Elektrik makinelerinin ve transformatörlerin nüvelerinde en çok kullanılan malzeme bir demir alaşımıdır. Demirin yanı sıra silisyum, nüve malzemesinde önemli bir elementtir. Bunun nedeni, silikon yüzdesinin yaklaşık %6’ya kadar arttırılmasının çekirdek kayıplarında bir azalmaya yol açması ve çeliğin elektriksel direncini arttırmasıdır. Sonuç olarak, elektrikli makineler ve transformatörler için verim artışını sağlar. Elektrik makineleri ve transformatörlerde laminasyonlu saclar halinde kullanılmaktadır ve silisli sac adı verilmektedir [1].
İki tip silisli sac bulunmaktadır: tanecik yönlendirmeli (grain-oriented GO) ve tanecik yönlendirmesiz (non grain-oriented NGO).
Tanecik Yönlendirmeli (Grain-Oriented GO) Sac
Bu malzemenin tanecikleri önceden tanımlanmış bir yönde yönlendirilmiştir. Bu tür sacın yuvarlanma (rolling) yönü boyunca manyetik özellikleri, enine (transverse) yönünden çok daha iyidir. Ayrıca, bu malzemeler izotropik değildir: davranışları manyetik alanın yönüne ve akı yoğunluğu vektörüne bağlıdır. Tanecik yönlendirmeli silisli saclar normalde güç transformatörlerinde kullanılmaktadır.Son zamanlarda ise eksenel akılı makinelerinde kullanımı da görülmektedir [1].
Tanecik Yönlendirmesiz (Non Grain-Oriented NGO) Sac
Bu malzemeler büyük ölçüde izotropiktir: yuvarlanma ve enine yöndeki davranış arasında sadece küçük bir fark gözlenir. Bu malzeme her türlü elektrikli makinede kullanılmaktadır [1].
Şekil 1 : Yuvarlanma ve enine yönü [2].
Kodlama
En sık kullanılan silisli sac sınıflarının kodları, örneğin, M235-35A ile M800-65A arasındadır (Bu kodların dışında da saclar bulunmaktadır). Sac sınıfının adının ilk üç hanesi, 50 Hz frekans ve 1,5 T indüksiyon değeri için belirli kayıpların maksimum değerini ifade eder (örneğin, M235-35A 2,35 W/kg kay ba sahiptir). Son iki hane, laminasyonun kalınlığını gösterir (örneğin, M235-35A 0,35 mm kalınlığa sahiptir).
Ayrıca elektrikli araçlar gibi yüksek frekans uygulamaları için geliştirilmiş, örneğin, NO20-15 kodlu saclar da bulunmaktadır. Bu kodlamada ise ilk iki rakam sac kalınlığını ifade ederken, son iki hane 400 Hz ve 1 T’daki kayıpları ifade etmektedir.
Kaynaklar
[1] Mohamed Nabil Fathy Ibrahim. Design aspects of high performance synchronous reluctance machines with and without permanent magnets. PhD thesis, Ghent University, 2017.
[2] Hongyu Zhou and Thomas L. Attard. Simplified anisotropic plasticity model for analyzing the postyield behavior of cold-formed sheet-metal shear panel structures. Journal of Structural Engineering, 141(7):04014185, jul 2015.