JFE Steel vyvíjí ocelový plech JNRF™ s křemíkovým gradientem pro vysokootáčkové motory
-
Minimalizuje vysokofrekvenční ztráty železa
-
Zlepšuje vysokou hustotu magnetického toku
Společnost JFE Steel Corporation dnes oznámila svůj nedávno vyvinutý ocelový plech JNRF™ s křemíkovým gradientem pro použití ve vysokorychlostních motorech, který společnost vyrábí pomocí patentované technologie chemické depozice z plynné fáze (CVD) pro kontinuální silikonizaci. Nový materiál snižuje ztráty vysokofrekvenčního 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 upravujícím výkon elektrických zařízení. V posledních letech vyvolalo úsilí o zvýšení frekvence jízdy5 pro zmenšování elektrických zařízení potřebu snížit ztráty železa v plechech z elektrotechnické oceli používaných v aplikacích zahrnujících vysokofrekvenční pohon. Křemík zvyšuje elektrický odpor oceli, takže zvýšení množství křemíku pomáhá snížit ztráty železa ve vysokofrekvenčním rozsahu. Společnost JFE Steel vyvinula patentovanou technologii pro kontinuální silikonizaci CVD a poté tento proces použila k výrobě JNEX Core, ocelového plechu s vysokým obsahem křemíku (6,5 %), a JNHF Core®®, ocelového plechu s křemíkovým gradientem se zvýšenou koncentrací křemíku v povrchové vrstvě, což umožní zákazníkům JFE Steel vyvíjet produkty vyšší kvality (obr. 1(1)).
V aplikacích s vysokootáčkovými motory rostou požadavky na snížení ztrát železa díky vysokofrekvenčnímu pohonu a zvýšené hustotě magnetického toku pro vyšší točivý moment. V reakci na to společnost JFE Steel zahájila plán na rozšíření své řady výrobků z elektrotechnických ocelových plechů. Řešením bylo řídit distribuci koncentrace křemíku optimalizací silikonizačního množství a podmínek difúze (obr. 2) a kontrolovat orientaci krystalů (obr. 3).
Úspěšným výsledkem těchto snah je nový ocelový plech JNRF™ s křemíkovou gradientou pro vysokorychlostní motory společnosti JFE Steel. JNRF™ pomáhá výrazně zvýšit účinnost motoru pro úsporu energie při zachování hustoty magnetického toku (točivého momentu) ekvivalentní hustotě (točivého momentu) konvenčních neorientovaných plechů z elektrotechnické oceli (3 % plechů z křemíkové oceli) (obr. 1(2)).
*Snadnost magnetizace železa závisí na orientaci krystalů. Snadno magnetizovaný materiál (vysoká hustota magnetického toku) lze vyrobit řízením orientace rovnoběžně s povrchem plechu.
Do budoucna se společnost JFE Steel bude snažit rozšířit aplikace pro své výrobky z elektrotechnického ocelového plechu, aby pomohla realizovat kompaktnější a vysokorychlostní konstrukce motorů, jako jsou hnací motory pro elektrická vozidla, motory pro spotřební elektroniku a motory dronů, čímž uspokojí potřeby zákazníků na mimořádně účinná a kompaktní elektrická zařízení ve stále udržitelnějším světě.
Procesní technologie chemické depozice z plynné fáze (CVD) zvyšuje koncentraci křemíku v oceli. CVD, které se provádí v žíhací lince ocelových pásů, způsobuje reakci mezi ocelovými pásy a plynem chlorid křemičitý (SiCl4) v peci při nepřetržitém průchodu ocelových pásů pecí.
Ztráta železa se týká energie, zejména tepla, ztracené při buzení železného jádra střídavým proudem. Ztráta energie, ke které dochází, když je železné jádro excitováno vysokou frekvencí, se nazývá vysokofrekvenční ztráta železa. Účinnost vysokorychlostních motorů se zvyšuje se snižováním vysokofrekvenčních ztrát železa.
Hustota magnetického toku, která naznačuje snadnost magnetizace materiálu, zvyšuje elektromagnetickou sílu se zvyšující se 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, které se široce používají jako materiály železného jádra v zařízeních, jako jsou motory a transformátory, jsou nejprve laminovány izolačním povlakem.
V elektrických zařízeních je budicí frekvence počet kmitů za sekundu proudu, napětí atd. Obvykle se frekvence jízdy zvyšuje u motorů, které jezdí vysokou rychlostí 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 je nižší
JFE Super Core jnrf hustota magnetického toku je vyšší
