Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Elektroblechen

// Elektrische Antriebe // Fertigungstechnik // Maschinen- und Anlagenbau // Material- und Werkstofftechnik
Ref-Nr: 16935

Einleitung / Abstract

Das Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Technologie ist die Herstellung von kornorientiertem Elektroblech aus einem ferritischen, zwillingsbildenden Manganstahl - zur Substitution der sonst üblichen Silizium-legierten Stähle.

Abb.1: Prinzip der radialen Kornausrichtung für rotationssymmetrische Elektrobleche

Hintergrund

Elektroband bzw. -blech ist der bedeutendste weichmagnetische Werkstoff für Magnetkerne. Er besteht meist aus einer Eisen-Silizium-Legierung. Nicht kornorientierte, isotrope magnetische Materialien (NO-Elektroband) sind in allen Richtungen gleichermaßen magnetisierbar und werden überwiegend in rotierenden elektrischen Maschinen eingesetzt. Demgegenüber haben kornorientierte, anisotrope Materialien (KO-Elektroband) eine Vorzugsrichtung der Magnetisierbarkeit und finden bei Leistungstransformatoren, Verteilungstransformatoren und höherwertigen Kleintransformatoren Anwendung, da dort das Magnetfeld immer in gleicher Richtung ist.

Lösung

Erfindungsgemäß wird anstelle der oftmals eingesetzten Eisen-Silizium-Legierungen ein ferritischer, zwillingsbildender Manganstahl verwendet. Halbzeuge für rotationssymetrische Blechlagen für Statoren oder Rotoren von Elektromotoren werden mittels Aufbringen von Zug- und/oder Druckspannungen derart umgeformt, dass eine gezielte Ausrichtung der Zwillingsgrenzen im Werkstoff erfolgt, sodass auch die Domänen eine reproduzierbare, der Kornorientierung entsprechende Ausrichtung erhalten. Fertigungstechnisch sind unterschiedliche Umformprozesse bzw. Prozessrouten denkbar. Diese haben das Ziel, an einer Stator- bzw. Rotorringblechlage eine Kornorientierung in radialer Richtung und damit ein gleichmäßig über den Umfang verbessertes Magnetisierungsverhalten zu erzeugen. Restmagnetisierungen und Hystereseverluste werden dadurch erheblich minimiert.

Vorteile

Minimierung der Hystereseverluste in Elektromotoren Dadurch Steigerung des Wirkungsgrads Materialpreis mit dem von herkömmlichen Eisen-Silizium-Legierungen vergleichbar

Anwendungsbereiche

Die mit der erfindungsgemäßen Technologie herzustellenden Elektrobleche können beispielsweise bei Transformatoren und Elektromotoren angewendet werden.

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