Co je samolepicí silikonová ocel?
Nejprve musíme pochopit jeho základní součásti:
- : Efekt spojení (pevnost) je vysoce závislý na třech parametrech procesu: teplotě, tlaku a čase. Nevhodné parametry mohou vést ke slabému spojení nebo stárnutí povlaku.Silikonová ocel: Také známá jako elektrická ocel, je to základní materiál pro výrobu jader motorů. Přidáním křemíku se zvýší měrný odpor materiálu, čímž se sníží "ztráty vířivými proudy" generované střídavými magnetickými poli, čímž se zlepší účinnost motoru.
- : Efekt spojení (pevnost) je vysoce závislý na třech parametrech procesu: teplotě, tlaku a čase. Nevhodné parametry mohou vést ke slabému spojení nebo stárnutí povlaku.Samolepicí vrstva: Na povrch plechu z křemíkové oceli je nanesen speciální izolační povlak s adhezivními vlastnostmi. Tento povlak může být aktivován za specifických podmínek (obvykle vysoká teplota a tlak), čímž se vytvoří silná adhezní síla.
Spojením těchto dvou prvků vzniká samolepicí silikonová ocel. Po vylisování do lamel statoru/rotoru se zahřeje a natlakuje, aby se listy pevně spojily dohromady a vytvořily robustnější jádro.
Hlavní výhody samolepicí silikonové oceli v automobilových hnacích motorech
Ve srovnání s tradičními laminovacími procesy vyžadujícími nýtování nebo svařování nabízí samolepicí silikonová ocel četná vylepšení výkonu, která dokonale splňují přísné požadavky elektrických vozidel na vysokou hustotu výkonu, vysokou účinnost, vysokou rychlost a nízké vibrace a hluk v hnacích motorech.
-
Výrazně vylepšená tuhost a pevnost, přizpůsobení vysokým rychlostem
Výhody: Lepené jádro se stává kvazi-integrální strukturou, s pevností mezivrstvového spojení typicky dosahující 5-20 MPa. To výrazně zlepšuje celkovou tuhost a mechanickou pevnost jádra.
Analýza: Motory elektrických vozidel se vyvíjejí směrem k vyšším rychlostem (např. od 12 000 ot./min do 20 000 ot./min nebo ještě vyšší). Při vysokých rychlostech rotoru působí obrovské odstředivé síly. U tradičních laminovaných jader může docházet k vyboulení nebo deformaci laminace, což vede ke tření o stator (odírání statoru) a poškození motoru. Samolepicí jádra účinně odolávají této deformaci a zajišťují bezpečný a spolehlivý provoz motoru při extrémních rychlostech.
-
Snížené ztráty železa, zlepšená účinnost motoru a dojezd
Výhody: Snižuje poškození pnutím a degradaci materiálových vlastností plechů z křemíkové oceli způsobenou tradičními metodami mechanického spojení (jako je nýtování a svařování).
Analýza: Magnetické vlastnosti plechů z křemíkové oceli (zejména ztráty železa) jsou vysoce citlivé na mechanické namáhání. Nýtovací a svařovací procesy generují velké lokalizované namáhání a tepelně ovlivněné zóny, což vede ke zhoršení struktury magnetické domény v těchto oblastech a ke zvýšeným ztrátám vířivými proudy a hysterezí. Samolepicí technologie využívá fyzického spojení, které zabraňuje tomuto poškození a tím lépe zachovává vlastnosti materiálu s nízkou ztrátou železa. To pomáhá zlepšit účinnost motoru, zejména v podmínkách městského provozu s častými změnami rychlosti, čímž se nepřímo zvyšuje dojezd vozidla.
-
Vynikající výkon NVH (snížené vibrace a hluk)
Výhody: Vazba mezi vrstvami účinně potlačuje tření a vibrace mezi laminacemi.
Analýza: Během provozu motoru je jádro vystaveno magnetostrikci ("dýchání" materiálu) a elektromagnetickým silám generovaným vysokofrekvenčním střídavým magnetickým polem. V tradičních laminovaných jádrech tyto síly způsobují nepatrné relativní pohyby a vibrace mezi lamelami, což je významný zdroj elektromagnetického šumu v motorech. Samolepící povlak vyplňuje mezery mezi lamelami jako "lepidlo", absorbuje a potlačuje tyto vibrace prostřednictvím tlumícího efektu, čímž výrazně snižuje provozní hluk motoru a zlepšuje jízdní komfort vozidla.
-
Vylepšený tepelný výkon a rovnoměrnost odvodu tepla
Výhody: Zatímco vrstva lepidla poskytuje izolaci, její tepelná vodivost je obecně lepší než vzduch.
Analýza: V tradičních jádrech existují mezi lamelami malé vzduchové mezery a vzduch je špatným vodičem tepla. Samolepicí povlak vytváří účinnější cestu pro vedení tepla mezi deskami, což napomáhá k rovnoměrnějšímu a rychlejšímu vedení tepla generovaného uvnitř jádra (zejména zubů) na oba konce jádra a pouzdra, kde je pak odváděno chladicím systémem. To zlepšuje rovnoměrnost odvodu tepla v motoru, pomáhá snižovat místní teploty horkého místa a zlepšuje schopnost motoru kontinuálně dodávat výkon.
-
Zjednodušený výrobní proces, zlepšená efektivita a konzistence výroby
Výhody: Eliminuje procesy nýtování nebo svařování a zjednodušuje proces montáže jádra.
Analýza: Na automatizovaných výrobních linkách mohou být lisované plechy z křemíkové oceli přímo stohovány a poté spojeny v jediné vyhřívací a vytvrzovací peci. To snižuje výrobní kroky a investice do zařízení a zlepšuje efektivitu výroby. Zároveň zabraňuje kolísání výkonu způsobenému nekonzistentní kvalitou nýtování/svařování (jako je nerovnoměrná nýtovací síla a rozstřik při svařování), zlepšuje konzistenci a spolehlivost produktu.
Komplexní analýza: výzvy a úvahy
Navzdory jejím významným výhodám je při aplikaci samolepicí silikonové oceli třeba vzít v úvahu následující faktory:
- : Efekt spojení (pevnost) je vysoce závislý na třech parametrech procesu: teplotě, tlaku a čase. Nevhodné parametry mohou vést ke slabému spojení nebo stárnutí povlaku.Vyšší náklady: Náklady na materiál samolepicí silikonové oceli jsou vyšší než u běžné potažené silikonové oceli. Výrobní proces dále vyžaduje další zařízení pro ohřev a vytvrzování (jako jsou pece) a přesný systém regulace teploty.
- : Efekt spojení (pevnost) je vysoce závislý na třech parametrech procesu: teplotě, tlaku a čase. Nevhodné parametry mohou vést ke slabému spojení nebo stárnutí povlaku.Přísné požadavky na řízení procesů: Efekt spojení (pevnost) je vysoce závislý na třech parametrech procesu: teplotě, tlaku a čase. Nevhodné parametry mohou vést ke slabému spojení nebo stárnutí povlaku.
- : Efekt spojení (pevnost) je vysoce závislý na třech parametrech procesu: teplotě, tlaku a čase. Nevhodné parametry mohou vést ke slabému spojení nebo stárnutí povlaku.Špatná udržovatelnost: Jakmile je jádro spojeno jako celek, je téměř nemožné jej rozebrat a opravit. Pokud se vyskytnou výrobní vady, celé jádro se může stát nepoužitelným.
- : Efekt spojení (pevnost) je vysoce závislý na třech parametrech procesu: teplotě, tlaku a čase. Nevhodné parametry mohou vést ke slabému spojení nebo stárnutí povlaku.Vysoké požadavky na vlastnosti povlaku: Samolepicí povlak si musí zachovat dobrou izolaci, tepelnou odolnost (obvykle musí odolávat teplotám nad 180 °C), přilnavost a zpracovatelnost lisováním a zároveň mít vysokou pevnost spoje.
V souhrnu
aplikace samolepicí silikonové oceli v automobilových hnacích motorech je ukázkovým příkladem kombinace materiálové inovace s optimalizací procesu. Chytře řeší četné rozpory mezi mechanickou pevností, elektromagnetickým výkonem a výkonem NVH u vysokorychlostních, vysoce účinných motorů s vysokou hustotou výkonu prostřednictvím přístupu „spojování místo nýtování/svařování“.
|
Srovnávací rozměry |
Tradiční silikonová ocel (nýtování/svařování) |
Samolepící silikonová ocel |
|
Mechanická pevnost |
Obecně náchylné k roztahování plechu při vysokých rychlostech |
Vynikající, silná celistvost, vhodná pro vysoké rychlosti |
|
Ztráta železa/účinnost |
Vysoce ovlivněno namáháním při obrábění |
Nižší otáčky, zachovává původní magnetické vlastnosti materiálu |
|
Výkon NVH |
Miniaturní pohyb mezi listy, což má za následek relativně vysoký hluk |
Vynikající, tlumení a snížení vibrací, nízká hlučnost |
|
Výkon odvodu tepla |
Vzduchová izolace je obecně zajištěna mezi listy |
Lepší a vylepšená cesta vedení tepla |
|
Výrobní proces |
Vyžaduje nýtování/svařování, zahrnující více procesů |
Zjednodušený, jednostupňový ohřev a formování po stohování |
|
náklady |
Nízké náklady na materiál, mírné náklady na proces |
Vysoká cena materiálu, nutná investice do vybavení |
Závěr
Jak se požadavky na výkon elektrických vozidel neustále zvyšují, samovazná silikonová ocel se postupně stává jedním z preferovaných materiálů pro špičkové hnací motory. Navzdory výzvě vyšších nákladů, jeho komplexní výkonnostní výhody – zejména v zajištění vysokorychlostní spolehlivosti a zlepšení energetické účinnosti – z něj činí klíčový materiál, který řídí vývoj technologií elektrických pohonů nové generace. Pro vozidla, která sledují maximální výkon, dlouhý dojezd a nízkou hlučnost, je použití samovazné silikonové oceli vysoce hodnotnou technologickou volbou.
O technologii Youyou
Youyou Technology Co., Ltd. se specializuje na výrobu přesných samovazných jader vyrobených z různých měkkých magnetických materiálů, včetně samovazné silikonové oceli, ultratenké silikonové oceli a speciálních samovazných měkkých magnetických slitin. Využíváme pokročilé výrobní procesy pro přesné magnetické součástky a poskytujeme vyspělá řešení pro měkká magnetická jádra používaná v klíčových energetických součástech, jako jsou vysoce výkonné motory, vysokorychlostní motory, středofrekvenční transformátory a reaktory.
Produkty společnosti Self-bonding precision core v současné době zahrnují řadu jader z křemíkové oceli s tloušťkou pásu 0,05 mm (ST-050), 0,1 mm (10JNEX900/ST-100), 0,15 mm, 0,2 mm (20JNEH1200/20HX1200) a 02CS/020AV 0,35 mm (35JNE210/35JNE230/ B35A250-Z/35CS230HF), stejně jako jádra ze speciální měkké magnetické slitiny včetně 1J22 a 1J50.
