 | 0,97 | 0,9655 |
0,30; 0,27 | 0,96 | 0,955 |
Таблица 2. Удельные потери и индукция
| Марка стали | Удельные потери Вт/кг, при толщине стали, мм | ||
0,35 | 0,30 | 0,27 | |
3406 | 1,43 | 1,33 | 1,27 |
3407 | 1,36 | 1,26 | 1,20 |
3408 | 1,30 | 1,20 | 1,14 |
3409 | 1,24 | 1,14 | 1,08 |
Холоднокатаная сталь весьма чувствительна ко всякого рода механическим воздействиям, которые легко нарушают ориентацию кристаллов, при этом удельные потери и удельная намагничивающая мощность существенно увеличиваются. Восстановление магнитных характеристик электротехнической стали достигается ее отжигом.
При резке пластин, особенно при затупившейся режущей части или плохо отлаженных ножницах, по кромкам пластин образуются заусенцы. Если их размеры превышают допустимые (5 мкм), то они, перекрывая листы или нарушая изоляцию соседней пластины, образуют местные контуры для протекания токов, которые могут вызвать значительные местные нагревы при работе трансформатора, а также обуславливают дополнительные потери в стали. Для уменьшения величины заусенцев до допустимых значений пластины магнитопровода подвергают дополнительной обработке на специальных шлифовальных станках.
В результате действия указанных причин удельные потери в активной слали изготовленного магнитопровода, как правило, несколько выше, чем у исходного материала. Коэффициент увеличения потерь являемся одним из важнейших показателей конструкторскою и технологического уровня производства трансформаторов. Для магнитопроводов отечественною производства он составляв 1.2—1,6. Задача состоит в достижении минимальной величины этого коэффициента.