引言:简单粗暴地理解,所有的电/磁系统基本原理都是基于法拉第的电磁感应定律,将电能和机械能相互转换,磁场是转换的中介。
本文围绕以下几个问题展开
电磁转换的本质
电磁转换的应用
电工钢在电磁转换中的应用价值是什么
取向电工钢和无取向电工钢的材料区别,以及应用场景的差异是什么?
国内的电工钢厂家信息:
比如上游除了宝钢外还有哪些钢厂可以生产、上游集中度如何、一年总产量大概多少;下游主要应用场景是什么(电机、变压器、电器以及电工仪表中的磁性材料?),一般哪些企业会买,下游集中度如何,好不好卖?
1、电磁转换的本质
电磁感应是指导体在磁场中运动或磁场变化时,导体中会产生电动势的现象。根据法拉第电磁感应定律,当导体穿过磁场线时,会在导体两端产生电动势,从而在闭合回路中产生电流。同样地,如果电流通过导体,它会在磁场中产生力,使导体运动,实现电能和机械能之间的转换。
2、电磁转换的应用
这种原理在许多电气设备和机器中得到了应用,如发电机、电动机、变压器等。例如,发电机就是利用转子上的导体通过磁场旋转来产生电动势,从而将机械能转换为电能。而电动机则是利用电流在磁场中产生的力使转子旋转,将电能转换为机械能。
3、电工钢在电磁转换中的应用价值是什么
电工钢(也称为硅钢或电磁钢)是一种特殊的钢材,主要特点是具有高磁导率和低磁滞损耗,这使得它在电磁设备中非常适用。电工钢在电磁感应原理中的作用主要体现在以下几个方面:
降低磁滞损耗:电工钢的磁滞损耗较低,这意味着在反复磁化和去磁化的过程中,电能转换为热能的损耗较少。这对于提高电磁设备的效率至关重要。
提高磁导率:电工钢具有较高的磁导率,这意味着它可以更容易地被磁化,并且能够有效地传导磁场。这有助于在电磁设备中建立和维持强磁场。
减少涡流损耗:电工钢通常具有很薄的层状结构,表面涂有绝缘层,这有助于减少涡流(涡流是在导体中产生的循环电流,会导致能量的损耗)。在电动机和变压器等设备中,减少涡流损耗可以提高整体效率。
稳定磁场:在发电机和变压器中,电工钢片堆叠成铁芯 的形式,用来形成稳定的磁路。这样可以确保磁场在设备内部有效地传递,减少能量的损失。
4、取向电工钢和无取向电工钢的材料区别,
以及应用场景的差异是什么?
取向电工钢:
材料特性:取向电工钢的主要特点是具有高度的各向异性,即在某个方向上的磁性能远优于其他方向。这种钢材在晶粒取向方向上具有极高的磁导率和很低的磁滞损耗。
制造工艺:取向电工钢的制造过程中,会对钢材的晶粒进行特殊的取向处理,使得晶粒在钢板平面上的方向一致性很高。这种处理使得钢材在特定的方向上具有最佳的磁性能。
应用场景:由于取向电工钢的高磁导率和低磁滞损耗,它主要应用于需要高效能和高磁导率的场合,如变压器和电抗器的铁芯。在这些应用中,取向电工钢可以减少能量损耗,提高设备的能效。
无取向电工钢:
材料特性:无取向电工钢不具有明显的各向异性,即在各个方向上的磁性能相对均匀。这种钢材在所有方向上的磁导率和磁滞损耗较为平均。
制造工艺:无取向电工钢的制造过程中,不对晶粒进行特殊的取向处理,因此其磁性能在各个方向上较为一致。
应用场景:无取向电工钢由于其磁性能的均匀性,适用于需要在不同方向上都有良好磁性能的场合,如旋转电机(如电动机和发电机)的铁芯。在这些应用中,无取向电工钢可以提供较为均匀的磁性能,适应电机运转时不断变化的磁场方向。
总的来说,取向电工钢和无取向电工钢的材料差异主要体现在晶粒的取向性和磁性能的各向异性上。这些差异导致了它们在不同电磁应用场景中的适用性不同。取向电工钢适合于单向磁场应用,如变压器;而无取向电工钢适合于多方向磁场应用,如电动机和发电机。
5、国内的电工钢厂家信息:
哪些钢厂可以生产、上游集中度如何、一年总产量大概多少;下游主要应用场景是什么(电机、变压器、电器以及电工仪表中的磁性材料?),一般哪些企业会买,下游集中度如何,好不好卖?
中国的电工钢行业主要由国有企业主导,宝钢股份和首钢股份是该行业的主要生产企业。截至2020年,宝钢股份在无取向电工钢市场的产量占比约为28.42%,首钢股份占比14.05%,而山西太钢占比11.53%。在取向电工钢方面,宝钢股份的产量占比高达53.04%,首钢股份也有显著的市场份额。整体而言,无取向电工钢市场的集中度较高,而取向电工钢市场的集中度则更高。
2023年上半年,中国共生产电工钢725.12万吨,其中取向电工钢产量为122.95万吨,同比增长16.98%;无取向电工钢产量为602.17万吨,同比增长7.23%。在取向电工钢方面,上半年共生产高磁感取向电工钢约82.91万吨,同比增长24.96%,占比67.43%;一般取向电工钢约40.04万吨,同比增长3.33%,占比32.57%。在无取向电工钢方面,上半年共生产中低牌号无取向电工钢425.40万吨,同比下降0.78%,占比70.64%;生产“双高”(高牌号+高效)无取向电工钢176.77万吨,同比增长33.10%,占比29.36%,其中生产新能源汽车用高牌号无取向电工钢约39.26万吨,占比22.21% 。
电工钢的主要应用场景包括新能源汽车、特高压工程、轨道交通、大型电机、智能家电、光伏发电、风电、物联网等领域。无取向电工钢主要用于制造电机、变压器、电器以及电工仪表中的磁性材料,而取向电工钢则主要用于电力变压器领域。由于电工钢在电力设备成本中占有重要比重,其市场需求与电力设备行业的发展密切相关。随着国家对于能效和环保的重视,高性能电工钢的需求预计将持续增长。
在销售方面,电工钢的市场需求与宏观经济、行业政策和技术发展紧密相关。由于电工钢行业的技术壁垒和资金壁垒较高,新进入的企业面临着一定的挑战。此外,电工钢的质量认证过程严格,与下游客户建立稳定的合作关系对于电工钢生产企业来说至关重要。因此,虽然电工钢市场存在一定的竞争,但在高端产品领域,国有企业仍然占据主导地位。
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