Основни предимства на сегментираните моторни ядра
След години практика в персонализирането и приложението, сегментираните моторни ядра имат очевидни предимства пред интегралните ядра, особено в сценарии с висока производителност, голям размер и персонализирани двигатели. Ето 6-те най-важни предимства:
-
Опростен процес на навиване и по-висока скорост на запълване на слота
Най-голямата болезнена точка на традиционните интегрални ядра е трудността при навиване - особено при сценарии с малки слотове и висока плътност на навиване. Сегментираните сърцевини могат да се навиват отделно за всеки сегмент преди сглобяването, което не само прави операцията по навиване по-управляема и прецизна, но също така ефективно подобрява скоростта на запълване на слота. Например, в нашите персонализирани проекти за ядра на двигатели NEV, скоростта на запълване на слота на сегментираните ядра може да достигне 70%-75%, докато интегралното ядро обикновено е само 60%-65%. По-високата скорост на запълване на слота директно подобрява ефективността на двигателя и плътността на мощността, намалявайки загубата на енергия по време на работа.
-
Подобрено оползотворяване на материала и намалени отпадъци
Традиционните интегрални сърцевини са щамповани от цяло парче силициев стоманен лист и материалът около слотовете и централната зона се превръща в отпадък, което води до ниско използване на материала (обикновено само 65%-70%). Сегментираните сърцевини са щамповани с малки силиконови стоманени листове, съответстващи на размера на всеки сегмент, което значително намалява отпадъците от щамповане. Данните на нашата фабрика показват, че степента на използване на материала на сегментираните сърцевини може да достигне 85%-90%, което значително намалява разходите за суровини, особено за листове от силициева стомана с висока производителност (като B5000=1,67T), които представляват повече от 30% от общата цена на двигателя.
-
По-лесно транспортиране и сглобяване
За двигатели с големи размери (като промишлени двигатели над 100kW), интегралните сърцевини са големи по размер, тежки по тегло и трудни за транспортиране и инсталиране дори изискващи специално оборудване за повдигане. Сегментираните сърцевини са с малък размер на единичен сегмент и леко тегло, които могат да се транспортират отделно и да се сглобяват на място, което значително намалява разходите за транспортиране и сглобяване и подобрява ефективността на конструкцията. Това предимство е особено очевидно при широкомащабно оборудване като вятърни генератори и корабни двигатели.
-
Гъвкав избор на материал и оптимизирана магнитна производителност
Сегментирането позволява на производителите да използват различни материали от силициева стомана (включително ориентирана силициева стомана) за различни части на статора и ротора, оптимизирайки всеки компонент според неговите специфични функционални изисквания. Например, листове от силициева стомана с висока магнитна проницаемост могат да се използват за зъбната част, за да се подобри плътността на магнитния поток, а листове от силициева стомана с ниски загуби могат да се използват за частта на ярема, за да се намалят загубите от вихрови токове. Това гъвкаво съвпадение на материала може да подобри ефективността на двигателя с 3%-5% в сравнение с интегралните ядра, използващи един материал.
-
Намалени загуби на вихров ток и по-добро разсейване на топлината
Сегментираната структура, комбинирана с изолационни материали (като изолационна хартия) между съседни сегменти, може ефективно да намали електромагнитните вихрови токове и турбуленцията в сърцевината, като по този начин намалява загубата на вихрови токове и нагряването на сърцевината. В същото време пролуките между сегментите образуват естествени канали за разсейване на топлината, които подобряват ефективността на разсейване на топлината на сърцевината - критична за поддържане на оптимална производителност на двигателя при условия на висока скорост или тежко натоварване, като например NEV двигатели, работещи при 20 000 об./мин.
-
Висока адаптивност към персонализиране
Като персонализирана фабрика за моторни ядра, ние открихме, че сегментираните ядра са по-подходящи за персонализирани нужди за персонализиране. Независимо дали става въпрос за дизайн на слот със специална форма, нестандартен размер или специални изисквания за производителност (като висок въртящ момент, нисък шум), сегментираните сърцевини могат да бъдат коригирани чрез промяна на формата, размера и броя на сегментите, без да се преработва голяма интегрална матрица за щамповане, което значително намалява разходите за персонализиране и съкращава цикъла на разработка.
Неизбежни недостатъци на сегментираните моторни ядра
Докато сегментираните моторни ядра имат много предимства, те също имат някои присъщи недостатъци поради тяхната модулна структура, на които трябва да се обърне внимание при практически приложения:
По-високи изисквания за точност на сглобяване
Пълното ядро се формира чрез сглобяване на множество сегменти, което изисква изключително висока прецизност на сглобяване, особено коаксиалността и плоскостта на сегментите. Ако грешката при сглобяване надвишава 0,1 mm, това ще доведе до неравномерно разпределение на магнитния поток, повишен шум и дори ще повлияе на нормалната работа на двигателя. Това изисква производителите да разполагат с усъвършенствано оборудване за сглобяване и строги системи за контрол на качеството, което ще увеличи производствените разходи до известна степен.
Повишен въртящ момент и риск от шум
В сравнение с традиционните интегрални сърцевини, сегментираните сърцевини може да имат повишен въртящ момент поради фугите между сегментите, което може да доведе до по-високи нива на шум и намален среден въртящ момент в някои сценарии. Въпреки че този проблем може да бъде облекчен чрез оптимизиране на формата на сегмента и процеса на сглобяване (като технология на сегментирани изкривени полюси), той не може да бъде напълно елиминиран и не е подходящ за сценарии с ултра ниско ниво на шум (като двигатели за медицинско оборудване).
По-високи първоначални производствени разходи за поръчки на малки партиди
Въпреки че сегментираните сърцевини могат да намалят материалните отпадъци, те трябва да разработят матрици за щамповане за всеки сегмент. За поръчки на малки партиди по поръчка (като по-малко от 100 броя), цената на матрицата за единица продукт е относително висока - по-висока от тази на интегралните ядра. Следователно сегментираните сърцевини са по-рентабилни за производство на големи партиди, докато интегралните сърцевини може да са по-подходящи за малки партиди, проекти за двигатели със стандартен размер.
Потенциално въздействие върху структурната здравина
Съединението между сегментите е слабото място на основната структура. При високоскоростно въртене (като ядрата на ротора NEV), центробежната сила може да причини разхлабване на сегментите, което да повлияе на структурната стабилност на ядрото. Въпреки че този проблем може да бъде разрешен чрез използване на високоякостни свързващи агенти или затягащи структури, това ще увеличи производствения процес и разходите.
Сегментирано моторно ядро срещу интегрално моторно ядро: Подробна таблица за сравнение
За да ви помогнем да разграничите по-добре сегментираните ядра от интегралните ядра, ние подредихме подробна сравнителна таблица въз основа на нашия действителен опит в производството и персонализирането, обхващаща ключови показатели като производителност, цена и сценарии на приложение:
| Индикатор за сравнение | Сегментирано моторно ядро | Интегрално моторно ядро |
|---|---|---|
| Трудност на навиването | Ниска, отделна намотка за всеки сегмент; степен на запълване на слота 70%-75% | Висока, интегрална намотка; степен на запълване на слота 60%-65% |
| Изискване за точност на сглобяване | Висок (коаксиалност �0,1 мм) | Ниско, еднократно щамповане |
| Разходи за транспорт и монтаж | Ниски, малки и леки сегменти, лесни за управление | Високи, големи и тежки, изискващи специално оборудване |
| Загуба на вихров ток | Ниска изолация между сегментите намалява вихровите токове | Високата интегрална структура води до повече вихрови токове |
| Гъвкавост при персонализиране | Висока, лесна за регулиране форма/размер на сегмента; ниска цена на матрицата за персонализиране | Ниско, необходимо е да се преработят големи матрици за щамповане за персонализиране |
| Зъбен въртящ момент и шум | Малко по-висок, трябва да се оптимизира за намаляване на шума | По-нисък, подходящ за сценарии с ултра нисък шум |
| Производствени разходи (голяма партида) | Ниска, спестяваща материал компенсира разходите за матрица | Голям, висок разход на материали |
| Производствени разходи (малка партида) | Висока, цената на матрицата за единица е висока | Ниска, няма нужда от множество сегментни матрици |
| Подходящи сценарии за приложение | NEVs, промишлени двигатели с висока мощност, едрогабаритно оборудване, персонализирани двигатели | Малки и средни стандартни двигатели, малки партиди, оборудване с ултра ниско ниво на шум (медицински, домакински уреди) |
Бъдещи тенденции на сегментирани моторни ядра (2026-2030 г.)
С бързото развитие на нова енергия, промишлен интелект и политики за пестене на енергия и намаляване на емисиите, сегментираните моторни ядра, като високоефективен и енергоспестяващ основен компонент, ще покажат три ясни тенденции на развитие през следващите 5 години:
Интегриране на нови материали за допълнително намаляване на загубите
В бъдеще сегментираните ядра постепенно ще приемат нови високоефективни материали за оптимизиране на магнитните свойства и намаляване на загубата на енергия. Например лентите от неаморфна сплав (0,02 mm дебелина) могат да намалят загубата на вихрови токове със 70% в сравнение с традиционните листове от силициева стомана, а нанокристалните материали могат допълнително да подобрят магнитната пропускливост. В същото време комбинацията от различни материали (сегментирани ядра от хибриден материал) ще стане по-често срещана, например използване на ориентирана силиконова стомана за зъбната част и неаморфна сплав за частта на хомота, за да се постигне баланс между производителност и цена.
Интелигентност на процесите на производство и сглобяване
За да се реши проблемът с изискванията за висока точност на сглобяване, сегментираното производство на сърцевина постепенно ще реализира пълна автоматизация и интелигентност. Нашата фабрика вече пилотира интегрирането на роботизирано сглобяване, лазерно позициониране и технологии за онлайн откриване, намалявайки грешките при сглобяване до по-малко от 0,05 mm, подобрявайки ефективността на производството с 40% и гарантирайки постоянно качество на продукта. В допълнение, технологията за 3D печат може да се приложи за производството на малки партиди, сегментирани сърцевини със специална форма, което допълнително намалява разходите за щампи и съкращава цикъла на персонализиране.
По-широко приложение в нова енергия и полета с висока мощност
С ускоряването на глобалното навлизане на NEV и надграждането на индустриалните двигатели до висока ефективност и пестене на енергия, сегментираните ядра ще се превърнат в основен избор в тези области. Например, в NEV, сегментираните ядра могат да подобрят ефективността на двигателя и плътността на мощността, разширявайки обхвата на шофиране; в оборудването за генериране на вятърна и слънчева енергия, сегментираните ядра могат да се адаптират към конструкцията на големи двигатели и тежки работни среди. В същото време, с развитието на двигатели с аксиален поток, сегментираните сърцевини ще бъдат по-широко използвани поради техните предимства при оптимизиране на плоскостта и разпределението на магнитния поток.
Развитие към леко тегло и миниатюризация
В области като NEV и аерокосмически двигатели, олекотяването и миниатюризацията са важни насоки за развитие. Сегментираните сърцевини могат да реализират оптималния дизайн на структурата на сърцевината (като кухи сегменти, тънкостенен дизайн) при предпоставката за осигуряване на структурна здравина, намаляване на теглото на сърцевината с 10%-15% в сравнение с интегралните ядра. Това ще спомогне за намаляване на общото тегло на двигателя и оборудването, като подобри енергийната ефективност и експлоатационните характеристики.
Заключение: Подходящо ли е сегментираното моторно ядро за вашия проект?
Като професионална фабрика за производство на моторни сърцевини по поръчка, ние вярваме, че няма абсолютно „добро“ или „лошо“ между сегментираните ядра и интегралните ядра – само „подходящи“ или „неподходящи“. Ако вашият проект е голям партиден, с висока производителност, голям размер или персонализиран двигател (като NEV двигатели, индустриални двигатели с висока мощност), сегментираните ядра определено са по-рентабилен избор, който може да ви помогне да намалите разходите, да подобрите ефективността и да спечелите пазарна конкурентоспособност.
Ако вашият проект е двигател с малка партида, стандартен размер или ултра ниско ниво на шум (като двигатели за медицинско оборудване, двигатели за малки домакински уреди), интегралните сърцевини може да са по-подходящи. Разбира се, с непрекъснатото надграждане на нашата производствена технология, ние можем също така да предоставим персонализирани решения за малки партиди сегментирани основни поръчки, намалявайки вашите първоначални инвестиционни разходи.
Ако имате някакви въпроси относно избора, персонализирането или приложението на сегментирани моторни ядра, моля, не се колебайте да се свържете с нас. Нашият професионален инженерен екип ще ви предостави индивидуални технически насоки и услуги за оферти въз основа на вашите конкретни нужди на проекта.
Относно технологията Youyou
Youyou Technology Co., Ltd. е специализирана в производството на самосвързващи се прецизни сърцевини, изработени от различни меки магнитни материали, включително самосвързваща силициева стомана, ултратънка силициева стомана и самосвързващи се специални меки магнитни сплави. Ние използваме усъвършенствани производствени процеси за прецизни магнитни компоненти, предоставяйки усъвършенствани решения за меки магнитни сърцевини, използвани в ключови енергийни компоненти като високопроизводителни двигатели, високоскоростни двигатели, средночестотни трансформатори и реактори.
Продуктите на самосвързващата прецизна сърцевина на компанията понастоящем включват набор от сърцевини от силициева стомана с дебелина на лентата от 0,05 mm (ST-050), 0,1 mm (10JNEX900/ST-100), 0,15 mm, 0,2 mm (20JNEH1200/20HX1200/ B20AV1200/20CS1200HF) и 0,35 мм (35JNE210/35JNE230/ B35A250-Z/35CS230HF), както и специални сърцевини от мека магнитна сплав, включително Hiperco 50 и VACODUR 49 и 1J22 и 1J50.
