CRGO-laminaatkwaliteiten (M0/M2/M3/M4/M5): hoe GOES-gegevensbladen te lezen

Als je maar één ding onthoudt, laat het dan dit zijn: M0/M2/M3/M4/M5 zijn slechts verhalen over dikte en verliesvensters, en GOES-gegevensbladen zijn het echte script. De gradatie op het laminaatlabel is steno. De datasheet vertelt je wat je daadwerkelijk krijgt en waar je daadwerkelijk voor betaalt in watts per kilogram en millimeters.

1. Waarom "M3" nog steeds verschijnt als de wereld is overgestapt op IEC-codes

Officieel, elektrostaal met georiënteerde korrel wordt tegenwoordig gedefinieerd door IEC 60404-8-7, met kwaliteiten gestructureerd rond diktebanden zoals 0,20, 0,23, 0,27, 0,30 en 0,35 mm en verlieslimieten bij een gespecificeerde inductie, meestal 1,7 T.

In de praktijk zeggen transformatormensen nog steeds "M3-kern", "M4-kern" enzovoort. Die oude AISI M-serie taal weigert te sterven, omdat het drie dingen in één compact label bevat: een nominale dikte, een kernverlies en een mentaal beeld van waar dat materiaal zit in de kosten- en prestatiestapel.

Dus zit je uiteindelijk met een moderne GOES datasheet vol codes als M108-23 of 23JGSE075, terwijl je tekening of RFQ zegt "CRGO M4, 0,27 mm". Het is de kunst om deze twee werelden met elkaar te verbinden zonder met de handen te zwaaien.

2. Wat "M0 / M2 / M3 / M4 / M5" werkelijk coderen

De klassieke lamineerkwaliteiten hebben het vooral over dikte, waarbij de verliesprestaties eerder impliciet dan volledig gespecificeerd zijn. Een vereenvoudigd beeld, afgestemd op de typische GOES-aanbiedingen van grote fabrieken, ziet er als volgt uit.

Deze getallen variëren per walserij en generatie staal; ze zijn indicatief, geen aankoopspecificatie. Het punt is: het "M"-label geeft alleen een bandbreedte aan. Op het gegevensblad zie je het exacte verliesvenster dat je leverancier daadwerkelijk garandeert.

3. De naamregel: moderne GOES-codes decoderen

Voordat je naar de tabellen op de datasheet kijkt, staat het meeste wat je nodig hebt al in de soortnaam zelf. Verschillende fabrieken gebruiken verschillende alfabetten, maar de structuur is gelijkaardig.

Neem een Aperam-stijl code zoals "M108-23". Het patroon is goed gedocumenteerd in industriële notities: "M" voor elektrisch staal, "108" als specifiek verlies bij 1,7 T vermenigvuldigd met 100, "23" als dikte in millimeter vermenigvuldigd met 100. Dus M108-23 is een strip van 0,23 mm met P1,7/50 rond de 1,08 W/50. Dus M108-23 is een strip van 0,23 mm met P1,7/50 rond 1,08 W/kg.

Voeg een extra karakter toe en het verhaal verandert enigszins. Een code als "M120-30P5" is beschreven als: elektrisch staal, 1,20 W/kg bij 1,7 T, 0,30 mm dikte, familie met hoge doorlaatbaarheid ("P"), en een frequentieaanduiding. Dat laatste cijfer is meestal een interne conventie rond 50 of 60 Hz; je bevestigt het nog in de tabel.

Vergelijk dit nu met een IEC-uitgelijnde GOES-code zoals "M130-30" in een tabel op het gegevensblad. Ook hier geeft 130 het verliesniveau aan bij 1,7 T en 30 de dikte. Het oude lamineerlabel "M5" wordt dan een vage aanwijzing: het wil waarschijnlijk iets als M130-30, maar je controleert de werkelijke getallen.

Als je dat patroon eenmaal hebt gelezen, is de voorpagina van een gegevensblad geen branding meer, maar een compacte numerieke samenvatting.

4. De magnetische tafel: wat is echt belangrijk voor een ontwerper?

De meeste GOES-gegevensbladen verankeren hun garanties rond een paar standaardpunten. De namen variëren enigszins, maar de structuur is stabiel voor alle producenten.

Kolommen met kernverlies eerst. Je zult notaties zien als P1,5/50, P1,7/50 of P15/50. Deze verwijzen allemaal naar het totale verlies per kilogram bij een bepaalde inductie (1,5 of 1,7 T) en frequentie (50 Hz of 60 Hz). Ze verwijzen allemaal naar het totale verlies per kilogram bij een bepaalde inductie (1,5 of 1,7 T) en frequentie (50 Hz of 60 Hz). In Chinese en JIS-stijl wordt dit vaak expliciet vermeld, bijvoorbeeld dat P15/50 verlies is bij 1,5 T en 50 Hz, en P10/400 bij 1,0 T en 400 Hz.

Kolommen met fluxdichtheid volgen. Je ziet B8, B50 of "magnetische polarisatie bij 800 A/m". IEC- en JIS-platen garanderen doorgaans minimaal B50 (fluxdichtheid bij 5000 A/m) en soms B8 bij 800 A/m. Kwaliteiten met een hoge doorlaatbaarheid duwen deze waarden iets omhoog voor hetzelfde veld, wat direct zichtbaar is in je excitatiestroom en kortsluitimpedantie.

De kleine lettertjes zijn belangrijk. Sommige tabellen zijn alleen "gegarandeerde waarden bij 1,7 T, 50 Hz" en geven 1,5 T en 60 Hz als typische waarden. Andere garanderen beide sets. Sommige specificeren "zoals geschoren"; andere specificeren "na spanningsarmgloeien bij 750 °C gedurende 2 uur" of iets dergelijks. Die ene regel bepaalt of je afgewerkte kern echt voldoet aan de getallen nadat je hem geponst of gesneden hebt en de mechanische spanning eruit gebakken is.

Dus als iemand zegt "we hebben M3 gebruikt", dan wil je echt weten over welke van deze voorwaarden ze het hebben.

5. Geometrie, lamineerfactor, coating: de onderdelen die mensen overslaan en waar ze vervolgens door gebeten worden.

Onder de magnetische tabel staan datasheets met details over dikte, breedte, lamineerfactor en coating. Makkelijk over te slaan. Gevaarlijk om over te slaan.

De dikte is meestal duidelijk: 0,23, 0,27, 0,30, 0,35 mm enz., in overeenstemming met de nominale waarden van IEC 60404-8-7. Maar let op de toleranties en het "leveringsbereik". Een kwaliteit kan nominaal 0,23 mm zijn, maar in werkelijkheid binnen ±0,025 mm worden geleverd. Als je raam en stapelhoogte krap zijn, is die tolerantie stapelbelangrijker dan het model dat je hebt gebruikt in de verliesberekening.

De lamineerfactor zit rustig in een andere kolom: typische GOES-platen garanderen waarden rond 94,5-96 % na coating. Als je een kern ontwerpt met een naïeve stapelhoogte van "100 % staal", kom je ofwel een tekort aan raam ofwel een tekort aan flux. Goede datasheets geven een lamineerfactor per dikte; je CAD-model moet die getallen gebruiken, niet een algemene constante.

Coatingtype wordt meestal gecodeerd als C-5, "ASTM C-5" of gelijkwaardig. Dat definieert de interlaminaire isolatieweerstand en ook de perforeerbaarheid. Europese en Braziliaanse brochures beschrijven GOES-families met specifieke coatings en "easy punch"-opties, met duidelijke tabellen met de overeenkomstige laminatiefactor en kernverliesbereiken.

Een laatste rustige sectie is de regel "verwerkingstoestand": volledig verwerkt vs. half-verwerkt, en of verliezen gegarandeerd zijn als geschoren of na je eigen gloeicyclus. Als je die regel niet leest, kom je er vaak achter dat je geassembleerde kernen enkele tientallen procenten boven de geadverteerde P1,7/50 zitten.

6. Datasheets koppelen aan lamineerkwaliteiten: praktische voorbeelden

Wanneer je een datasheet voor je hebt liggen en een RFQ die zegt "CRGO M4 0,27 mm", dan is het de echte taak om een moderne kwaliteitscode te kiezen die veilig is wat verliezen betreft en verstandig is wat de kosten betreft.

Zeggen dat het gegevensblad de volgende conventionele GOES-kwaliteiten aanbiedt (cijfers vereenvoudigd en afgerond van een typische set): dikte 0,23 mm, kwaliteiten M108-23 en M117-23; dikte 0,27 mm, kwaliteiten M112-27 en M125-27; dikte 0,30 mm, kwaliteiten M130-30 en M140-30; dikte 0,35 mm, kwaliteit M150-35.

Een laminaatspecificatie van "M3, 0,23 mm" betekent meestal iets als M108-23 of M117-23. Het M-nummer in deze moderne code geeft precies aan hoe agressief de verlieslimiet is. Het M-nummer in deze moderne code vertelt je precies hoe agressief de verliesgrens is; een 108-klasse is strakker dan een 117-klasse. Als het ontwerp gebaseerd is op een oudere 1,5 T referentie, controleer dan of P1,5/50 voor de gekozen gradatie op of onder het historische M3 venster ligt, niet alleen het 1,7 T getal.

Voor "M4, 0,27 mm" kijk je naar 0,27 mm kwaliteiten met P1,7/50 rond 1,12-1,25 W/kg. M112-27 past mooi in dat patroon; M125-27 geeft een losser venster. Je keuze hangt af van het feit of de gebruiker een traditionele M4 verwacht of zich comfortabel voelt met een hogere verliesklasse die nog steeds mechanisch past.

"M5, 0,30 mm" komt weer overeen met 0,30 mm producten met P1,7/50 rond 1,30-1,40 W/kg en P1,5/50 in de buurt van 0,9-1,0 W/kg. Hoe moderner het staal, hoe meer deze getallen verbeteren ten opzichte van de oude AISI-limieten, zodat je vaak M5-dikte krijgt met iets dat dichter bij de oudere M4-verliezen ligt.

Als je dat eenmaal in je hoofd hebt, zijn de oude letters niet langer mysterieus. Ze worden vage beperkingen die je controleert aan de hand van concrete gegevens op het gegevensblad.

7. De testvoorwaarden lezen als een ingenieur, niet als een marketeer

GOES-gegevensbladen vermelden bijna altijd de testnorm die wordt gebruikt voor kernverlies en fluxdichtheidsmeting. Je zult verwijzingen zien naar IEC 60404-2 en -3, JIS C 2550-1, JIS C 2556, ASTM A343 of ASTM A677.

Twee details zijn belangrijk voor ontwerpers. Eén: wordt de strip alleen in de walsrichting getest, of als een mix van wals- en dwarssnedes. Voor distributietransformatoren is dit van invloed op zaken als step-lap gebieden en verstekverbindingen waar de flux draait; fabrikanten meten soms op gemengde exemplaren om dat gedrag na te bootsen.

Twee: zijn de monsters spanningsarm gegloeid voor de meting. Sommige GOES-gegevensbladen zeggen expliciet dat de waarden na gloeien bij bijvoorbeeld 750 °C gedurende 2 uur in neutrale atmosfeer zijn. Andere zeggen "zoals afgeschoren". Het verschil kan enkele tienden van een watt per kilogram zijn bij 1,5 T. Je interne lamineerproces moet overeenkomen met wat de fabriek aannam, of je verandert de veiligheidsmarge in het ontwerp.

Daarom is een algemene uitspraak als "M3 is 1,0-1,3 W/kg bij 1,5 T" slechts een ruwe richtlijn. Zonder de testmethode is het niet direct vergelijkbaar met de datasheet in je hand.

8. Hi-B, domein-geraffineerd en laser-geschreven: hoe ze de cijfers binnensluipen

Veel GOES-productlijnen omvatten nu varianten met hoge doorlaatbaarheid en domeinveredeling: Hi-B, laser gegraveerd, mechanisch gegraveerd en combinaties. De datasheets tonen deze als afzonderlijke families met lagere P1,7/50 en vaak hogere B8/B50 waarden.

Sommige fabrieken geven deze weer als verschillende voorvoegsels, zoals JGH of JGHE in de catalogi van JFE, waarbij het kernverlies bij 1,7 T daalt tot 0,7-0,9 W/kg bij een dikte van 0,23 mm. Anderen voorzien ze van letters zoals "P" in de kwaliteitscode om families met hoge doorlaatbaarheid aan te geven.

Dan zie je lasergesneden domeinveredelde aanbiedingen op de markt komen met specifieke claims, zoals een paar procent minder kernverlies ten opzichte van de basiskwaliteit bij dezelfde dikte, bevestigd in de verkopersliteratuur voor recente materialen van 0,23-0,30 mm.

Vanuit het oogpunt van laminering worden deze materialen in de omgangstaal vaak nog "M2" of "M3" genoemd, maar hun datasheets zitten duidelijk in de M0/M1 prestatiecategorie. Dus als er in een specificatie staat "M3, Hi-B", dan is dat meestal een code voor "0,23 mm hoogdoorlatend domein-geraffineerd staal met verliezen die meer lijken op M0 dan op de klassieke M3".

9. Een GOES-gegevensblad omzetten in een laminaatspecificatie

Als je de standaarden al kent, is de workflow eenvoudig, hoewel ingenieurs het vaak informeel doen. Als je het opschrijft, is het makkelijker om het na te kijken.

Je begint met de ontwerpgetallen: doel P1,5/50 of P1,7/50, bedrijfsinductie en aanvaardbare excitatiestroom. Op basis daarvan besluit je of je je in een "M5 is prima" of "we zitten dichter bij M2/M0" ruimte bevindt.

Dan neem je een concreet gegevensblad van een walserij of servicecentrum. Je kiest de dikteregel die voldoet aan je mechanische en raambeperkingen. Binnen die rij kies je de kwaliteit waarvan het gegarandeerde verlies op je referentiepunt op of onder de ontwerpwaarde ligt, niet er gelijk aan is.

Vervolgens controleer je de voorwaarden: meetstandaard, as-sheared versus annealed, laminatiefactor, coating en of de garanties bij 50 of 60 Hz zijn. Als de garantie bij 60 Hz is, maar je ontwerp is 50 Hz, dan kun je de vuistregel uit ASTM A677 gebruiken, die aangeeft dat de maximale verliezen bij 1,5 T en 50 Hz ongeveer 0,79 keer de overeenkomstige 60 Hz waarde zijn. Het is nog steeds beter als de datasheet beide direct aangeeft, maar je hebt tenminste een consistente schaling.

Ten slotte vries je dat in een inkoopregel. In plaats van "CRGO M4" schrijf je iets als "CRGO 0,27 mm, kwaliteit M112-27 of beter, P1,5/50 ≤ 0,80 W/kg, gemeten na spanningsarmgloeien volgens JIS C 2550-1" en voeg je de ID van het referentiegegevensblad toe. Die zin is saai, maar wel nauwkeurig.

10. Een korte samenvatting voor mensen die voornamelijk in M-nummers leven

De oude lamineerkwaliteiten M0, M2, M3, M4, M5 zijn nuttige mentale snelkoppelingen, maar ze zijn vaag. Ze zeggen "dun" of "dik", "goed" of "gemiddeld", en niet veel meer.

Moderne GOES-gegevensbladen, verankerd in IEC 60404-8-7 en de bijbehorende meetstandaarden, geven het echte beeld: exacte dikte, gegarandeerd kernverlies bij duidelijk gedefinieerde inductie en frequentie, fluxdichtheid bij bepaalde veldsterkten, laminaatfactor, coating en verwerkingstoestand.

Als je eenmaal de rangcodes en de magnetische tabellen hebt leren lezen, wordt het bijna mechanisch om "M3" of "M4" te koppelen aan een werkelijke rij op het gegevensblad. Je stopt met discussiëren over labels en begint te praten in watt per kilogram en tesla, waar transformatorontwerpen echt om draaien.