ケイ素鋼のコイルと積層の基本的な動作原理は、効率的な磁場の伝導を促進し、電気エネルギーの損失を制御するシリコン合金材料の固有の電磁特性に依存しており、電磁エネルギー変換に不可欠な媒体として機能します。普通の鋼は過度の導電性を持っています。交流磁場中では大量の渦電流が発生し、重大なエネルギー損失と高熱が発生するため、電気機器の磁気回路構造には適していません。対照的に、製鋼プロセス中にシリコンを組み込むと、材料の電気抵抗率が大幅に増加し、渦電流の形成が根本的に抑制されます。通電されたコイルが交流磁場を生成すると、ケイ素鋼の積層体が磁気伝導媒体として機能し、磁束線を急速に集中させて流し、磁場の集中と伝達を正確に管理します。同時に、渦電流とヒステリシス損失を大幅に低減し、電磁エネルギー変換の効率を高め、無駄なエネルギー散逸を防ぎます。-ケイ素鋼を電気機器用の最高の磁気伝導材料にする要因です。
積層絶縁構造は、ケイ素鋼が高周波交流条件下で確実に機能することを可能にする重要なメカニズムです。{0}}実際には、ケイ素鋼は固体ブロックとしては使用されません。代わりに、薄いシートを型抜きして-表面に絶縁コーティングを塗布して-重ねて、複合コアを形成します。ソリッドコアは交流磁場で大規模で広範囲にわたる渦電流と過剰な熱を生成しますが、積層構造はこれらの電流を無数の小さな局所的なループに分割します。層間絶縁体はシート間の電流の流れをブロックし、それによって渦電流活動の空間的広がりを最小限に抑えます。さらに、ケイ素鋼は低い磁気ヒステリシスを示します。周期的な磁化と消磁の間、磁気分子の再配向に対する抵抗が最小限に抑えられ、エネルギー損失が低くなります。モーターの回転磁場であっても、変圧器の交流磁場であっても、この材料は継続的で安定した磁気サイクルを促進し、過熱や効率の低下なしに機器が長期間にわたって確実に動作することを保証します。
結晶方向性珪素鋼-と非方向性珪素鋼-の構造の違いにより、それぞれの動作原理と特定の用途への適合性が決まります。無方向性ケイ素鋼の製造中、粒子は均一かつ無秩序に配置され、その結果、全方向にわたって一貫した透磁率と磁気損失が得られます。これにより、動作中に磁場の全方向への均一な誘導と伝導が可能になり、モーターの回転磁場の動的な性質に完全に適合し、ロータの連続回転を安定してサポートして電気エネルギーを機械エネルギーに変換します。対照的に、方向性ケイ素鋼は特殊な圧延および焼鈍プロセスを経て、その結晶粒が圧延方向に沿って規則的に整列します。この単一方向では超-高い透磁率と-超低い鉄損-を示しますが、それに垂直な方向には比較的弱い磁気特性を示します。-これにより、磁束線の指向性の集中した伝導が可能になります。これにより、変圧器の静的一方向磁気回路要件に最適となり、電力伝送中の無負荷損失を最小限に抑え、電圧変換と電力供給におけるエネルギー効率と安定性を確保できます。{10}
