JFE Steel разрабатывает стальной лист с градиентом кремния JNRF™ для высокоскоростных двигателей
-
Сводит к минимуму высокочастотные потери в железе
-
Улучшает высокую плотность магнитного потока
Корпорация JFE Steel объявила сегодня о своем недавно разработанном стальном листе JNRF™ с градиентом кремния для использования в высокоскоростных двигателях, который компания производит с использованием запатентованной технологии химического осаждения из паровой фазы (CVD) для непрерывного силиконирования. Новый материал снижает высокочастотные потери в стали и улучшает плотность магнитного потока, тем самым помогая увеличить крутящий момент двигателя и значительно повысить эффективность энергосбережения.
Листы электротехнической стали4, которые широко используются в качестве материала железного сердечника для электрооборудования, такого как двигатели и трансформаторы, являются ключевым материалом, определяющим характеристики электрического оборудования. В последние годы усилия по увеличению частоты возбуждения5 для уменьшения размеров электрооборудования привели к необходимости уменьшить потери в железе в листах электротехнической стали, используемых в приложениях, связанных с высокочастотным приводом. Кремний увеличивает электрическое сопротивление стали, поэтому увеличение количества кремния помогает уменьшить потери в железе в диапазоне высоких частот. Компания JFE Steel разработала запатентованную технологию непрерывного силиконирования CVD, а затем использовала этот процесс для производства JNEX Core®, стального листа с высоким содержанием кремния (6.5%), и JNHF Core®, стального листа с градиентом кремния и повышенной концентрацией кремния в его поверхностный слой, оба из которых позволят клиентам JFE Steel разрабатывать более качественную продукцию (рис. 1①).
В высокоскоростных двигателях предъявляются растущие требования к снижению потерь в железе из-за высокочастотного привода и повышенной плотности магнитного потока для более высокого крутящего момента. В ответ на это JFE Steel запустила план по расширению своей линейки листового проката из электротехнической стали. Решение заключалось в контроле распределения концентрации кремния путем оптимизации количества силицирования и условий диффузии (рис. 2) и управления ориентацией кристаллов (рис. 3).
Успешным результатом этих усилий стал новый стальной лист JNRF™ с градиентом кремния от JFE Steel для высокоскоростных двигателей. JNRF™ помогает значительно повысить КПД двигателя для энергосбережения, сохраняя при этом плотность магнитного потока (крутящий момент), эквивалентную плотности обычных листов из нетекстурированной электротехнической стали (листы из кремнистой стали 3%) (рис. 1②).
* Легкость намагничивания железа зависит от ориентации кристалла. Легко намагниченный материал (с высокой плотностью магнитного потока) можно получить, контролируя ориентацию параллельно поверхности листа.
Двигаясь вперед, JFE Steel будет стремиться расширять области применения своей продукции из листа электротехнической стали, чтобы помочь реализовать более компактные и высокоскоростные конструкции двигателей, таких как приводные двигатели для электромобилей, двигатели для бытовой электроники и двигатели дронов, тем самым удовлетворяя потребности клиентов в дополнительных эффективное и компактное электрооборудование во все более устойчивом мире.
Технология химического осаждения из паровой фазы (CVD) увеличивает концентрацию кремния в стали. CVD, который выполняется на линии отжига стальных полос, вызывает реакцию между стальными полосами и газообразным тетрахлоридом кремния (SiCl4) в печи при непрерывном пропускании стальных полос через печь.
Потери в железе относятся к энергии, в основном теплу, теряемой, когда железный сердечник возбуждается переменным током. Потери энергии, которые происходят, когда железный сердечник возбуждается на высокой частоте, называются высокочастотными потерями в железе. КПД высокоскоростных двигателей увеличивается по мере снижения высокочастотных потерь в железе.
Плотность магнитного потока, которая указывает на легкость намагничивания материала, повышает электромагнитную силу по мере увеличения плотности. В двигателях больший крутящий момент (мощность) может быть достигнут с использованием материалов, обеспечивающих высокую плотность магнитного потока.
Лист из электротехнической стали (или «лист из кремнистой стали») получают добавлением кремния к железу. Тонкие листы, широко используемые в качестве материала железного сердечника в таком оборудовании, как двигатели и трансформаторы, сначала ламинируют изоляционным покрытием.
В электрооборудовании частота возбуждения — это количество колебаний тока, напряжения и т. д. в секунду. Обычно частота возбуждения увеличивается с двигателями, которые вращаются с высокой скоростью.
JNEX Core® и JNHF Core® и JNRF Core® являются зарегистрированными товарными знаками JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf плотность магнитного потока выше, а потери в железе ниже
Плотность магнитного потока JFE Super Core jnrf выше
