SE449962B - Laminerad artikel for elektriska endamal - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 449 '962 2 för elektrostålplåtar, som skall användas för elektriska ändamål. Sålunda anges i US-patentet 3 160 509 använd- ningen av ett högtemperaturisolerande eldfast överdrag, särskilt kromoxid, som är kraftigt vidhäftande mot kisel- stålbandmaterialets yta och tjänar som en glödgningssepa- rator för kiselstålet. US-patentet 3 670 278 hänför sig till glasöverdrag, som vid relativt höga bindetempera- turer pâförts på ytan av elektrostålplåtar och som håller plâtarna i spänning för att minska magnetostriktionen och spänningskänligheten och därigenom minskar brumnivån i transformatorer, som framställts av sådana plåtar. US- - patentet 4 032 673 beskriver användningen av strålnings- härdbara, lösningsmedelsfria, organiska hartser som en extra beläggning för att förbättra isolationsegenskaper- na hos det kornorienterade kiselstålet, vilket har ett underliggande oorganiskt isolationsöverdrag. Det förelig- ger emellertid ett behov av adhesivt bundna elektriska stålplåtslaminat, i vilka bindemedlet inte orsakar be- tydande tryckspänningar i plåtarnas plan och som binder vid temperaturer under ca 400°C. _ Följaktligen önskas ett nytt och förbättrat elekt- riskt stålplåtsmaterial, vilket kombinerar de förbättrade elektriska egenskaperna för mycket tunna elektriska stål- plâtar med den praktiska tillverkningsekonomin hos fabri- cerade tjockare plåtar. ' ' Föreliggande uppfinning kan summeras på följande sätt: En ny och förbättrad laminerad artikel åstadkommas, vilken omfattar minst två plåtar av elektriskt isolerat elektro- stål och med en tjocklek av under 0,50 mm, samt ett binde- medel mellan angränsande plåtar för att binda dem mot var- andra utan att orsaka betydande tryckspänningar i plåtens plan. Bindemedlet särpräglas av väsentligen momentan vid- häftning (instant-vidhäftning) vid en temperatur av under 400°C. Vid en föredragen konstruktion har limskiktet i den laminerade artikeln enligt uppfinningen företrädesvis en förbandsstyrka av minst 7 MNm_2, mätt under uniaxiell dragpåkänning.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad- 10 l5 20 25 30 35 449 962 3 komma en laminerad elektrostålartikel, som kombinerar å ena sidan de med användningen av tunnare kiselstål- plåtar erhållna låga energiförlustegenskaperna och för- delarna och å andra sidan de tjockare elektrostålplå- tarnas inneboende framställningsekonomiska fördelar vid hantering och bearbetning. Mera speciellt har kisel- stålplåtarna i den laminerade artikeln enligt uppfin- ningen bundits vid varandra vid en temperatur under 4oo°c och med tillräcklig förbanasstyrka för att den laminerade artikeln skall kunna utsättas för rutinbear- betningsoperationer, inbegripande haspling, klippning, mitering, trimning och stansning utan att den lamine- rade artikeln skall delamineras. Samtidigt orsakar den adhesiva sammanbindningen av angränsande plåtar icke oönskade spänningar i plåtarnas plan.

En fördel med föreliggande uppfinning är att använd- ningen av tunnare plåtar kan bli kommersiellt accepterat utan krav på modifikation av de konventionella tillverk- ningsförfarandena och -operationerna.

Ett primärt ändamål med uppfinningen är att åstad- komma en laminerad kiselstålartikel, som består av ett flertal elektriskt isolerade kiselstålplåtar, som är bundna vid varandra vid en relativt låg temperatur under utnyttjande av ett lim eller bindemedel, som inte orsa- kar några i plåtarnas plan förekommande tryckspänningar, som skulle försämra den laminerade artikelns elektriska och magnetiska egenskaper.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att den ger möjlighet att utnyttja tunnare elektrostål- plåtar vid konventionella magnetframställningsförfaranden för framställning av transformatorer, elmotorer, genera- torer och liknande, för att därigenom minska den energi- förlust, som är förknippad med magnetisering av tjockare elektrostålplâtar.

En ytterligare fördel med uppfinningen är att den ger en laminerad elektrostålartikel, som är bunden med ett lim, Vilket är kompatibelt med de högtemperaturdrifts- omgivningar, som förekommer i elektriska transformatorer, m, 10 25 30 35 449 962 4 t ex ca l00°C över temperaturen hos den omgivning, i vilken artiklarna kan utnyttjas. Mera speciellt kommer det lim, som utnyttjas i den laminerade artikeln enligt uppfinningen, icke att nedbrytas i en sådan omgivning och sålunda ej att förorena dielektriska oljor, som utnyttjas i typiska anordningar, och dessutom motstår limmet långvarig exponering för sådana oljor vid höga, temperaturer utan försämring, nedbrytning eller delami- nering.

Dessa och andra ändamål och fördelar med uppfinning- en kommer att framgå av den efterföljande, mera detalje- rade beskrivningen.

De elektrostålplåtar eller kiselstålplåtar, som ut- nyttjas i den laminerade artikeln enligt föreliggande uppfinning, är järnbaserade metallplåtar eller företrä- desvis baserade på en kiseljärnlegering, som innehåller upp till ca 6 vikt% kisel och företrädesvis ca 3 vikt% kisel. Plåtarna enligt föreliggande uppfinning är i typiska fall kornorienterade kiselstålplåtar med en tjock- lek av under ca 0,50 mm. Man kan emellertid använda icke- orienterade kvaliteter av kiselstål, amorfa metallband- material och otaliga andra för elektriska ändamål av- sedda legeringar vid framställning av den laminerade ar- tikeln enligt uppfinningen, särskilt för sådana ändamål, där användningen av tunnare bandmaterial ger förbättrade egenskaper ifråga om energiförluster. A Enligt föreliggande uppfinning framställes en lami- nerad artikel genom att man adhesivt binder två eller flera elektrostålplåtar mot varandra. Som förklaras när- mare i detalj i det följande har den resulterande lamine- rade strukturen den fysikaliska och mekaniska integritet, som erfordras för konventionell fabrikation framgångs- rikt uppträdande i en elektrisk anordning, och struktu- ren har ocksâ elektriska och magnetiska egenskaper, som är vida överlägsna egenskaperna hos alla kända enskikti- ga stålplåtar med en tjocklek, som är jämförbar med den totala tjockleken hos den laminerade strukturen.

Det lim, som användes för att binda angränsande stål- u 10 15 20 25 30 35 449 962 5 plåtar mot varandra i den laminerade artikeln, måste särpräglas av väsentligen momentan vidhäftningsförmåga ("instant-vidhäftning") vid en temperatur under ca 400°C.

Ett sådant lim eller bindemedel ger alltså tillräcklig förbandsstyrka, när det användes längs tunna limlinjer.

I synnerhet för stålband, som har en tjocklek av under ca 0,50 mm, bör staplingsfaktorn för den laminerade ar- tikeln enligt uppfinningen samt de därav framställda elektriska anordningarna överstiga minst 90% och ännu hellre minst 95%. För att uppnå en staplingsfaktor av över 90%, bör limskikten ha en total tjocklek av under högst 10% av den totala tjockleken hos artikeln. Rela- tivt höga staplingsfaktorer, dvs över 95%, kan vara nöd- vändiga för att maximera mängden elektriskt stål, som utnyttjas i den färdiga artikeln. Fackmannen inser, att staplingsfaktorer under 90% och kanske så ringa som 75% kan vara tolererbara för vissa laminerade artiklar, t ex artiklar av amorft bandmaterial.

Förbandsstyrkan mellan angränsande plåtar i den la- minerade artikeln enligt uppfinningen måste vara till- räcklig för att tillåta efterföljande hanterings- och fabriceringsoperationer. Den laminerade artikeln enligt uppfinningen är avsedd att transporteras till en till- verkare för elektriska anordningar. Det är därför för- ståeligt, att den laminerade artikeln kommer att hasp- las, klippas, kanttrimmas, miteras, och stansas, när den passerar de typiska operationer, som utnyttjas vid framställning av elektriska anordningar,t.ex transforma- torer. Av detta skäl måste förbandsstyrkan hos limskik- tet mellan angränsande stålplåtar vara tillräcklig för att tillåta sådan hantering och fabricering utan att den sammansatta eller laminerade artikeln delamineras.

Sålunda har det t ex visat sig, att en förbandsstyrka av minst ca 7 MNm_2 kan vara tillräcklig för att samman- binda kiselstålplåtar och möjliggöra efterföljande fram- ställningsoperationer utan att delaminering erhålles.

För sådana plåtar föredrages emellertid förbandsstyrkor över 14 MNm'2. Sådana förbandsstyrkor bör mätas under uniaxiell spänning. 10 25 30 35 449 962 6 Den laminerade artikeln enligt uppfinningen är av- sedd att användas för framställning av elektriska anord-I ningar, t ex transformatorer, som i typiska fall utnytt- jar dielektriska oljor vid förhöjda temperaturer under IP driften. Limmet i den laminerade artikeln enligt förelig- gande uppfinning bör bibehållas i en förbandsstyrka i sådana driftsomgivningar. I sådana fall, då den avsedda användningen är för elkrafttransformatorer, får binde- medlet inte förorena de dielektriska oljor, som utnytt- jas i sådana anordningar. Vidare bör förbandet inte försämras eller nedbrytas vid exponering för sådana om- givningar vid förhöjda temperaturer under långvariga driftsperioder.

Den adhesiva sammanbindningen av tvâ eller flera elektriska stålplåtar med hjälp av ett lim, t ex det som användes i den laminerade artikeln enligt uppfinningen, kräver att speciell varsamhet iakttages för att undvika överdrivna kvarstående spänningar. Det är välkänt, att närvaron av tryckspänningar, som verkar parallellt med plåtarnas valsningsriktning, när det gäller kornoriente- rade kiselstålplåtar, orsakar kraftig försämring av både magnetostriktionen och energiförlustegenskaperna. Kvar- stående spänningar avlägsnas vanligtvis genom högtempera- turavspänningsglödgning vid utnyttjande av plåtar med endast ett skikt. En högtemperaturavspänningsglödgning sker 1 typiska fall vid 760°C och högre och kan icke ut- nyttjas för de laminerade anordningarna enligt förelig- gande uppfinning, eftersom sådana höga temperaturer skulle bringa limmet eller bindemedlet att smälta, vilket skulle resultera i en delaminering av artikeln. _ Det speciella bindemedel eller lim, som utnyttjas för att förena de elektriska stâlplâtarna i den lami- nerade artikeln enligt uppfinningen, bör uppvisa vissa egenskaper. Mera speciellt bör limmet vara termoplastiskt, dvs kunna mjukna vid förhöjda temperaturer av storleks- ordningen 150-3l5°C. Termoplastiska egenskaper är en vanlig egenskap hos många plaster och hartser och under- lättar påföringen av limmet på plåtarna vid framställning 10 15 20 25 30 35 4-49 9-62 7 av artikeln enligt uppfinningen. Limmet eller bindemed- let bör också ha förmåga att häfta fast vid en slät el- ler glasartad yta. Limmet bör särpräglas av snabb binde- förmâga. I detta avseende har det visat sig vara fördel- aktigt om limmet särpräglas av väsentligen momentan vid- häftningsförmåga vid temperaturer under 400°C. Som i det ovanstående närmare förklarats, måste bindemedlet uppvisa tillräcklig förbandsstyrka, när det användes längs tunna limlinjer. Som också förklaras i större de- talj i det följande, bör limmet vara motståndskraftigt mot angrepp av dielektriska oljor vid sådana högtempe- raturförhållanden. z' Det är känt, att höga temperaturer kan ha en skadlig inverkan på de magnetiska egenskaperna hos kiselstål- bandmaterial. För detta skäl samt av praktiska tillverk- ningsskäl bör det för sammanbindning av bandmaterialen utnyttjade limmet inte kräva höga härdnings- eller bind- ningstemperaturer. För att minska försämringen av de elektriska egenskaperna bör limmet för uppfinningsända- målet binda väsentligen momentant vid en temperatur un- der ca 400°C. Sådana relativt låga bindetemperaturer för limmet är kritiska i fall, då amorfa bandmaterial bin- des, eftersom de amorfa bandmaterialen rekristalliserar, när de utsättes för temperaturer över ca 400°C.~ Exempel'på material, som kan utnyttjas för att adhe- 'sivt binda elektriska stålplåtar i den laminerade arti- keln enligt uppfinningen, inbegriper fenolhartslim, som särpräglas av en snabb bindeförmåga utan frigivning av biprodukter, såsom ättiksyra, som frigives under bind- ningsförloppet för kiselgummibasorade lim. Vissa hög- hållfasta, flexibla epoxilim, som uppvisar de ovan an- givna egenskaperna, kan också utnyttjas. Ett speciellt material, som kan användas för att binda elektriska stål- plåtar, är limmet "PA-4459", en produkt, som framställes och försäljes av 3M Company, St. Paul, Minnesota, USA.

Limmet PA-4459 är ett klart, bärnstensfärgat syntet- hartsbaserat lim, som utnyttjar ett keton-alkohollös- ningsmedel. 449 962 8 Krökningsradienhoslaiselstålplåtar,sombumfitstillen laminerad artikel enligt föreliggande uppfinning, måste minimeras för att minska alstringen av skadliga kvarståen- de spänningar i plåtarna. Bundna elektriska stålplåts- laminat av två eller flera plåtar kan behandlas som en enkel, homogen plåt av multipeltjocklek för beräkning av kvarstående spänningar. De spänningar, som påräknas vid w bockning av det laminerade plåtmaterialet, kan beräknas ur följande ekvation: Ekvation l = EQ 2R där G = maximispänning påen plåt, antingen drag- eller tryckspänning, E = plåtens Young-modul i en riktning, som är paral- lell med den resulterande spänningen, d = den laminerade strukturens plåttjocklek, R.= krökningsradien. _ På grund av den spänningskänsliga naturen hos kisel- stål är det önskvärt att säkerställa, att betydande tryck- spänningar ej alstras i plåtarnas plan. För detta ända- mål bör storleken av tryckspänningarna begränsas till ett 2 i driftstillståndet. Me- ra speciellt bör summan av eller de totala kvarstående maximivärde av under ca 7 MNm' tryckspänningarna, som verkar i den bundna plåtens plan, oavsett om den är belagd eller ej, vara under ca 7 MNm_2.

Det inses, att kvarstående tryckspänningar kan ha orsa- kats av en mångfald mekaniska, kemiska och strukturella källor. Sådana källor inbegriper limmet, underlagsöver- dragen, bandets krökning, termiska påkänningar, bandfor- men, temperaturdifferenserna under bindning, härdning av limmet, värmeexpansionsolikheter mellan plåt och en be- läggning, och liknande. Det är de totala kvarstående tryckspänningarna i plåtens plan som kan skadligt påver- ka laminatets egenskaper, och dessa totala kvarstående tryckspänningar bör därför hållas under ca 7 MNm_2.

Som nämnts ovan, kan spänningar orsakas av artikelns krökning eller kurvatur. Minimikrökningsradien ger en maximispänning, och spänningens storlek är beroende av 449 962 9 den slutliga tjockleken hos den adhesivt bundna artikeln.

Antag t ex att man använder en bunden laminerad artikel, som består av två enskilda, kornorienterade elektriska stålplåtar, som vardera har en tjocklek av 0,28 mm. Plå- tens Young-modul i valsningsriktningen är ca ll7 GNm-z. Den totala laminerade artikelns tjocklek är något större än 0,56Imn.Den minsta krökningsradie, som är till- låtlig för att hindra uppkomst av kvarstående spänningar utöver 7 Mmz genom att från ekvation l beräkna R = 4750 mm. Mindre krökningsradier än 4750 mm resulterar i överdrivna kvarstående spänningar i den laminerade plå- ten, när bandmaterialet fasthålles för att ligga plant, såsom sker en transformator. Som överdrivna kvarstående spänningar anses för uppfinningsändamålet sådana spän- ningar som överstiger 7 MNm_2.

De förhållanden, som kan resultera i små kröknings- radier, kan uppstå till följd av oriktig planing eller riktning av plåten, när plåten användes som utgångsma- terial för lamineringen. En annan orsak för kröknings- radier kan vara temperaturskillnader mellan plåtarna, när de bindes. De av temperaturskillnader orsakade krökningsradierna hos ett bundet par plåtar med lika tjocklek kan beräknas ur formeln: Ekvation 2 R = [l + o, man] rd uA T R = krökningsradien vid To (driftstemperaturen), o: = längdutvidningskoefficienten (12 x l0__6/'°C) T = bindetemperaturen hos den kallare plåten,' To = driftstemperaturen A T = temperaturskillnaden mellan plåtarna vid tid- punkten-för limningen, och D = tjockleken hos en individuell stålplåt i det bundna stålplåtsparet.

Passagen av den limmade elektriska stålplåtsbandet, över valsar, som har relativt små krökningsradier, kan också orsaka svår skada på den sammansatta artikeln: _ Den minsta radie hos valsarna som kan tolereras vid be- 10 l5 20 25 30 35 449 962 10 handling av det laminerade bandmaterialet enligt före- liggande uppfinning, kan beräknas genom att man sätter spänningsvärdet till lägre än sträckgränsen hos mate- rialet och löser ovanstående ekvation l för fastställan- de av tolererbar krökningsradie. För ett limmat band av kornorienterat kiselstålmaterial med en tjocklek av 0,56 mm och en dragbrottgräns av 240 MNm_2, skulle den minsta tolererbara valsdiametern vara ca 280 mm.

Den primära nyttan av att bilda laminerade artiklar av elektriska stålplåtar är âstadkommandet av ett mate- rial, som är idealt lämpat för den konventionella fram- ställningen av kommersiella elektriska anordningar, t ex transformatorer. De laminerade artiklarna enligt uppfin- ningen kan bindas vid tillräcklig styrka för att säker- ställa att de är kraftigt motståndskraftiga mot delami- nering under efterföljande formningsoperationer. Sådana sammansatta eller laminerade artiklar har dessutom elekt- riska och magnetiska egenskaper, vilka är vida överlägsna egenskaperna hos enkla plåtar med samma totaltjocklek.

Följande exempel avser att belysa framställningen av elektriska laminerade artiklar enligt uppfinningen och de genom uppfinningen uppnådda elektriska och magnetiska egenskaperna.

I EXEMPEL 1 Tio skivor av högspänningsöverdraget kornorienterat kiselstål limmades parvis under utnyttjande av ett termo- plastlim, speciellt PA-4459-limmet från 3M Company.Magne- tiska prov utfördes med de enskilda plåtarna och med de plåtar, som utvalts som par men före limningen. Plå- tarna eller skivorna hade dimensionerna 660 x 305 mm och presslimmades med termoplastlimmet vid en temperatur av 2 17500 under 2 min vid ett presstryck av 1,75 MNm_ under utnyttjande av en tjocklek av 0,025 mm hos limlinjerna.

Staplingsfaktorn överskred ca 95% för varje laminerad ar- tikel. De limmade elektriska laminerade artiklarna prova- n des magnetiskt och utsattes för olika skärningsoperatio- ner och undersöktes sedan ifråga om delaminering samt provades för den elektriska isolationen hos individuella 449 962 ii elektriska stålplåtar. Nedanstående tabell 1 anger vik- tiga magnetiska data.

TABELL 1 Plåtpar _________________ Före " Efter IndíVí_ bind- bind- duellt Tj0ck_ Enskilda plåtar Pr0V_ ningen ningen prov- lek stycks- W/kg W/kg stycke mm W/kg vid1,7 T par víd1,7 T vid L7 T 1 0,274 1,526 2 0,277 1,504 1 & 2 1,649 1,739 3 0 27Å 1 504 4 oïzao iïsei 3 & 4 1,616 1,893 5 o 277 1 470 Q 6 01274 12504 s a e 1,601 1,856 7 0,272 1,473 8 0,272 1,590 7 & 8 1,691 1,938 9 0 333 2 ÛQÖ io 01345 zïoas 9 & io 2,205 e 2,456 Den effektförlust, som mätte på provstycken i tabell l som par före bindningen,är något högre än medeltalet för tvâ skivor, som provats som individuella plåtar. Denna ök- ning förmodas vara resultatet huvudsakligen av variationer i banan för det magnetiska flöde, som uppstår när plåtar- na provas som par och som icke kan uppstå, när plåtarna provas individuellt. Detta gav upphov till lokala områden hos plåtarna, vilka hade betydligt högre magnetiska induk- tioner än medeltalet. Effektförlusten ökar med kvadraten på den magnetiska induktionen, och därför ökar den totala uppmätta effektförlusten. Provningen av plåtarna som par före bindningen orsakade inte någon nedbrytning av det elektriska stålplåtsmaterialet utan återspeglar mera nog- grant effektförluster, som kan förväntas under drift, när åtskilliga skivor arbetar vid en medelhög induktion.

De bundna laminerade artiklarna i det ovanstående 'exemplet var mindre än 5% tjockare än den totala tjockle- ken av de enskilda skivorna. Denna ringa extra tjocklek berodde på den tunna (0,025 mm) limlinjen. En liten ökning av effektförlusten hosdet bundna laminatet erhölls, varvid ökningen uppgick till 5-16% över vad som gäller för paren, som prövats före limningen. Denna ökning beror delvis på den ökade provstycksvikt, som utnyttjades för beräkning av 10 15 20 25 30 'ß 449 962 12 den magnetiska induktionen, och partiellt på mindre, oöns- kade spänningar, som förelåg i den laminerade kroppen.

Provstyckena och den laminerade artikeln enligt detta exempel utsattes för klippning och slitsning. De klippta och slitsade provstyckena uppvisade ej någon delaminering av de enskilda, bundna elektriska plåtarna. Kontinuitets- prov, som utfördes med provstycken, vilka skurits ut från z den bundna laminerade artikeln, visade att den elektriska isolationen hos plåtarna kvarstod, eftersom några kort- slutningsbanor ej hade uppkommit mellan de enskilda angrän- sande stålplåtarna.

EXEMPEL 2 _ .

Arton ytterligare skivor av ett konventionellt, korn- orienterat kiselstål och med storleken 610 x 254 mm, lim- mades adhesivt under utnyttjande av den i exempel l beskriv- na tekniken. Provstyckena ll-16 slutbelades med en högspän- ningskärnbeläggning. Provstyckena 17-24 slutbelades med en konventionell, fosfatglaskärnbeläggning, som påfördes ovan- på ett överdrag av magnesiumsilikatglas. Provstyckena 25-28 hade enbart ett grundöverdrag av glas. Som en för- klaring må nämnas, att kiselstål kan generellt beläggas med en glödgningsseparator, t ex magnesiumoxid, före en högtemperaturglödgningsoperation. Reaktionsprodukten mel- lan magnesiumoxid och kiseloxid på bandytan består huvud- sakligen av forsterit, Mg2Si04. Ett sådant forsteritskikt kallas vanligtvis ett grundöverdrag. Uttrycket “kärnbe- läggning" (engelska "high tension coreplate") syftar på en slutbeläggning, i typiska fall ett fosfatglasbaserat material, som påföres på bandmaterialet ovanpå grund- överdraget eller som påföres på den nakna bandytan, från vilken grundöverdraget har avlägsnats. Högspänningskärn- beläggningar är vanligtvis slutbeläggningar, som för- _ sätter det underliggande bandmaterialet för biaxiell spän- ning för att minska effektförlusterna, minska spännings-_ känsligheten och förbättra magnetostriktionen. Nedanstå- ende tabell 2 sammanställer magnetiska testdata för dessa provstycken före och efter limningen. i* ..--_-....._-_.~~.._., 449 962 13 :wise Plåtw Före Efter IndíVí_ I Enskilda låtar :1:d0n :1:d0n due11c Tjock- ----~Jï--- Pr°V_ --Jå-- ---å-- prov- lek _ stycke mm W/kg vid1,7 T ääïcks ïíäglj T SÃÉÉI7 T 11 0,340 2,540 12 0,338 2,464 11 & 12 2,227 2,379 13 0,343 2,291 14 0,351 2,535 13 & 14 2,205 2,421 15 0 351 2 314 16 0,345 22400 15 1 16 2,121 2,253 17 0,284 2,007 18 0,284 2,037 17 & 18 1,790 2,637 19 0,287 1,930 20 0,277 2,027 19 & 20 1,746 2,959 21 0,292 2,134 22 0,330 2,289 21 & 22 1,964 2,553 23 0,318 2,314 24 0,237 2,085 23 & 24 1,938 2,205 25 0,267 2 136 26 0,262 2:177 25 & 26 1,938 3,501 27 0,254 2,184 28 0,269 2,565 27 & 28 2,094 3,594 Tabell 2 visar nyttan av högspänningsslutöverdrag som underlag för elektrisk isolation av limmade plåtar.

De laminerade stålprodukterna uppvisar en krökningsradie, som försätter det innersta stâlskiktet för en tryckspän- ning. I det fall, då lim utnyttjas för att åstadkomma förbandet mellan plåtarna i den laminerade artikeln, kan tryckspänningar också introduceras i den elektriska stål- plåten genom limmets binde- eller härdningsfunktion. Hög- spänningsslutöverdrag, t ex de som utnyttjades i prov- styckena ll-16, motverkar oönskade tryckspänningar och begränsar den med limningen förenade effektförlusten.

Konventionell fosfatglaskärnbeläggning är i lägre grad framgångsrik som en slutbeläggning för elektriska stålplåtar, som utnyttjas i den laminerade artikeln en- ligt uppfinningen. Sådana bundna laminat motverkar vissa olämpliga kvarstående spänningar i den elektriska stål- plåten och ger i allmänhet utmärkt elektrisk isolation 449 962 14 liksom högspänningsöverdragen, vilka förhindrar virvel- strömsflöde mellan angränsande skivor i laminatet.

Effektförlustökningen till följd av limningen av elektriska stålplåtar i exempel 2 var störst för prov- styckena 25-28, där plåtarnas ytor hade belagts enbart med glas. Detta fenomen förmodas bero på att dessa glas- överdrag har relativt dålig förmåga att motverka kvar- stående spänningar.

Det kan också konstateras, att provstycken, som klippts och skurits från elektriska stålplåtslaminat i tabell 2, inte uppvisade någon delaminering av de enskil- da plåtarna oavsett vilken typ av beläggning som utnytt- jades på dessa.

Exempel 3 Fyra elektriska laminat, som framställts i exempel 2, utsattes för termisk planing eller riktning i en kist- ugn i luft genom att de bundna skivorna placerades på en planbäddsplatta med en större krökningsradie än 23 m, var- efter följde upphettning eller glödgning av skivorna un- der 10 min vid en temperatur av 204°C. Provstyckena till- läts svalna i luft, sedan de avlägsnas från ugnen och utsattes för magnetisk provning. Resultaten av denna prov- ning anges i tabell 3.

TABELL 3 Prov- Före Efter stycks- bind- bind- Ear ningen ningen Efterriktningen W/kg vid W/kg vid W/kg vid 1,7 T 1,7 1 1,7 1: 13 & 14 2,205 2,421 2,200 15 a 16 - 2,121 2,253 2,143 17 & 18 1,790 2,637 1,825 19 s. zo 1,746 2,959 1,775 Ingen delaminering av de enskilda stålplåtarna upp- stod som ett resultat av planingen eller riktningen.

Som framgår av sifferuppgifterna i tabell 3 kom effekt- förlusterna för alla bundna laminat efter den termiska riktningen att närma sig värdena, som uppmätts före lim- ningen. Fördelen med högspänningsslutöverdrag är i viss 1:. 449 962 15 utsträckning beroende på i hur stor utsträckning oönskade spänningar är tolererbara i laminatstrukturen. Under för- utsättning att krökning och bockningspåkänningar kan på ett adekvat sätt avlastas genom den ovan beskrivna pla- nings- eller riktningsoperationen, kan de flesta överdrag vara lämpliga för elektriska stålplåtar.

Uppfinningen får ej anses vara begränsad av de ovan angivna utföringsexemplen, utan många variationer är möj- liga inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Claims (9)

10 15 20 25 30 449 962 16 PATENTKRAV

1. Laminerad artikel för elektriska ändamål, k ä n n e t e c k n a d _därav, att den består av minst två under 0,5 mm tjocka plåtar av medelst ett överdrag elektriskt isolerat elektrostålbandsmaterial och ett av termoplastiskt lim bestående, högst ca 0,025 mm tjockt limskikt mellan angränsande plåtar för att binda dem mot varandra utan att orsaka betydande tryckspänningar i plåtarnas plan, vilket lim särpräglas av väsentligen momentan vidhäftningsförmåga vid en temperatur under 400°C, varvid limskiktet mellan angränsande plåtar före- trädesvis uppvisar en förbandsstyrka av minst 7 MNm_2, helst minst l4 MNm_2, mätt vid uniaxiell spänning, d v s väsentligen vinkelrätt mot plåtarna.

2. Artikel enligt patentkravet l, k ä n n e - t e c k n a d därav, att det elektriska stålet är en järnkisellegering, som företrädesvis är kornorienterad, varvid stàlplåtarna företrädesvis har tjocklek över ca 0,15 mm. .

3. Artikel enligt patentkravet l eller 2, k ä n - n e t e c k n a d därav, att de totala kvarstående tryckspänningar, som verkar i plåtens plan, är under 71mm".

4. Artikel enligt patentkravet 1 eller 3, k ä n ~ n e t e c k n a d därav, att bandmaterialet är amorft och företrädesvis har en tjocklek av under ca 0,15 mm.

5. Artikel enligt något av patentkraven l-5, k ä n n e t e c k n a d därav, att limskiktet är mot- stàndskraftigt mot angrepp i dielektriska oljor, särskilt vid förhöjda driftstemperaturer.

6. Artikel enligt något av patentkraven l-5, k ä n n e t e c k n a d därav, att limskiktets tjocklek är under 10% av den'totala tjockleken hos laminatet,' företrädesvis under 5% av den totala tjockleken av laminatet. V V4) 10 449 962 s 17

7. Artikel enligt något av patentkraven l-6, k ä n n e t e c k n a d därav, att de elektriska stål- plâtarna är elektriskt isolerade med ett överdrag, företrädesvis ett högspänningsöverdrag och företrädesvis valt ur den grupp, som består av fosfatglas, magnesium- silikat och fostatglas över magnesiumsilikat. _

8. Artikel enligt något av patentkraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d därav, att de elektriska stål- plåtarna är elektriskt isolerade med hjälp av limmet.

9. Artikel enligt något av patentkraven l-3 och 4-8, k ä n n e t e c k n a d därav, att stålplåtarna är kornoirenterade kiselstålplåtar och är elektriskt isolerade med hjälp av en högspänningskärnplåtbeläggning.