JFE Steel sviluppa la lamiera in acciaio con gradiente di silicio JNRF™ per motori ad alta velocità
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Minimizza la perdita di ferro ad alta frequenza
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Migliora l'elevata densità di flusso magnetico
JFE Steel Corporation ha annunciato oggi la sua lamiera di acciaio a gradiente di silicio JNRF™ recentemente sviluppata per l'uso in motori ad alta velocità, che l'azienda produce utilizzando la tecnologia proprietaria di deposizione chimica da vapore (CVD) per la siliconatura continua. Il nuovo materiale riduce la perdita di ferro ad alta frequenza e migliora la densità del flusso magnetico, contribuendo così ad aumentare la coppia del motore e migliorare significativamente l'efficienza per il risparmio energetico.
Le lamiere di acciaio elettrico4, ampiamente utilizzate come materiale per l'anima in ferro per apparecchiature elettriche come motori e trasformatori, sono un materiale chiave che regola le prestazioni delle apparecchiature elettriche. Negli ultimi anni, gli sforzi per aumentare la frequenza di azionamento5 per il ridimensionamento delle apparecchiature elettriche hanno creato l'esigenza di ridurre la perdita di ferro nelle lamiere di acciaio elettrico utilizzate in applicazioni che comportano l'azionamento ad alta frequenza. Il silicio aumenta la resistenza elettrica dell'acciaio, quindi aumentare la quantità di silicio aiuta a ridurre la perdita di ferro nella gamma delle alte frequenze. JFE Steel ha sviluppato una tecnologia proprietaria per la siliconizzazione continua CVD, quindi ha utilizzato questo processo per produrre JNEX Core®, una lamiera di acciaio ad alto contenuto di silicio (6.5%) e JNHF Core®, una lamiera di acciaio a gradiente di silicio con una maggiore concentrazione di silicio nella sua strato superficiale, entrambi i quali consentiranno ai clienti di JFE Steel di sviluppare prodotti di qualità superiore (Fig. 1①).
Nelle applicazioni di motori ad alta velocità, vi sono crescenti richieste di riduzione della perdita di ferro dovuta all'azionamento ad alta frequenza e all'aumento della densità del flusso magnetico per una coppia più elevata. In risposta, JFE Steel ha lanciato un piano per migliorare la sua linea di prodotti in lamiera d'acciaio elettrica. La soluzione era controllare la distribuzione della concentrazione di silicio ottimizzando la quantità di siliconizzazione e le condizioni di diffusione (Fig. 2) e controllare l'orientamento del cristallo (Fig. 3).
Il risultato positivo di questi sforzi è la nuova lamiera di acciaio a gradiente di silicio JNRF™ di JFE Steel per motori ad alta velocità. JNRF™ aiuta ad aumentare significativamente l'efficienza del motore per il risparmio energetico mantenendo la densità del flusso magnetico (coppia) equivalente a quella delle tradizionali lamiere di acciaio elettrico non orientate (lamiere di acciaio al silicio 3%) (Fig. 1②).
*La facilità di magnetizzazione del ferro dipende dall'orientamento del cristallo. Un materiale facilmente magnetizzabile (alta densità di flusso magnetico) può essere prodotto controllando l'orientamento in parallelo con la superficie del foglio.
Andando avanti, JFE Steel cercherà di espandere le applicazioni per i suoi prodotti in lamiera di acciaio elettrico per aiutare a realizzare progetti di motori più compatti e ad alta velocità, come motori di azionamento per veicoli elettrici, motori per l'elettronica di consumo e motori per droni, soddisfacendo così le esigenze dei clienti per ulteriori apparecchiature elettriche efficienti e compatte in un mondo sempre più sostenibile.
La tecnologia di processo di deposizione chimica da vapore (CVD) aumenta la concentrazione di silicio nell'acciaio. La CVD, che viene eseguita in una linea di ricottura di nastri di acciaio, provoca una reazione tra i nastri di acciaio e il gas tetracloruro di silicio (SiCl4) in un forno mentre i nastri di acciaio passano continuamente attraverso il forno.
La perdita di ferro si riferisce all'energia, principalmente calore, persa quando un nucleo di ferro viene eccitato da una corrente alternata. La perdita di energia che si verifica quando il nucleo di ferro viene eccitato ad alta frequenza è chiamata perdita di ferro ad alta frequenza. L'efficienza dei motori ad alta velocità aumenta con la riduzione della perdita di ferro ad alta frequenza.
La densità del flusso magnetico, che indica la facilità di magnetizzazione di un materiale, aumenta la forza elettromagnetica all'aumentare della densità. Nei motori, è possibile ottenere una coppia (potenza) maggiore con materiali che offrono un'elevata densità di flusso magnetico.
La lamiera di acciaio elettrico (o “lamiera di acciaio al silicio”) si ottiene aggiungendo silicio al ferro. I fogli sottili ampiamente utilizzati come materiali per l'anima in ferro in apparecchiature come motori e trasformatori vengono prima laminati con un rivestimento isolante.
Nelle apparecchiature elettriche, la frequenza di azionamento è il numero di oscillazioni al secondo della corrente, della tensione, ecc. Normalmente, la frequenza di azionamento aumenta con i motori che funzionano a velocità di rotazione elevate.
JNEX Core® e JNHF Core® e JNRF Core® sono marchi registrati di JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf la densità del flusso magnetico è maggiore e la perdita di ferro è minore
La densità del flusso magnetico JFE Super Core jnrf è maggiore
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