Je li materijal željezne jezgre motora što tanji?

GNEE čelična hladno valjana jezgra od električnog čelika

Kako odabrati materijal koji se koristi u laminatima rotora ili statora ima temeljni i dalekosežni utjecaj na dizajn motora, a materijal željezne jezgre utječe na učinak, toplinsko podizanje, težinu i troškovne karakteristike motora.

Prva stvar o kojoj treba biti jasno jest da niti jedan materijal nije optimalan za svaku primjenu i da se moraju napraviti kompromisi između cijene, težine, veličine i drugih čimbenika. Osim toga, postupak laminiranja nakon proizvodnje ima velik utjecaj na performanse dizajnirane željezne jezgre. Kriteriji odabira materijala uključuju cijenu, propusnost, elektromagnetski gubitak i gustoću toka zasićenja. Propusnost i gubitak jezgre variraju s frekvencijom preokreta toka (u Hercima) i gustoćom toka, au nekim primjenama oblik krivulje histereze postaje važan. Svaki dostupni materijal optimiziran je za jedno ili više od ovih svojstava, a za druga je manje savršen.

Trenutno je najčešće korišteni materijal za željeznu jezgru motora hladno valjani laminirani čelik, što je najjeftiniji materijal za serijsku primjenu, a jednostavno utiskivanje i nisko trošenje alata pomažu u smanjenju troškova gotove laminacije. U primjenama gdje su prihvatljivi veliki gubici u jezgri (DC stupovi, niski radni ciklus, itd.) i jeftina krajnja oprema,ugljični čelikTreba uzeti u obzir, naravno, magnetska i mehanička svojstva ovog materijala jedan su od odlučujućih čimbenika. Što je materijal tanji, manji je gubitak visokofrekventnih vrtložnih struja, a učinkovitost motora je poboljšana. To zauzvrat znači nižu potrošnju energije, a time i duži domet prijenosa uz istu razinu kapaciteta.

Zrnati silicijski čelik u transformatoru snage

Lim je tanji, vrijeme izrade dulje, a produktivnost smanjena. U slučaju motora s vanjskim promjerom statora od 250 mm i visinom lameliranja od 120 mm, što je tanja debljina lima, potrebno je više laminiranja za postizanje željene ukupne visine. Brzina štancanja varira između 220 poteza/min (za 0.25 mm debele listove) i 250 poteza/min (za 0,35 mm debele listove), ovisno o debljini lima. Uzimajući u obzir otpad, zastoje i dostupnost sustava, proizvodnja će biti između 32 pilota (0,35 mm) i 19 pilota (0,25 mm) po satu, što predstavlja 1,7 puta povećanje vremena utiskivanja.

Razmotrite maksimalnu učinkovitost, ali ne i neovisnost o primjeni. Snažni elektromotori mogu se proizvoditi s velikim brojem klasa čelika, a pri odabiru pogonskog motora na isključivo električni pogon prvenstveno je pitanje koliko se može uštedjeti korištenjem kvalitetnijeg, tanjeg, a time i skupljegelektrotehnički čelik. Čak i relativno mala razlika u učinkovitosti može utjecati na domet baterije, a time i na količinu potrebnog kapaciteta baterije. Ako se motor koristi samo kao potpora motoru s unutarnjim izgaranjem u blagom hibridnom vozilu ili ako je vozilo namijenjeno isključivo električnom pogonu na kratkim ili srednjim udaljenostima (kao što je hibridno ili plug-in hibridno vozilo), zahtjevi za krivulja performansi je niža. Osim uštede materijala motora, potreban kapacitet baterije također je uvelike smanjen, zbog čega ima smisla smanjiti učinkovitost motora u rasponu debljina od 0.3 do 0.35 mm. Osim toga, izuzetno tanka čelična željezna jezgra može poboljšati učinkovitost brzohodnih motora, posebno učinkovitost statora, ali u rotoru je često potrebno postići vrlo visoku čvrstoću, a ne tanju debljinu, i posebne postupke spajanja, kao što su kao što je sve površine lijepljenje, čine rotor dizajn također imaju pozitivan utjecaj na učinkovitost.

Hladno valjana jezgra od silikonskog čelika

Iz sveukupne perspektive, tanje nije bolje. Kada razmatramo mogućnost strojne obrade, cijenu, područja primjene, učinkovitost i druge tehničke čimbenike u dizajnu motora, moramo gledati na upotrebu čelika od željezne jezgre na vrlo drugačiji način.