JFE Steel vyvíjí ocelový plech JNRF™ s gradientem křemíku pro vysokorychlostní motory
-
Minimalizuje vysokofrekvenční ztráty železa
-
Zlepšuje vysokou hustotu magnetického toku
Společnost JFE Steel Corporation dnes oznámila svůj nedávno vyvinutý plech z křemíkové oceli s gradientem JNRF™ pro použití ve vysokorychlostních motorech, který společnost vyrábí pomocí patentované technologie chemického nanášení z plynné fáze (CVD) pro kontinuální silikonování. Nový materiál snižuje vysokofrekvenční ztráty železa a zlepšuje hustotu magnetického toku, čímž pomáhá zvýšit točivý moment motoru a výrazně zlepšit účinnost pro úsporu energie.
Plechy z elektrotechnické oceli4, které se široce používají jako materiál železného jádra pro elektrická zařízení, jako jsou motory a transformátory, jsou klíčovým materiálem, který řídí výkon elektrických zařízení. V posledních letech úsilí o zvýšení hnací frekvence5 pro zmenšení elektrických zařízení vyvolalo potřebu snížit ztráty železa v elektrotechnických ocelových plechách používaných v aplikacích zahrnujících vysokofrekvenční pohony. Křemík zvyšuje elektrický odpor oceli, takže zvýšení množství křemíku pomáhá snižovat ztráty železa ve vysokofrekvenčním rozsahu. Společnost JFE Steel vyvinula patentovanou technologii pro CVD kontinuální silikonování a poté tento proces použila k výrobě JNEX Core®, ocelového plechu s vysokým obsahem křemíku (6,5%), a JNHF Core®, ocelového plechu s gradientem křemíku se zvýšenou koncentrací křemíku ve svém povrchová vrstva, což obojí umožní zákazníkům JFE Steel vyvíjet produkty vyšší kvality (obr. 1①).
V aplikacích vysokorychlostních motorů rostou požadavky na snížení ztrát železa díky vysokofrekvenčnímu pohonu a zvýšené hustotě magnetického toku pro vyšší točivý moment. V reakci na to JFE Steel zahájila plán na vylepšení své řady výrobků z elektrotechnické oceli. Řešením bylo řídit distribuci koncentrace křemíku optimalizací množství silikonizace a podmínek difúze (obr. 2) a řízení orientace krystalů (obr. 3).
Úspěšným výsledkem těchto snah je nový ocelový plech JNRF™ s křemíkovým gradientem pro vysokorychlostní motory od JFE Steel. JNRF™ pomáhá výrazně zvýšit účinnost motoru pro úsporu energie při zachování hustoty magnetického toku (točivého momentu) ekvivalentní hustotě konvenčních neorientovaných plechů z elektrooceli (3% plechy z křemíkové oceli) (obr. 1②).
*Snadnost magnetizace železa závisí na orientaci krystalu. Snadno zmagnetizovaný materiál (s vysokou hustotou magnetického toku) lze vyrobit řízením orientace paralelně s povrchem listu.
Společnost JFE Steel se v budoucnu bude snažit rozšířit aplikace svých výrobků z ocelových plechů pro elektrotechnické účely, aby pomohla realizovat kompaktnější a rychlejší konstrukce motorů, jako jsou hnací motory pro elektrická vozidla, motory pro spotřební elektroniku a motory dronů, čímž uspokojí potřeby zákazníků na další efektivní a kompaktní elektrická zařízení ve stále udržitelnějším světě.
Technologie chemického napařování (CVD) zvyšuje koncentraci křemíku v oceli. CVD, které se provádí na lince pro žíhání ocelových pásů, způsobuje reakci mezi ocelovými pásy a plynným chloridem křemičitým (SiCl4) v peci, přičemž ocelové pásy nepřetržitě prochází pecí.
Ztrátou železa se rozumí ztráta energie, zejména tepla, když je železné jádro buzeno střídavým proudem. Ztráta energie, ke které dochází, když je železné jádro buzeno vysokou frekvencí, se nazývá vysokofrekvenční ztráta železa. Účinnost vysokootáčkových motorů se zvyšuje se snížením vysokofrekvenčních ztrát železa.
Hustota magnetického toku, která indikuje snadnou magnetizaci materiálu, zvyšuje elektromagnetickou sílu s rostoucí hustotou. V motorech lze dosáhnout většího točivého momentu (výkonu) s materiály, které nabízejí vysokou hustotu magnetického toku.
Plech z elektrotechnické oceli (nebo „plech z křemíkové oceli“) se získává přidáním křemíku do železa. Tenké plechy široce používané jako materiály železného jádra v zařízeních, jako jsou motory a transformátory, jsou nejprve laminovány izolačním povlakem.
V elektrických zařízeních je hnací frekvencí počet kmitů proudu, napětí atd. za sekundu. Obvykle se frekvence pohonu zvyšuje u motorů, které pohánějí vysokou rychlost otáčení.
JNEX Core® a JNHF Core® a JNRF Core® jsou registrované ochranné známky společnosti JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf hustota magnetického toku je vyšší a ztráta železa nižší
Hustota magnetického toku JFE Super Core jnrf je vyšší
