Jenis Baja Listrik Apa yang Tersedia?

Kumparan Baja Listrik Baja GNEE

Baja listrik berorientasi butiran (GOES)

Proses produksi GOES dikembangkan oleh peneliti Amerika Norman P Goss pada tahun 1930an. Selembar baja digulung dengan cara tertentu (dengan apa yang disebut pengurangan ketebalan kritis), yang menghasilkan butiran butiran yang sejajar dengan arah penggulungan. Selama perlakuan panas berikutnya dan kristalisasi ulang, butiran tumbuh dari biji hingga memenuhi seluruh volume.

Oleh karena itu, setiap butir disejajarkan dan sifat magnetis dimaksimalkan sepanjang arah penggulungan, yang juga disebut sebagai arah "magnetisasi mudah". (Magnetisasi pada 90º ke arah ini bersifat "keras" dan pada 60º adalah "paling keras" – akibat langsung dari orientasi butir). Ini berarti GOES sangat berguna dalam aplikasi di mana fluks magnet harus diarahkan ke arah tertentu, misalnya pada bagian transformator.

GOES biasanya mengandung sekitar 96,5% besi, 3% silikon, dan 0,5% elemen lainnya. Silikon mengurangi kerugian dan membantu menyelaraskan pertumbuhan butir. Dari sudut pandang magnet, jumlah silikon optimal sebenarnya adalah 6,5%, dengan kerugian yang lebih rendah lagi, permeabilitas mencapai maksimum dan baja tidak menunjukkan magnetostriksi, yang merupakan penyebab utama kebisingan akustik yang dihasilkan oleh transformator. Namun, baja dengan kandungan silikon 6,5% sangat rapuh sehingga tidak dapat dipotong atau dilubangi secara mekanis, sehingga perlu dipotong dengan laser atau menggunakan teknik khusus lainnya. Pendekatan alternatifnya adalah dengan memotong bahan silikon 3% biasa dan kemudian memasukkannya dengan lebih banyak silikon setelah dipotong.

Selama bertahun-tahun telah terjadi banyak modifikasi dan perbaikan pada proses manufaktur GOES, yang paling penting adalah pengurangan kerugian hingga sepuluh kali lipat atau lebih. Proses produksi yang digunakan saat ini memiliki lebih dari 20 langkah, yang berarti GOES jauh lebih mahal dibandingkan baja konstruksi. Namun bahan ini masih jauh lebih murah dibandingkan bahan magnetik alternatif lain seperti paduan nikel dan kobalt.

Salah satu cara untuk meningkatkan kinerja magnetik GOES adalah dengan penambahan lapisan pelapis khusus yang menginduksi tegangan tarik pada permukaan lembaran. Hal ini meningkatkan permeabilitas GOES dan mengurangi kerugian. Hasilnya adalah baja yang diproduksi dengan cara ini dapat bekerja pada magnetisasi (B) yang lebih tinggi dibandingkan dengan kualitas yang lebih konvensional. Proses ini sering disebut dengan nama komersial yang dipatenkan "Hi-B".

Ada juga uji coba laboratorium terhadap apa yang disebut baja "berorientasi ganda", yang memiliki dua arah "mudah" ortogonal, yang dicapai dengan pertumbuhan butiran yang sesuai. Namun, proses produksinya bahkan lebih mahal dan bahannya belum banyak digunakan secara komersial.

Ketebalan umum untuk GOES yang digunakan secara komersial adalah {{0}},35 mm (termurah), 0,27 mm, dan 0,23 mm (paling mahal). Harganya biasanya beberapa dolar AS per kilogram.

Baja listrik tidak berorientasi (NOES)

Pada NOES butirannya jauh lebih kecil, biasanya kurang dari 0,1 mm. Mereka tidak berorientasi pada arah tertentu. Justru sebaliknya – mereka harus didistribusikan secara acak untuk memberikan simetri pemuatan. Hal ini karena NOES digunakan pada inti mesin berputar dimana fluks magnet berputar dan selalu berubah posisinya pada "gigi" laminasi. Proses pembuatannya lebih sederhana dibandingkan GOES dan oleh karena itu harga bajanya lebih murah – biasanya kurang dari setengah harga.

Karena NOES diproduksi dalam lembaran yang lebih tebal (00,35 mm atau lebih), pelubangan lebih sulit dan lebih banyak deformasi mekanis serta tekanan yang ditimbulkan selama pemotongan. Hal ini menurunkan kinerja magnetik dan tidak selalu dapat ditoleransi. Dalam kasus ini, laminasi harus dianil setelah pemotongan untuk meningkatkan sifat magnetiknya. Oleh karena itu, NOES tersedia dalam dua jenis utama: diproses sepenuhnya yang tidak memerlukan anil ulang, dan setengah diproses yang memerlukan perlakuan termal akhir.

Faktor penting lainnya juga adalah kandungan silikon. Penambahan silikon sedikit mengurangi magnetisasi saturasi. Hal ini penting dalam mesin berputar, dimana gigi dapat bekerja dalam kondisi jenuh. Torsi mekanis dari mesin yang berputar sebanding dengan kuadrat magnetisasi sehingga peningkatan magnetisasi yang kecil pun dapat dibenarkan untuk menghasilkan peningkatan torsi yang signifikan. Oleh karena itu, ketika kinerja mekanis merupakan hal yang sangat penting, kandungan silikon sering kali dikurangi hingga tingkat yang jauh lebih rendah (bahkan terkadang di bawah 0,5%). Hal ini meningkatkan torsi, namun tentu saja menghasilkan kerugian arus eddy yang lebih tinggi, yang hanya dapat dikurangi dengan mengurangi ketebalan laminasi yang digunakan.

NOES sering digunakan untuk trafo kecil yang murah untuk peralatan rumah tangga, di mana harga perangkat merupakan faktor penting.