JFE Steel développe le JNRF ? Tôle d'acier à gradient de silicium pour moteurs à grande vitesse
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Minimise la perte de fer à haute fréquence
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Améliore la densité de flux magnétique élevée
JFE Steel Corporation a annoncé aujourd'hui son JNRF récemment développé ? tôle d'acier à gradient de silicium destinée à être utilisée dans les moteurs à grande vitesse, que la société produit à l'aide d'une technologie exclusive de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) pour la silicone continue. Le nouveau matériau réduit les pertes de fer à haute fréquence et améliore la densité du flux magnétique, contribuant ainsi à augmenter le couple du moteur et à améliorer considérablement l'efficacité en matière d'économie d'énergie.
Les tôles d'acier électrique4, qui sont largement utilisées comme matériau de noyau de fer pour les équipements électriques tels que les moteurs et les transformateurs, sont un matériau clé régissant les performances des équipements électriques. Ces dernières années, les efforts visant à augmenter la fréquence d'entraînement5 pour réduire la taille des équipements électriques ont créé un besoin de réduction des pertes de fer dans les tôles d'acier électriques utilisées dans les applications impliquant un entraînement à haute fréquence. Le silicium augmente la résistance électrique de l'acier, donc augmenter la quantité de silicium contribue à réduire les pertes de fer dans la plage des hautes fréquences. JFE Steel a développé une technologie exclusive pour la silicone continue CVD, puis a utilisé ce processus pour produire JNEX Core?, une tôle d'acier à haute teneur en silicium (6,5%), et JNHF Core?, une tôle d'acier à gradient de silicium avec une concentration accrue de silicium dans sa couche superficielle, qui permettront toutes deux aux clients de JFE Steel de développer des produits de meilleure qualité (Fig. 1�).
Dans les applications de moteurs à grande vitesse, il existe une demande croissante de réduction des pertes de fer grâce à un entraînement haute fréquence et d'une densité de flux magnétique accrue pour un couple plus élevé. En réponse, JFE Steel a lancé un plan visant à améliorer sa gamme de produits en tôle d'acier électrique. La solution consistait à contrôler la distribution de la concentration de silicium en optimisant la quantité de silicone et les conditions de diffusion (Fig. 2) et en contrôlant l'orientation des cristaux (Fig. 3).
Le résultat réussi de ces efforts est le nouveau JNRF de JFE Steel ? tôle d'acier à gradient de silicium pour moteurs à grande vitesse. JNRF ? contribue à augmenter considérablement l'efficacité du moteur pour la conservation de l'énergie tout en maintenant une densité de flux magnétique (couple) équivalente à celle des tôles d'acier électriques non orientées conventionnelles (tôles d'acier au silicium à 3 %) (Fig. 1�).
*La facilité de magnétisation du fer dépend de l’orientation du cristal. Un matériau facilement magnétisé (haute densité de flux magnétique) peut être produit en contrôlant l'orientation parallèlement à la surface de la feuille.
À l'avenir, JFE Steel s'efforcera d'étendre les applications de ses produits électriques en tôle d'acier pour aider à réaliser des conceptions de moteurs plus compacts et à plus grande vitesse, tels que des moteurs d'entraînement pour véhicules électriques, des moteurs pour l'électronique grand public et des moteurs de drones, répondant ainsi aux besoins des clients en matière d'équipements électriques très efficaces et compacts dans un monde de plus en plus durable.
La technologie du procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) augmente la concentration de silicium dans l'acier. Le CVD, qui est effectué dans une ligne de recuit de bandes d'acier, provoque une réaction entre les bandes d'acier et le gaz de tétrachlorure de silicium (SiCl4) dans un four tout en faisant passer en continu les bandes d'acier à travers le four.
La perte de fer fait référence à l'énergie, principalement à la chaleur, perdue lorsqu'un noyau de fer est excité par un courant alternatif. La perte d’énergie qui se produit lorsque le noyau de fer est excité à haute fréquence est appelée perte de fer à haute fréquence. L'efficacité des moteurs à grande vitesse augmente à mesure que la perte de fer à haute fréquence est réduite.
La densité du flux magnétique, qui indique la facilité de magnétisation d'un matériau, augmente la force électromagnétique à mesure que la densité augmente. Dans les moteurs, un couple (puissance) plus important peut être obtenu avec des matériaux offrant une densité de flux magnétique élevée.
La tôle d'acier électrique (ou « tôle d'acier au silicium ») est obtenue en ajoutant du silicium au fer. Les feuilles minces largement utilisées comme matériaux de noyau de fer dans des équipements tels que les moteurs et les transformateurs sont d'abord laminées avec un revêtement isolant.
Dans les équipements électriques, la fréquence d'entraînement est le nombre d'oscillations par seconde du courant, de la tension, etc. Habituellement, la fréquence d'entraînement augmente avec les moteurs qui fonctionnent à des vitesses de rotation élevées.
Noyau JNEX ? et JNHF Core ? et le noyau JNRF ? sont des marques déposées de JFE Steel Corporation.
JFE Super Core jnrf la densité de flux magnétique est plus élevée et la perte de fer est inférieure
La densité du flux magnétique JFE Super Core jnrf est plus élevée
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